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 типа трубы Вентури по авторскому свидетельству СССР №942287, кл. В01D 47/10, 1979 г., содержащее 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 (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, который выполнен полым, осесимметричным, ось которого перпендикулярна оси отверстия трубы коллектора, а по форме корпус выполнен в виде тела вращения, образованного кривой второго порядка, например сферическим, в виде усеченного эллипсоида или параболоида вращения, а со стороны проточного отверстия трубы коллектора в форсунке установлен спрямляющий элемент, выполненный в виде кольца, имеющего центральную втулку, с которой жестко соединены радиально расположенные, по крайней мере, три лопасти, соединенные с корпусом форсунки, причем корпус выполнен с двумя противоположно расположенными перпендикулярно оси форсунки уступами, посредством которых через хомуты с замками форсунка закрепляется на коллекторе, при этом в нижней части корпуса форсунки выполнено коническое дроссельное отверстие, соединенное с камерой смешения, которая расположена между дроссельным отверстием и спрямляющим элементом, а на внутренней поверхности камеры смешения имеются винтообразные канавки.
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 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.
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, a L+b>Н,
где b - высота наружного элемента вставки.
Форсунка для распыливания жидкостей расположена на коллекторе 14, имеющем проточное отверстие 16. Каждая из форсунок (фиг.2) выполнена в виде полого, осесимметричного корпуса 17, ось которого перпендикулярна оси коллектора 14, а по форме корпус выполнен в виде тела вращения, образованного кривой второго порядка, например сферическим, в виде усеченного эллипсоида или параболоида вращения и др. Со стороны проточного отверстия 16 трубопровода в форсунке установлен спрямляющий элемент 21, который демпфирует турбулентность потока жидкости, идущей от трубопровода к форсунке. Спрямляющий элемент выполнен в виде кольца, имеющего центральную втулку, с которой жестко соединены радиально расположенные, по крайней мере, три лопасти 22, соединенные с корпусом 17 форсунки. Корпус 17 выполнен с двумя противоположно расположенными перпендикулярно оси форсунки уступами 20, посредством которых через хомуты 18 с замками 19 форсунка закрепляется на коллекторе 14. В нижней части корпуса 17 форсунки выполнено коническое калиброванное дроссельное отверстие 24, соединенное с камерой смешения 23, которая расположена между отверстием 24 и спрямляющим элементом. Камера смешения 23 предназначена для образования вихревого турбулентного потока, формировавшегося на выходе из отверстия 24 форсунки. Для этой цели на внутренней поверхности камеры смешения имеются винтообразные канавки (на чертеже не показано), которые могут быть образованы токарной обработкой по копиру или получены литьевым способом. В результате этого на выходе из форсунки образуется мелкодисперсный и равномерный факел распыла жидкости.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
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 центробежные форсунки 15 (фиг.3). 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 элемента 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 наружным 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 разбрызгивающего устройства работает следующим образом.
Жидкость под давлением поступает со стороны проточного отверстия 16 коллектора 14 в форсунку и встречает на своем пути спрямляющий элемент 21, который демпфирует турбулентность потока жидкости, идущей от коллектора к форсунке. Камера смешения 23 предназначена для образования вихревого турбулентного потока, формировавшегося на выходе из отверстия 24 форсунки, в результате чего на выходе из форсунки образуется мелкодисперсный и равномерный факел распыла жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.