УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗАПЫЛЕННЫХ ГАЗОВ
DEVICE FOR CLEANING DUSTY GASES

Изобретение относится к технике очистки газов от пыли и твердых частиц и может быть использовано в цементной, химической, металлургической, горнодобывающей, угольной, строительной и других отраслях промышленности.
Известно устройство для очистки воздуха от твердых и жидких аэрозолей по патенту RU №2229658. Устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками и окнами для отвода отделяемых частиц, и многодисковый ротор. Входной патрубок устройства выполнен криволинейным и расположен так, что вместе с выходным патрубком они занимают сектор на корпусе устройства менее 90. Дисковый ротор помещен в дополнительную обечайку, образующую с корпусом канал для отвода газа и отделяемых частиц через окна, выполненные в дополнительной обечайке и размещенные последовательно, начиная от входного патрубка к выходному, причем размер окон последовательно увеличивается. Технический результат - повышение производительности устройства и качества очистки воздуха от твердых частиц. Недостатком этого устройства является то, что в качестве устройства, транспортирующего газ, выбран т.н. диаметральный дисковый вентилятор, имеющий пониженный (невысокий) напор, что затрудняет его использование в аспирационных системах. Малое количество окон для вывода частиц приводит к тому, что двигаясь по обечайки от одного окно до другого, частицы подвергаются воздействию вихревого течения газа, образующегося на поверхности обечайки, и снова попадают в поток очищаемого газа.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство влажной очистки газов по патенту RU №2283684. Устройство содержит корпус, внутри которого установлен на валу с возможностью вращения пакет дисков, входной и выходной патрубки, пылесборник. Пакет дисков установлен между торцевыми фланцами, плавно переходящими в конические обечайки с возможностью синхронного вращения с дисками и образующими между внешней и внутренней обечайками канал разделения запыленного потока газа, выход из которого завершается зазором, направляющим очищенный поток газа в выходной патрубок, а отсепарированные частицы пыли - в пылесборник. Конические обечайки механически не связаны с выходным патрубком и пылесборником. В зависимости от физических свойств отделяемых материалов внутренняя и внешняя конические обечайки имеют одинаковый угол наклона к оси вращения, который находится в пределах 0<α <90°, либо внутренняя и внешняя конические обечайки имеют различные углы наклона к оси вращения, но в пределах 0<α <90°. Технический результат: повышение эффективности и степени очистки запыленного газа. Недостатком этого устройства является то, что в зависимости от сорта отделяемых частиц необходимо менять конструктивные размеры устройства, что затрудняет широкое использование устройства для очистки промышленных газов и воздуха. Кроме этого частицы, продолжая движение по стенке конического канала до выходной щели, подвергаются действию турбулизированного в пограничном слое газа, что вызывает их возвращение в поток очищаемого газа.
Предлагаемым изобретением решается задача повышения эффективности и степени очистки запыленных газов.
Для достижения названного технического результата предлагается устройство для очистки запыленных газов, которое содержит корпус, внутри которого на валу двигателя с возможностью вращения установлен центробежный ротор, выполненный в виде пакета дисков с центральной полостью, входной и выходной патрубки, а также пылесборник. В отличие от известного, предлагаемое устройство характеризуется тем, что содержит пакет дисков с центральной полостью, связанной с соосно установленным входным патрубком, предназначенным для ввода запыленного газа в центральную полость пакета дисков, а выходной патрубок расположен по периферии цилиндрической обечайки и предназначен для вывода очищенного газа, также устройство снабжено пылесборником. Согласно изобретению между цилиндрической обечайкой корпуса и пакетом дисков коаксиально с зазором установлена дополнительная обечайка, стенки которой выполнены в виде вертикальных жалюзи с отклоненными к периферии створки, и которая делит пространство между стенкой корпуса и пакетом дисков на два кольцевых концентрично расположенных канала: один предназначен для вывода очищенного газа, другой - для вывода пыли.
Предлагаемое устройство предназначено для сухой очистки газов с любой степенью запыленности газа частицами, имеющими размер от нескольких микрон до долей миллиметров, в диапазоне температур от минусовых до плюсовых в несколько сотен градусов. При этом данное устройство не требует дополнительного вентилятора для прокачки очищенного газа.
Указанные признаки не выявлены в других технических решениях при изучении уровня данной области техники и, следовательно, решение является новым и имеет изобретательский уровень.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства очистки запыленных газов, на фиг. 2 - сечение А-А, иллюстрирующее расположение жалюзи.
Устройство состоит из входного патрубка 1, набора плоских кольцевых дисков 2 с центральной полостью 3, внешней обечайки 4, являющейся элементом корпуса, внутренней обечайки 5, имеющей жалюзи 6. Набор дисков установлен на валу 7 привода 8. Внешняя обечайка 4 и внутренняя 5 образуют канал 9 для вывода отсепарированных частиц в накопитель 10. Очищенный поток газа по каналу 11, образованному набором дисков и обечайкой 5, через отверстия 12 во фланце корпуса 13 поступает в глушитель 14 и выходной патрубок 15.
Устройство работает следующим образом.
Запыленный поток газа через входной патрубок 1 попадает в центральную полость 3 набора кольцевых дисков 2, увлекается дисками за счет вязкого трения во вращательное движение и ускоряется за счет центробежных сил в направлении по радиусу дисков. Выходя из каналов между дисками, вместе с ускоренным газом, частицы продолжают центробежное движение к обечайке 5, выходят через отверстия в жалюзи 6 в канал вывода отсепарированных частиц 9 и накапливаются в накопителе частиц 10. Газ без частиц поступает через канал 11 и отверстия 12 во фланце корпуса 13 в глушитель 14, где может использоваться для охлаждения электропривода 8, и выбрасывается через выходной патрубок 15 наружу.
Использование предлагаемого устройства позволяет повысить эффективность и степень очистки запыленного газа, что подтверждается результатами проведенных экспериментальных исследований. Это обеспечивается тем, что после соприкосновения с поверхностью жалюзи частицы практически сразу выводятся из потока газа и попадают в канал 9, где газ не участвует во вращательном или поступательном движении через жалюзи из-за равенства давления газа в канале 11 и канале 9. Проток газа через жалюзи 6 отсутствует, поэтому частицы не имеют возможности вернуться в поток газа в канале 11. Далее частицы под действием силы тяжести осыпаются в накопитель 10. Для проверки работоспособности предлагаемого технического решения был изготовлен и испытан макет очистительной установки, который имел следующие характеристики:
- число оборотов - 3000 об/мин
- диаметр дисков - 300 мм
3
- расход очищаемого воздуха - 160 м/час
Испытания показали, что воздух, запыленный частицами цемента марки 400, очищается на 98-99%.
Источники информации
1. Патент RU №2229658, МПК F24F 3/16, 2004 г.;
2. Патент RU №2283684, МПК F24F 3/16, 2006 г. - прототип.