ВСАСЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
SUCTION DEVICE

Изобретение относится к устройствам для предотвращения распространения пыли из мест, где она образуется.
Известны вытяжные воздуховоды постоянного сечения с неизменной шириной всасывающего бокового отверстия (Талиев В.Н. Аэродинамика вентиляции. - М.: Стройиздат, 1979. - С. 230, рис. 18.1).
Недостатком данных устройств является неравномерная скорость всасывания воздуха по длине воздуховодов.
Лучшими характеристиками обладает протяженный отсос с продольной щелью переменной ширины (Попова Н.П., Пригородова Т.Н. Проблемы локализации пылевыделений от протяженных источников [Текст] // Безопасность жизнедеятельности. - 2015. - №4 (172). - С. 29, рис. 5).
Недостатками этого устройства являются техническая сложность в соблюдении расчетных размеров всасывающей щели и высокая металлоемкость.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является всасывающее устройство (Пат. РФ 2005571. МПК В08В 15/00. Ю.В. Гявгянен, С.В. Геллер. Всасывающее устройство. - Опубл. 15.01.1994), содержащее цилиндрическую камеру, в корпусе которой выполнен проем, и завихрители, установленные соосно с камерой, и по крайней мере один из них выполнен в виде вихревого эжектора, при этом проем выполнен в виде расположенной вдоль образующей корпуса щели, сопряженной с продольным входным каналом, стенки которого расположены тангенциально к корпусу.
Недостатки этого устройства заключаются в высоком уровне шума при использовании эжектора, требующего систему подачи сжатого воздуха, а также большой материалоемкости за счет наличия завихрителей, расположенных на торцевых стенках камеры для создания закрученного потока внутри цилиндрической камеры.
Целью изобретения является упрощение конструкции, снижение материалоемкости устройства.
Указанная цель достигается тем, что цилиндрическая камера выполнена открытой и соединена с воздуховодом.
Сущность изобретения заключается в том, что одна торцевая стенка цилиндрической камеры выполнена сплошной и общей с торцом входного канала, а с противоположной стороны цилиндрическая камера выполнена открытой, снабжена герметично соединенным с ней воздуховодом, входной канал, тангенциальный к корпусу цилиндрической камеры, выполнен суживающимся по направлению к воздуховоду и закрыт торцом, имеет в плане форму прямоугольной трапеции с соотношением оснований 1:5, а воздуховод через устройство для очистки воздуха соединен с побудителем тяги - вентилятором.
пр
На фиг. 1 изображена схема всасывающего устройства; на фиг. 2 - цилиндрическая камера с частью воздуховода в диметрической проекции; на фиг. 3 - сечение по Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез по В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - изменение пристенной скорости движения воздуха V по длине цилиндрической камеры при разных соотношениях оснований прямоугольной трапеции в плане входного канала.
Всасывающее устройство состоит из цилиндрической камеры 1, образованной поверхностью корпуса 9 цилиндрической камеры и торцевой стенкой 7, общей с торцом 8 входного канала 10. В корпусе 9 выполнен проем в виде щели 2, расположенной вдоль образующей корпуса 9 и совмещенной с входным каналом 10, тангенциальным к корпусу 9 и образованным торцами 8, 14, верхней 11 и нижней 12 стенками. Цилиндрическая камера 1 сопряжена с воздуховодом 3 сварным стыковым швом С2 (по ГОСТ 5264-80 «Ручная сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры») 15, выполненным по контуру примыкания цилиндрической камеры 1 и воздуховода 3, который соединен с устройством для очистки воздуха - циклоном 4, соединенным воздуховодом 5 с побудителем тяги - вентилятором 6. Всасывание запыленного воздуха происходит по направлению 13 (фиг. 3).
Предлагаемое всасывающее устройство работает следующим образом.
пр
Тангенциальное расположение входного канала 10 вдоль образующей цилиндрической камеры 1 обусловлено необходимостью создания закрученного потока запыленного воздуха во всасывающем устройстве для повышения его эффективности для предотвращения возможных пылевых отложений внутри всасывающего устройства. Экспериментально доказано, что скорости движения воздуха в пристенном слое V цилиндрической камеры 1 и воздуховода 3 достаточно для транспортирования запыленного воздуха до устройства очистки - циклона 4.
Эффективная локализация запыленного воздуха обеспечивается при равномерном его удалении по длине источника пыления. Равномерное всасывание обеспечивается за счет переменной ширины (сужение) входного канала 10. Экспериментально определены оптимальные размеры входного канала 10, а именно размеры большего и меньшего оснований прямоугольной трапеции (в плане) входного канала 10.
пр
пр
пр
пр
На фиг. 5 линией 16 показано изменение пристенной скорости движения воздуха V по длине цилиндрической камеры 1 при соотношении оснований прямоугольной трапеции 1:4 входного канала 10, линией 17 - изменение V по длине цилиндрической камеры 1 при соотношении оснований прямоугольной трапеции 1:5, линией 18 - изменение V по длине цилиндрической камеры 1 при соотношении оснований прямоугольной трапеции 1:6. Равномерное линейное распределение скорости движения воздуха в пристенном слое V, то есть с минимальными перегибами линий графика (фиг. 5), характерно для соотношения оснований трапеции 1:5 (линия 17), причем для возможности формирования закрученного потока запыленного воздуха размер большего основания прямоугольной трапеции должен составлять не более 0,5d, где d - диаметр цилиндрической камеры 1.
Отсутствие завихрителей и устранение помех во внутреннем пространстве всасывающего устройства позволяют эффективно использовать закрученный поток запыленного воздуха для предотвращения пылевых отложений во всасывающем устройстве. Форма входного канала 10 в виде прямоугольной трапеции с соотношением оснований 1:5 с одинаковой эффективностью позволяет всасывать запыленный воздух по всей длине цилиндрической камеры 1.
Запыленный воздух под действием разрежения, создаваемого вентилятором 6, поступает в цилиндрическую камеру 1 всасывающего устройства через входной канал 10. За счет тангенциального ввода запыленный воздух приобретает вращательное движение и по воздуховоду 3 движется к циклону 4. Под действием инерционных сил в закрученном потоке частицы пыли перемещаются в слой воздуха, движущегося вдоль стенок воздуховода 3. В циклоне 4 пыль осаждается, чистый воздух через вентилятор 6 выбрасывается в атмосферу.
Таким образом, предлагаемое всасывающее устройство позволяет упростить конструкцию, уменьшить материалоемкость устройства за счет исключения завихрителей, кроме того, снизить уровень шума в рабочей зоне за счет размещения вентилятора за ее пределами.