ПЫЛЕВАЯ КАМЕРА
DUST CHAMBER

Изобретение относится к технике мокрого 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 пылевая камера, известная из патента РФ №2281147 (прототип), содержащая корпус, ввод запыленного газового потока, вентилятор, выходной патрубок очищенного газа, водоразбрызгиватель, перфорированные перегородки, брызгоуловитель и устройство для удаления шлама.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет отсутствия отбойного элемента, препятствующего попаданию мелких фракций пыли в выход очищенного газа и невысокой степени распыла воды.
Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.
Это достигается тем, что в пылевой камере, содержащей корпус, ввод запыленного газового потока, вентилятор, выходной патрубок очищенного газа, водоразбрызгиватели, чередующиеся с пакетом перегородок, брызгоуловитель и устройство для удаления шлама, пакет перегородок выполнен в виде по крайней мере двух перегородок, одна из которых является отбойным элементом со сквозным отверстием, а другая выполнена перфорированной, причем отбойный элемент со сквозным отверстием из пакета перегородок установлен в пакете последним, а брызгоуловитель состоит из размещенных в корпусе по крайней мере трех рядов пластин, имеющих уклон от верхней плоскости к нижней, а также в сечении, перпендикулярном длине, - клиновидную обтекаемую форму, при этом корпус установлен на упругие элементы, а всасывающий патрубок вентилятора соединен с корпусом посредством упругой муфты, водоразбрызгиватель выполнен в виде форсунки, содержащей полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную жестко связанную с ним втулку с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, при этом кольцевой зазор соединен по крайней мере с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости центральному сердечнику, в его нижней части жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника, а к нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц, прикреплен рассекатель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, причем в рассекателе, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника, выполнено дроссельное отверстие, при этом к втулке, жестко связанной с корпусом, в ее нижней части, соосно прикреплен внешний диффузор, а к нижнему основанию усеченного конуса распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику, в его нижней части, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости.
На фиг. 1 изображен общий вид пылевой камеры, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 - схема водоразбрызгивателя 2.
Пылевая камера содержит корпус 1, ввод запыленного газового потока, вентилятор 5 с электродвигателем 6, выходной патрубок очищенного газа, водоразбрызгиватели 2 в виде форсунок, чередующиеся с пакетом 3 перегородок, брызгоуловитель 4 и устройство 7 для удаления шлама. Пакет перегородок выполнен в виде по крайней мере двух перегородок 3, одна из которых является отбойным элементом со сквозным отверстием «с» (см. фиг. 3), а другая выполнена перфорированной с коэффициентом перфорации 0,5, а брызгоуловитель 4 состоит из размещенных в корпусе по крайней мере трех рядов пластин, имеющих уклон от верхней плоскости к нижней, а также в сечении, перпендикулярном длине, - клиновидную обтекаемую форму (см. фиг. 2). Корпус 1 установлен на упругие элементы 8 и основание 10, а всасывающий патрубок вентилятора соединен с корпусом посредством упругой муфты 9. Отбойный элемент со сквозным отверстием «с» из пакета 3 перегородок установлен в пакете последним, а отношение его высоты «b» к высоте сквозного отверстия «с» находится в оптимальном интервале величин: b/с=2…5. Зазор между перегородками в пакете перегородок составляет 0,01…0,1 от их высоты.
Пылевая камера работает следующим образом.
2
Запыленный газовый поток поступает в корпус 1 через ввод запыленного газового потока и встречает на своем пути водяную завесу, которая создается водоразбрызгивателями 2 в виде форсунок, чередующихся с пакетом 3 перегородок. Размеры промывной камеры должны быть подобраны так, чтобы скорость движения газов в них составляла от 1,5 до 2,5 м/с, а время пребывания в камере - не менее 3 с. Расход воды на промывку газов составляет от 0,2 до 1,0 л/м, при этом гидравлическое сопротивление промывных камер вместе с брызгоуловителями 4 не превышает 300…500 Па. Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме, так как гидравлическое сопротивление прохода, образованного отбойными элементами со сквозным отверстием «с» из пакета 3 перегородок на 20% меньше, чем гидравлическое сопротивление выходного патрубка 5 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). Для удаления шлама применено устройство 7 для удаления шлама в виде канала в днище корпуса или отдельного трубопровода. Для интенсификации процесса пылеулавливания корпус 1 камеры установлен на упругие элементы 8, что способствует возникновению колебаний и более интенсивному сходу шлама с пакетов 3, а также усиленной конденсации и сепарации капель в брызгоуловителе 4.
Водоразбрызгиватель 2 (фиг. 4) выполнен в виде форсунки, содержащей цилиндрический полый корпус 11 с каналом 13 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 12 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 14, верхняя цилиндрическая ступень 16 которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником 17, имеющим центральное отверстие 29 и установленным с кольцевым зазором 20 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 14.
Кольцевой зазор 20 соединен по крайней мере с тремя радиальными каналами 15, выполненными в двухступенчатой втулке 14, соединяющими его с кольцевой полостью 18, образованной внутренней поверхностью втулки 12 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 16, причем кольцевая полость 18 связана с каналом 13 корпуса 11 для подвода жидкости.
К центральному сердечнику 17, в его нижней части, жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса 21, соосного центральному отверстию 19 сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника 17, а к нижнему основанию усеченного конуса 21 посредством по крайней мере трех спиц 23, прикреплен рассекатель 22, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 20.
На внешней боковой поверхности усеченного конуса 21 имеются винтовые канавки (на чертеже не показано), которые способствуют более интенсивному распыливанию жидкости.
В рассекателе 22, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса 21, посредством по крайней мере трех спиц 23 и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 20, осесимметрично центральному отверстию 19 центрального сердечника 17 выполнено дроссельное отверстие 24.
Возможен вариант, когда к втулке 12, жестко связанной с корпусом 11, в ее нижней части соосно прикреплен внешний диффузор 25, а к нижнему основанию усеченного конуса 21 распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику 17, в его нижней части, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса 21 имеются винтовые канавки, соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор 26 таким образом, что выходные сечения внешнего 25 и внутреннего 26 диффузоров лежат в одной плоскости.
Работа форсунки осуществляется следующим образом.
Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 11 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 18 через радиальные каналы 15, затем в кольцевой зазор 20 между соплом и центральным сердечником 17. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности и приобретает вращательное движение на винтовой внешней поверхности усеченного конуса 21.
Второе направление, по которому поступает жидкость, - через канал 13 для подвода жидкости в полость центрального отверстия 19 центрального сердечника 17, а затем через полость усеченного конуса 21 поступает на рассекатель 22, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 20, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих по этим направлениям.
Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.
Промывная камера может быть применена для очистки от пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха.