ВИХРЕВОЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ
VORTEX DUST COLLECTOR

Изобретение относится к технике очистки газа от пыли и может быть использовано в различных отраслях промышленности в системах пневмотранспорта, пневмоуборки, аспирации.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является вихревой пылеуловитель по RU №2325941, кл. В04С 3/06, содержащий корпус, осевой ввод запыленного газа с завихрителем и обтекателем и отбойной шайбой, а также размещенные в верхней части корпуса осевой патрубок для вывода очищенного газа и периферийный ввод вторичного потока с завихрителем, корпус выполнен цилиндрическим, а отбойная шайба - конической, при этом эжекционный насадок образует со стенкой ввода кольцевой канал, образованный коническими поверхностями соответственно осевого ввода и эжекционного насадка, при этом плоскость среза эжекционного насадка расположена выше плоскости среза конической отбойной шайбы.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность пылеулавливания за счет того, что сухое пылеулавливание не способствует коагуляции мелкодисперсных частиц.
Технический результат - повышение эффективности пылеулавливания.
Это достигается тем, что в вихревом пылеуловителе, содержащем корпус, осевой ввод запыленного газа с завихрителем и эжекционным насадком, обтекателем и отбойной шайбой, а также размещенные в верхней части корпуса осевой патрубок для вывода очищенного газа и периферийный ввод вторичного потока с завихрителем, корпус выполнен цилиндрическим, а отбойная шайба - конической, при этом эжекционный насадок образует со стенкой ввода кольцевой канал, образованный коническими поверхностями соответственно осевого ввода и эжекционного насадка, при этом плоскость среза эжекционного насадка расположена выше плоскости среза конической отбойной шайбы, в нижнем патрубке осевого ввода запыленного газа с завихрителем, обтекателем и отбойной шайбой, а также в верхнем патрубке периферийного ввода вторичного потока с завихрителем установлены пневматические форсунки для подачи орошающей жидкости, каждая из которых содержит полый цилиндрический корпус, соединенный с соплом, в котором выполнены дроссельные отверстия, полый корпус состоит из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, и двух, последовательно соединенных и соосных с ним, полых цилиндроконических поясов, а соосно корпусу, в его нижней части, закреплено сопло, выполненное в виде стакана, в днище которого выполнены вертикальные и наклонные дроссельные отверстия под углом 45° к оси сопла, а в цилиндрическом поясе корпуса выполнен по крайней мере один ряд радиальных отверстий, оси которых лежат в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, при этом количество отверстий в каждом ряду равно по крайней мере трем, при этом корпус и сопло образуют между собой несколько соосных внутренних камер: цилиндрические и расположенную между ними коническую камеру, причем одна из цилиндрических камер служит для подвода распыляемой жидкости, а коническая камера и цилиндрическая являются расширительными камерами, а в центральной части сопла, соосно ему, закреплена трубка для подвода воздуха (газа), к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск с перфорацией, обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла, перфорация в полом диске выполнена обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда, расположенной внутри полого диска, при этом к торцевой части полого цилиндроконического пояса, осесимметрично трубке для подвода воздуха, к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск с перфорацией в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда и обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла, прикреплен диффузор, а к сплошной части полого диска прикреплен полый конический обтекатель, при этом его вершина лежит в плоскости среза диффузора с образованием выходных полостей, образованных внутренней поверхностью диффузора и внешней поверхностью обтекателя.
На фиг. 1 представлен вихревой пылеуловитель, общий вид, на фиг. 2 - пневматическая форсунка.
Вихревой пылеуловитель (фиг. 1) содержит цилиндрический корпус 1 с бункером 2, осевой ввод 3 с завихрителем 4, обтекателем 5, отбойной шайбой 6 и эжекционным насадком 7, ввод 8 вторичного потока с завихрителем 9, осевок патрубок 10 для вывода очищенного газа. Эжекционный насадок образует со стенкой ввода 3 кольцевой канал 7, сообщающийся с полостью корпуса под отбойной шайбой 6, которая может быть выполнена тарельчатой, конической или плоской (не показано), а кольцевой канал 7 эжекционного насадка может быть образован цилиндрическими или коническими поверхностями соответственно осевого ввода 3 и эжекционного насадка 7, при этом плоскость среза эжекционного насадка может быть ниже плоскости среза конической шайбы. В нижнем патрубке 3 осевого ввода запыленного газа с завихрителем, обтекателем и отбойной шайбой, а также в верхнем патрубке 8 периферийного ввода вторичного потока с завихрителем установлены пневматические форсунки (фиг. 2) для подачи орошающей жидкости.
Пневматическая форсунка (фиг. 2) для распыливания жидкостей содержит полый корпус, состоящий из цилиндрической части 11 с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости и двух последовательно соединенных и соосных с ним полых цилиндроконических поясов 19 и 20. Соосно корпусу, в его нижней части, закреплено сопло 12, выполненное в виде стакана, в днище которого выполнены вертикальные 18 и наклонные 17 дроссельные отверстия под углом 45° к оси сопла. В цилиндрическом поясе 19 корпуса выполнен по крайней мере один ряд радиальных отверстий 16, оси которых лежат в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, при этом количество отверстий в каждом ряду равно по крайней мере трем. Корпус и сопло образуют между собой несколько соосных внутренних камер: цилиндрические 13 и 15 и расположенную между ними коническую камеру 14. Цилиндрическая камера 13 служит для подвода распыляемой жидкости, коническая камера 14 и цилиндрическая 15 являются расширительными камерами.
В центральной части сопла 12, соосно ему, закреплена трубка 21 для подвода воздуха (газа), к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск 22 с перфорацией 23, обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий 17 и 18 сопла 12.
Возможен вариант, когда перфорация 23 в полом диске 22 выполнена обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла 12 в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда 24, расположенной внутри полого диска 22.
Работа форсунки осуществляется следующим образом.
При подаче жидкости в корпус под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа в вертикальных, наклонных и радиальных дроссельных отверстиях образуются капиллярные турбулентные потоки жидкости, устремляющиеся к выходным сечениям этих отверстий, при этом происходит образование веерообразного мелкодисперсного потока, т.е. реализуется механизм дробления капель жидкости. Такое распределение распыляемой жидкости позволяет повысить равномерность распыления жидкости над центральной частью орошаемой поверхности.
При подаче воздуха (газа) под давлением он направляется по полости трубки 21 к полому диску 22 с перфорацией 23 и через перфорацию 23 выходит навстречу потокам жидкости, истекающей из выходных сечений дроссельных отверстий 17 и 18 сопла 12, что приводит к интенсивному дроблению взаимодействующих потоков жидкости и газа и образованию мелкодисперсного распыления.
Перфорация 23 в полом диске 22, выполненная обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла 12 в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда 24, позволяет дробить поток жидкости вихрями, исходящими из раскручивающийся винтовой канавки, образуя мелкодисперсный поток выходящей жидкости.
Возможен вариант, когда к торцевой части полого цилиндроконического пояса 19, осесимметрично трубке 21 для подвода воздуха, к одному из концов которой, в ее нижней части, закреплен полый диск 22 с перфорацией 23 в виде винтовой канавки, образованной спиралью Архимеда 24 и обращенной в сторону выходных сечений дроссельных отверстий сопла 12, прикреплен диффузор 25, а к сплошной части полого диска 22 прикреплен полый конический обтекатель 26, при этом его вершина лежит в плоскости среза диффузора 25 с образованием выходных полостей 27, образованных внутренней поверхностью диффузора 25 и внешней поверхностью обтекателя 26.
Вихревой пылеуловитель работает следующим образом.
Пылегазовый поток входит через ввод 8 и, закручиваясь лопаточным завихрителем 9, двигается вниз в корпусе 1. Навстречу ему снизу через осевой ввод 3 подается первичный запыленный газ, который закручивается аксиально-лопаточным завихрителем 4 в ту же сторону, что и нисходящий вторичный поток. Частицы пыли при этом под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам корпуса 1. Закрученный вторичный поток, наталкиваясь на отбойную шайбу 6, частично разворачивается, взаимодействуя с первичным потоком, исходящим из центрального ввода 3. Частицы пыли, обладающие большей инерцией, отделяются от потока при его повороте у отбойной шайбы 6 и через зазор между ней и стенками корпуса 1 вылетают в бункер 2. В бункере 2 создается разрежение благодаря эжекционной насадке 7, установленной в осевом вводе 3 вплотную к завихрителю 4. Отсасываемый эжектором поток, который может содержать самые мелкие частицы пыли, особенно с малым удельным весом и размером менее 10 мкм (легкие твердые частицы), поступает сразу на лопатки завихрителя 4, причем на максимальном радиусе, что обеспечивает максимальную их закрутку и вывод с периферии газовой струи во вторичный поток и затем опять в бункер 2. Это способствует оптимальному взаимодействию закрученной струи первичного потока с нисходящими потоком закрученного вторичного потока и повышению эффективности пылеулавливания за счет возврата в бункер частиц пыли с малым удельным весом.
Таким образом, выполнение корпуса аппарата цилиндрическим и наличие эжектора, установленного в осевом газопроводе, позволяет обеспечить высокую эффективность отделения мелких частиц с малым удельным весом и может быть использовано для пылеочистки в различных отраслях промышленности. Предлагаемое устройство надежно в работе и эксплуатации за счет упрощения конструкции эжектора.