ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ СИСТЕМА ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ С ИНЕРЦИОННЫМ ПЫЛЕОТДЕЛИТЕЛЕМ
TWO-STEP DUST COLLECTOR SYSTEM WITH INERTIAL DUST SEPARATOR

Изобретение относится к технике сухого 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 инерционный пылеотделитель по патенту РФ №2279303, содержащий корпус, состоящий из цилиндрической и конических частей и расположенный в его верхней части периферийный ввод газового потока и выходной патрубок очищенного газа.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет отсутствия фильтра тонкой очистки, а также отсутствие системы безопасности пылеулавливания.
Технически достижимый результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.
Это достигается тем, что в двухступенчатой системе пылеулавливания с инерционным пылеотделителем, содержащей корпус, состоящий из цилиндрической и конических частей, ввод запыленного газового потока, бункер для сбора пыли с устройством механического удаления пыли, завесу и выходной патрубок очищенного газа, завеса выполнена в виде пакета цепных и, по крайней мере одного, сплошного преградительных элементов, укрепленных на пластине, подвешенной на упругих элементах к корпусу, цепные преградительные элементы равномерно распределены по всей площади проходного сечения корпуса и по его длине, а сплошной преградительный элемент расположен с зазором относительно стенок корпуса, на поверхности деталей корпуса нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4), при этом устройство пылеулавливания тонкой очистки включает в себя 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 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, при этом 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, а диск распылителя образован двумя конгруэнтными и эквидистантными поверхностями n-го порядка, а спицы, посредством которых диск распылителя крепится к корпусу, по форме выполнены прямыми или изогнутыми.
На фиг. 1 изображен общий вид инерционного пылеотделителя, на фиг. 2 - схема фильтра тонкой очистки со встроенной системой взрывопожаробезопасности процесса пылеулавливания, на фиг. 3 представлена схема форсунки системы взрывопожаробезопасности.
Двухступенчатая система пылеулавливания с инерционным пылеотделителем содержит инерционный пылеотделитель с колеблющимися элементами, содержит корпус 1, ввод запыленного газового потока 2, бункер 4 для сбора пыли с устройством механического удаления 5 пыли, завесу 9 и выходной патрубок 3 очищенного газа. Завеса выполнена в виде пакета 9 цепных и, по крайней мере одного, сплошного 8 преградительных элементов, укрепленных на пластине 7, подвешенной на по крайней мере двух упругих элементах 6 и 10 к корпусу.
Цепные преградительные элементы 9 равномерно распределены по всей площади проходного сечения корпуса 1 и по его длине над бункером, а сплошной преградительный элемент 8 расположен с зазором относительно стенок корпуса 1. На поверхности деталей корпуса нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4).
Двухступенчатая система пылеулавливания с инерционным пылеотделителем работает следующим образом.
Запыленный газовый поток поступает в корпус 1, через ввод 2 запыленного газового потока, и встречает на своем пути завесу, которая выполнена в виде пакета 9 цепных и сплошного 8 преградительного элемента, укрепленных на пластине 7, подвешенной на упругих элементах 6 к корпусу 1. При этом происходит отделение частиц пыли от воздушного потока, которые ссыпаются в бункер 4 и удаляются шнеком 5. Для повышения эффективности служит сплошной преградительный элемент 8, который при соударении в него струи воздуха начинает упруго колебаться на пружинном подвесе с пружинами 6 и 10, усиливая эффект отделения пыли из общего загрязненного потока воздуха в пакете цепных элементов 9.
На поверхности деталей корпуса нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4).
Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме, так как гидравлическое сопротивление прохода, образованного элементами 8 и 9 и корпуса 1 на 20% меньше, чем гидравлическое сопротивление выходного патрубка 3 очищенного газа. Для снижения виброакустической активности аппарата и его металлоемкости, а также повышения его надежности в предлагаемом устройстве предусмотрены следующие мероприятия: на поверхности деталей нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4). Двухступенчатая система пылеулавливания включает в себя инерционный пылеотделитель предварительной очистки системы пылеулавливания, который соединен с фильтром тонкой очистки со встроенной системой взрывопожаробезопасности 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 11 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 форсунки с распылительным диском содержащей 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 разъемного 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.