УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ТИПА ТРУБЫ ВЕНТУРИ
VENTURI TUBE-TYPE GAS CLEANER

Изобретение относится к технике очистки газов от пыли и химических вредностей и может найти применение, например, на предприятиях черной металлургии.
Наиболее близким к заявляемому объекту по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки газов для очистки газов типа трубы Вентури из патентного документа RU 2338580 C1, B01D 47/10, опубл. 20.11.2008, включающее конфузор, горловину, диффузор, регулирующую вставку, соединенную через шток с приводом, систему орошения в виде коллектора с форсунками, фиксатор, установленный в диффузоре, причем регулирующая вставка выполнена из коаксиально установленных на расстоянии друг от друга элементов, при этом наружный элемент жестко закреплен на штоке с помощью спиц, а внутренний элемент установлен на штоке с возможностью продольного перемещения и имеет упоры, расположенные между спицами наружного элемента (прототип).
Недостатком известного устройства является то, что при больших количествах очищаемых газов возрастают энергозатраты на систему регулирования за счет отсутствия устройств для тонкого распыливания жидкости.
Технический результат - снижение энергозатрат на очистку газов.
Это достигается тем, что в устройстве для очистки газов типа трубы Вентури, включающем конфузор, горловину, диффузор, регулирующую вставку, соединенную через шток с приводом, систему орошения, фиксатор, установленный в диффузоре, причем регулирующая вставка выполнена из коаксиально установленных на расстоянии друг от друга элементов, при этом наружный элемент жестко закреплен на штоке с помощью спиц, а внутренний установлен на штоке с возможностью продольного перемещения и имеет упоры, расположенные между спицами наружного элемента, система орошения выполнена в виде коллектора с форсунками, при этом каждая из форсунок содержит корпус, штуцер и, соосно расположенную с ними, вставку-завихритель, а в штуцере выполнен расширяющийся канал для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие, которое выполнено осесимметрично корпусу и плавно переходит в, соосное с ним, фигурное отверстие, выполненное в форме сопла Лаваля, а в цилиндрическом отверстии корпуса, осесимметрично ему, установлена цилиндрическая вставка-завихритель, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы, причем по оси вставки-завихрителя выполнено центральное осевое отверстие с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов, при этом вставка-завихритель устанавливается в корпусе через упругие прокладки и поджимается штуцером посредством резьбового соединения корпус-штуцер.
На фиг.1 изображен продольный разрез предложенного устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - схема форсунки в устройстве орошения.
Устройство для очистки газов типа трубы Вентури (фиг.1 и 2) включает конфузор 1, горловину 2, диффузор 3, рассекатель 4, через который подводится вода, регулирующую вставку 5, состоящую из наружного элемента 6 и внутреннего элемента 7, имеющего упоры 8. Элемент 6 при помощи спиц 9 жестко соединен со штоком 10, который перемещается приводом 11.
Загрязненные газы, поступающие в трубу Вентури, рассекателем 4 распределяются по кольцевой щели между цилиндрическим корпусом 13 и рассекателем 4, куда также поступает орошающая жидкость через коллектор 14 и форсунки 15 (фиг.3).
Наружный элемент 6 вставки установлен с зазором по отношению к внутреннему элементу 7 вставки. Элемент 7 установлен с зазором на штоке 10 и имеет возможность перемещаться. Упоры 8, установленные на элементе 7, расположены между спицами элемента 6. Высота упоров Н превышает или равна расстоянию от фиксатора 12, установленного в диффузоре 3, до нижнего положения наружного элемента вставки L, а L+b>H где b - высота наружного элемента вставки.
Каждая из форсунок (фиг.3) состоит из корпуса 16 и соосно расположенного с ним в верхней части штуцера 17, в котором выполнен расширяющийся канал 18 для подвода жидкости в цилиндрическое отверстие 19, выполненное осесимметрично корпусу 16. Цилиндрическое отверстие 19 плавно переходит в соосное с ним фигурное отверстие 20, выполненное в форме сопла Лаваля. В отверстии 19 корпуса, осесимметрично ему, установлена цилиндрическая вставка-завихритель 21, имеющая внешние периферийные винтообразные нарезные каналы 22. По оси вставки-завихрителя 21 выполнено центральное осевое отверстие 23 с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, обратной направлению нарезки каналов 22. Внешние винтообразные нарезные каналы 22 и винтовая нарезка на внутренней поверхности осевого отверстия 23 могут быть выполнены с переменным шагом. Вставка-завихритель 21 устанавливается в корпусе 16 через упругие прокладки 24 и 25 и поджимается штуцером 17 посредством резьбового соединения корпус-штуцер.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
При максимальном количестве очищаемых газов регулирующая вставка 5 находится в верхнем положения. При этом элемент 7 опирается на спицы 9, прижимаясь к ним за счет давления очищаемого газа и веса. До среднего положения взаимное расположение внутреннего элемента 7 и наружного элемент 6 остается неизменным. Затем при уменьшении количества очищаемых газов наружный элемент 6 перемещается вниз, а внутренний 7 фиксируется на упорах 8, тем самым передавая на них нагрузку от давления газа.
Величина перепада давления на трубе Вентури растет при уменьшении расхода, т.е. при движении регулирующей вставки вниз. Поэтому при наиболее значительном перепаде давления на трубе Вентури, когда наружный элемент 6 вставки 5 находится в нижнем положении, а внутренний элемент 7 зафиксирован, будет уменьшена нагрузка на привод 11.
Основное количество очищаемого газа при максимальном раскрытии проходит через щель между наружным элементом 6 и конфузором 1. Некоторое количество, примерно 15% от максимального, проходит через зазор между внутренним элементом ~7, причем и то, и другое количество газов очищается за счет подачи воды через рассекатель 4.
При опускании регулирующей вставки в нижнее положение очищенный газ проходит в щель между наружной и внутренней частями. Газ, проходящий через зазор, создает аэродинамическую защиту от износа потоком газа штока 10. Подобный износ наблюдается на трубах Вентури аналогичной конструкции.
Таким образом, преимущества предлагаемого устройства заключаются в снижении энергозатрат на очистку газов и повышении износостойкости внутренних узлов.
Форсунка для распыления жидкости работает следующим образом.
Жидкость в корпус 16 поступает через канал 18 подвода жидкости в штуцере 17, а затем в центральное цилиндрическое отверстие 19. Жидкость начинает свою закрутку в периферийных каналах вставки-завихрителя 21, и одновременно во внутренних каналах центрального осевого отверстия 23 с обратным направлением. Такой поток жидкости на выходе из фигурного отверстия 20 в форме сопла Лаваля хорошо раскрывается за счет центробежных сил, возникающих от вращения жидкости, и мелкодисперсно распределяется внутри конусообразного факела за счет турбулентного течения по оси сопла 20.
Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.