ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ ВИХРЕВОЙ С СИСТЕМОЙ ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ
DUST COLLECTOR WITH FIRE AND EXPLOSION SAFETY SYSTEM

Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является вихревой пылеуловитель по патенту РФ №2260470, содержащий цилиндрический корпус с коническим бункером и расположенным в его нижней части осевым входным патрубком, на выходе которого установлены завихритель, обтекатель и отбойная шайба, а также размещенные в верхней части патрубок для ввода вторичного потока и выходной патрубок очищенного газа установленный по оси камеры и снабженный приводом вращения ротор в виде тела вращения, который снабжен лопастью, укрепленной на его поверхности, имеющей направление навивки, совпадающее с направлением вращения газа (прототип).
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет отсутствия фильтра тонкой очистки.
Технически достижимый результат - повышение эффективности и безопасности пылеулавливания за счет подключения фильтра тонкой очистки со встроенной системой пожаровзрывобезопасности.
Это достигается тем, что в пылеуловителе вихревом с системой пожаровзрывобезопасности, содержащем цилиндрическую камеру, размещенные в ее нижней части пылесборный и осевой ввод запыленного газа с отбойной шайбой, расположенные в верхней части камеры периферийный ввод вторичного потока и осевой патрубок для вывода очищенного газа, установленный по оси камеры и снабженный приводом вращения ротор в виде тела вращения, который снабжен лопастью, укрепленной на его поверхности, имеющей направление навивки, совпадающее с направлением вращения газа, свободный конец ротора размещен в осевом вводе, являясь завихрителем и обтекателем для первичного потока запыленного газа, а в осевом патрубке для вывода очищенного газа размещен фильтрующий элемент, выполненный в виде шайбы, закрепленной своей наружной поверхностью на внутренней поверхности патрубка, при этом пылеуловитель соединен с фильтром тонкой очистки со встроенной системой пожаровзрывобезопасности процесса пылеулавливания, содержащим корпус рамной конструкции с ограждениями, опорную часть с бункером для сбора пыли и пылесборной тележкой, установленной на основании, а также входной и выходной короба фильтровальной секции пылеуловителя с фильтрами рукавного типа, соответственно с входным и выходным патрубками, при этом во входном коробе устройства пылеулавливания установлен коллектор с форсунками системы пожаровзрывобезопасности с блоком управления, связанным электронной связью с общим микропроцессором, систему регенерации рукавных фильтров с механизмом импульсной продувки, которая снабжена блоком управления каждого электромагнитного клапана продувочных сопел и соединена с общим блоком управления регенерацией, связанного электронной связью с общим микропроцессором, при этом во входном коробе фильтровальной секции установлен датчик температуры, в бункере для сбора пыли - аварийный датчик уровня пыли, а в выходном коробе фильтровальной секции - тепловой автоматический датчик-извещатель, выходы с которых соединены с общим микропроцессором, расположенном в шкафу управления, а каждая из форсунок системы обеспечения пожаровзрывобезопасности работы устройства содержит цилиндрический корпус со штуцером, жестко связанным с корпусом и соосно расположенным в верхней части корпуса и, имеющим цилиндрическое отверстие для подвода жидкости, соединенное с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, а в нижней части цилиндрического отверстия закреплен полый конический завихритель, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке, выполненной на внутренней поверхности цилиндрического отверстия, при этом на внешней поверхности полого конического завихрителя выполнена сквозная винтовая нарезка, а к корпусу, в его нижней части, посредством, по крайней мере, трех спиц подсоединен распылитель, расположенный перпендикулярно оси корпуса, и выполненный в виде сплошного диска, при этом диск распылителя образован двумя поверхностями, одна из которых, обращенная в сторону диффузора, криволинейная поверхность, причем в качестве линии, образующей эту поверхность, является кривая линия n-го порядка, а вторая - плоскость.
На фиг. 1 изображен общий вид пылеуловителя вихревого; на фиг. 2 - схема фильтра тонкой очистки со встроенной системой пожаровзрывобезопасности процесса пылеулавливания, на фиг. 3 представлена схема вихревой форсунки системы взрывопожаробезопасности.
Пылеуловитель вихревой с системой пожаровзрывобезопасности состоит из цилиндрической вихревой камеры 3, пылесборника 4, осевого патрубка 5 ввода запыленного газа и отбойной шайбы 6. В верхней части камеры 3 расположен осевой патрубок 7 вывода очищенного газа и камера выхода с боковым патрубком. В кольцевом пространстве между патрубком 7 и камерой 3 установлен завихритель периферийного ввода вторичного потока 2, подаваемого в это пространство через патрубок 1. Вдоль оси пылеуловителя расположен ротор 8, выполненный в виде тела вращения с винтовой лопастью. В верхней части пылеуловителя на крышке 9 установлено устройство для привода ротора во вращение. Направление навивки лопасти совпадает с направлением вращения газа. Свободный конец ротора 8 размещен в осевом вводе 5, являясь одновременно завихрителем и обтекателем для первичного потока запыленного газа, а в осевом патрубке 7 для вывода очищенного газа размещен фильтрующий элемент 10, выполненный в виде шайбы, закрепленной своей наружной поверхностью на внутренней поверхности патрубка 7.
Пылеуловитель вихревой работает следующим образом.
Запыленный газ поступает по вводу 5 и закручивается ротором 8 с винтовой лопастью, которая способствует формированию вихря и оттеснению его в сторону периферийной части камеры 3. Под действием центробежных сил частицы пыли перемещаются к стенкам камеры 3, где попадают в зону действия вторичного вращающегося потока, подаваемого в аппарат через ввод вторичного закрученного потока 1. Вращающийся вторичный поток вместе с уловленной и движущейся вдоль стенки камеры 3 пылью движется вниз. У отбойной шайбы 6 он объединяется с первичным потоком и движется в центральной части пылеуловителя вверх. Там, встречаясь с винтовой лопастью ротора 8, частицы пыли получают преимущественное направление движения вниз вдоль винтовых направляющих лопасти и стенок ротора 8. Успешному протеканию этих процессов способствует привод ротора во вращение. При вращении ротора 8 в направлении, противоположном направлению вращения потока очищаемого газа в аппарате, винтовая лопасть движется навстречу циркулирующей части потока. За счет этого ускоряется процесс выпадения частиц на поверхность лопасти и увеличивается скорость их движения вниз вдоль этой поверхности при одновременном увеличении скорости нисходящего движения газового циркулирующего потока. Тем самым все большая часть газового потока из центральной зоны аппарата, где концентрация частиц мелких фракций пыли наибольшая, увлекается в циркуляционное движение, которое возвращает мелкие частицы снова в зону выхода первичного потока из завихрителя, т.е. в зону эффективной сепарации.
Пылеуловитель вихревой является аппаратом предварительной очистки системы пылеулавливания, который соединен с фильтром тонкой очистки со встроенной системой пожаровзрывобезопасности процесса пылеулавливания.
Фильтр тонкой очистки со встроенной системой взрывопожаробезопасности (фиг. 2) включает в себя корпус 12 рамной конструкции с ограждениями, опорную часть 16 с бункером 14 для сбора пыли и пылесборной тележкой 15, установленной на основании 30, а также входной 11 и выходной 13 короба фильтровальной секции пылеуловителя с фильтрами рукавного типа, соответственно с входным 17 и выходным 18 патрубками. Во входном коробе И устройства пылеулавливания установлен коллектор 26 с форсунками 27 системы пожаровзрывобезопасности с блоком 28 управления, связанным электронной связью с общим микропроцессором 29. Система 19 регенерации рукавных фильтров с механизмом 20 импульсной продувки снабжена блоком управления 21 каждого электромагнитного клапана продувочных сопел и соединена с общим блоком управления 22 регенерацией, связанного электронной связью с общим микропроцессором 29. Во входном 11 коробе фильтровальной секции также установлен датчик 23 температуры, в бункере 14 для сбора пыли - аварийный датчик 25 уровня пыли, в выходном коробе 13 фильтровальной секции - тепловой автоматический датчик-извещатель 24, выходы с которых соединены с общим микропроцессором 29, расположенном в шкафу управления (на чертеже не показан).
Очистку запыленного газового потока осуществляют посредством его подачи через входной 17 патрубок во входной короб 11 фильтровальной секции пылеуловителя с фильтрами рукавного типа. При этом запыленный газовый поток поступает через внешние поверхности рукавных фильтров во внутреннюю их полость, освобождаясь при этом от частиц пыли и попадает в полость выходного короба 13 фильтровальной секции. Для оптимизации процесса пылеулавливания и его безопасной работы во входном коробе 11 устройства пылеулавливания установлен датчик 23 температуры и коллектор 26 с форсунками 27 системы пожаровзрывобезопасности с блоком 28 управления, связанного электронной связью с общим микропроцессором 29. В бункере для сбора пыли установлен аварийный датчик 25 уровня пыли, а в выходном коробе фильтровальной секции - тепловой автоматический датчик-извещатель 24, при этом выходы с датчиков соединяют с общим микропроцессором 29. Во входном коробе 11 фильтровальной секции пылеуловителя устанавливают систему регенерации рукавных фильтров с механизмом 20 импульсной продувки, которая связана с блоком управления 21 каждого электромагнитного клапана продувочных сопел и соединена с общим блоком управления 22 регенерацией, связанного электронной связью с общим микропроцессором 29.
Тепловой датчик-извещатель 24 соединен с системой пожаровзрывобезопасности, которая является выходным звеном в общей системе безопасного пылеулавливания, и способна предотвратить распространение пламени, в случае его возникновения, через выходной 18 патрубок дальше по вентиляционным каналам, что повышает надежность и безопасность всего комплекса системы безопасного пылеулавливания. Работа коллектора 26 с форсунками 27 осуществляется по принципу открытия аварийного электромагнитного клапана подачи воды, при подачи на клапан управляющего сигнала от общего микропроцессора 29, обрабатывающего сигнал с теплового датчика-извещателя 24, который в свою очередь реагирует на увеличение температуры в выходном коробе, вплоть до самовоспламенения пылевых аэрозолей и фильтрующих материалов.
На фиг. 3 представлена схема вихревой форсунки, которая содержит цилиндрический корпус 31 со штуцером 32, жестко связанным с корпусом и соосно расположенным в верхней части корпуса и, имеющим цилиндрическое отверстие 33 для подвода жидкости, соединенное с диффузором 34, осесимметричным корпусу и штуцеру. В нижней части цилиндрического отверстия 33 для подвода жидкости закреплен полый конический завихритель 37, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц 38, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке цилиндрического отверстия 33 (на чертеже не показана), выполненной на его внутренней поверхности. На внешней поверхности полого конического завихрителя 37 выполнена сквозная винтовая нарезка 39.
К корпусу 31, в его нижней части, посредством, по крайней мере, трех спиц 36 подсоединен распылитель 35, расположенный перпендикулярно оси корпуса, и выполненный в виде сплошного диска. Диск распылителя 35 образован двумя поверхностями, одна из которых, обращенная в сторону диффузора 34, криволинейная поверхность, причем в качестве линии, образующей эту поверхность является кривая линия n-го порядка, например эллиптическая, параболическая и др., а вторая - плоскость.
Спицы 36, посредством которых диск распылителя крепится к корпусу, расположены радиально по отношению к оси корпуса, и по форме могут быть выполнены прямыми и изогнутыми (на чертеже не показано), причем к корпусу они крепятся посредством винтов, а к диску - либо с помощью разьемного соединения, например резьбового, либо неразъемного, например контактной сваркой.
Диск распылителя может быть образован двумя конгруэнтными и эквидистантными поверхностями n-го порядка, при этом распылитель форсунки может быть выполнен из твердых материалов, например карбида вольфрама.
Форсунка с распылительным диском работает следующим образом.
Жидкость под давлением подается в полость цилиндрического отверстия 33 для подвода жидкости корпуса 31 форсунки, а затем в нижнюю часть отверстия 33, и через конический завихритель 37, выходит наружу, в распылитель 35, при этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока на выходе, и мелкодисперсный поток выходит из форсунки с широким факелом распыляющейся жидкости (раствора).
Использование форсунки описанной конструкции позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении подачи воды не более 1 МПа.