ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ
DUST COLLECTOR

Изобретение относится к технологиям переработки полезных ископаемых и строительных материалов и может быть использовано в аспирационных установках при производстве, сортировке и пересыпке графита, цемента, сухого угля.
Известен пылеуловитель, содержащий циклонный пылеконцентратор с патрубковой системой тангенциального ввода газозоловых потоков, окнами прямоточного выпуска очищенных газовых потоков и подовыми окнами для вывода пыли (Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод. Издание третье, под ред. С.И. Мочана. Энергия, Л., 1977, гл. III - Д. Золоуловители, с. 89). Недостаток пылеуловителя - низкая эффективность вывода пыли из газовых потоков.
Известен пылеуловитель, содержащий циклонную камеру с патрубком тангенциального ввода пылегазовых потоков, оснащенную системой водоорошения, окнами прямоточного выпуска очищенных газов и подовым окном вывода водопылевой смеси (патент RU №2306485; МПК F23J 3/04 от 05.06.2006 г., БИ №26 от 2007 г.). Недостаток пылеуловителя - низкая эффективность вывода пыли из газовых потоков, а также потребность в большом расходе воды на орошение, возникающая необходимость в очистке стоков.
Известен пылеуловитель матерчатого типа, содержащий многорукавный газоход с фильтрующими элементами (Котельные установки. Том 2. Котельные агрегаты. Вспомогательные устройства и эксплуатация котельных установок. К.Ф. Роддатис, Э.И. Ромм, Н.А. Семененко и др. Госэнергоиздат, M-Л., 1946, с. 464-465, рис.). Недостаток изобретения - невысокая надежность и сложность эксплуатации матерчатых элементов при очистке газообразных продуктов с крупными и грубыми частицами пыли.
Известен пылеуловитель осадительного типа, содержащий, по крайней мере, один вихревой пылеконцентратор с осесимметричным кольцевым каналом, встроенным в него лопаточным завихрителем, патрубком прямоточного ввода газопылевого потока, окном прямоточного выпуска очищенного газового потока, окном бокового выпуска пыленасыщенного потока, вертикальную призматическую четырехгранную осадительную камеру, имеющую лобовую стену с, по крайней мере, одним окном ввода пыленасыщенного потока, заднюю стену с окном выпуска очищенного газа, боковые стены, потолочное перекрытие, под с пылевыводящим окном, внутреннюю полость со встроенным узлом из вертикальных пылеосадительных пластин, а также плоский вертикально-щелевой патрубок пыленасыщенного потока, соединяющий окно бокового выпуска пылеконцентратора и окно ввода пыленасыщенного потока лобовой стены пылеосадительной камеры (Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод. Издание третье, под ред. С.И. Мочана. Энергия, Л., 1977, гл. III - Д. Золоуловители, с. 73-78). Недостаток устройства - невысокая эффективность пылеулавливания из газовых потоков, а также необходимость в эксплуатационных энергозатратах для создания в установке электрического поля.
Известен наиболее близкий аналоговый пылеуловитель, содержащий вертикальную призматическую осадительную камеру с вертикальной осью симметрии, потолочное перекрытие с окном и подключенными к нему вертикальным патрубком ввода пылевоздушной смеси с внешней и внутренней поверхностью, имеющими общую вертикальную ось симметрии, и окном вывода очищенного воздуха, также имеющим вертикальную ось симметрии, вертикальные боковые стены с внешней и внутренней поверхностями и примыкающими к потолочному перекрытию окнами вывода очищенного воздуха, установленные в окнах вывода очищенного воздуха потолочного перекрытия и боковых стен матерчатые фильтры, подовое перекрытие с окном вывода пыли, а также подключенную к нему газоплотную бункерную систему и подключенный к вертикальному патрубку подвода пылевоздушной смеси горизонтальный трубопровод подвода пылевоздушной смеси (патент РФ №2373460; F23J 3/04 от 19.05.2008 г.; БИ №32, 2009 г.). Недостаток - снижение эффективности пылеулавливания при использовании устройства в системах аспирации тонкодисперсных частиц.
Задача изобретения - повышение эффективности пылеулавливания при использовании в системах аспирации тонкодисперсных частиц.
Для этого в пылеуловителе, содержащем вертикальную призматическую осадительную камеру с вертикальной осью симметрии, потолочное перекрытие с окном и подключенными к нему вертикальным патрубком ввода пылевоздушной смеси с внешней и внутренней поверхностями, имеющими общую вертикальную ось симметрии, и окном вывода очищенного воздуха, также имеющим вертикальную ось симметрии, вертикальные боковые стены с внешней и внутренней поверхностями и примыкающими к потолочному перекрытию окнами вывода очищенного воздуха, установленные в окнах вывода очищенного воздуха потолочного перекрытия и боковых стен матерчатые фильтры, подовое перекрытие с окном вывода пыли, а также подключенную к нему газоплотную бункерную систему и подключенный к вертикальному патрубку подвода пылевоздушной смеси горизонтальный трубопровод подвода пылевоздушной смеси, согласно изобретению вертикальная ось окна и патрубка ввода пылевоздушной смеси и вертикальная ось окна вывода очищенного воздуха совмещены с вертикальной осью симметрии пылеосадительной камеры, потолочное окно и патрубок ввода пылевоздушной смеси размещены в центре потолочного перекрытия с примыканием к вертикальной оси камеры, а потолочное окно вывода очищенного воздуха - в его кольцевой площади при ограничении с внешней стороны периметром внутренней поверхности боковых стен пылеосадительной камеры, внутри периметром внешней поверхности патрубка ввода пылевоздушной смеси, кроме того, к окну ввода пылевоздушной смеси внутри камеры подключен диффузор, имеющий ось симметрии, совмещенную с осью симметрии камеры, а вокруг боковых стен на уровне окон вывода очищенного воздуха с зазором для протока воздуха установлен призматический кожух, имеющий со стороны подового окна заглушку и переходящий в надпотолочной области в конфузор с патрубком выпуска очищенного воздуха в атмосферу и окном для прохода горизонтального трубопровода подвода пылевоздушной смеси, высота диффузора равна (0,40-0,60)Н, а высота окон в боковых стенах (0,05-0,30)Н, где Н - расстояние между потолочным перекрытием и подовым окном, м.
Комплексным совмещением вертикальной оси окна и патрубка ввода пылевоздушной смеси и вертикальной оси окна вывода очищенного воздуха с вертикальной осью симметрии пылеосадительной камеры, размещением потолочного окна и патрубка ввода пылевоздушной смеси в центре потолочного перекрытия с примыканием к вертикальной оси камеры, а потолочного окна вывода очищенного воздуха в образуемой кольцевой площади при ограничении с внешней стороны периметром внутренней поверхности боковых стен пылеосадительной камеры, внутри периметром внешней поверхности патрубка ввода пылевоздушной смеси, подключением к окну ввода пылевоздушной смеси внутри камеры диффузора, имеющего ось симметрии, совмещенную с осью симметрии камеры, установкой вокруг боковых стен на уровне окон вывода очищенного воздуха с зазором для протока воздуха призматического кожуха, заглушенного со стороны подового окна и переходящего в надпотолочной области в конфузор с патрубком выпуска очищенного воздуха в атмосферу и окном для прохода горизонтального трубопровода подвода пылевоздушной смеси, а также выдерживанием высоты диффузора Нд=(0,40-0,60)Н, высоты окон в боковых стенах Нок=(0,05-0,30)Н, где Н - расстояние между потолочным перекрытием и подовым окном, м, достигается эффективная очистка воздушного потока от тонкодисперсной пыли, ее улавливание в осадительной камере и сбора в бункерной системе, чем решается поставленная задача. Даже незначительное отклонение параметров Нд и Нок в меньшую или большую стороны, как и исключение других признаков из отличительной части предложения, приводят к резкому скачкообразному ухудшению эффективности пылеулавливания, увеличению количества мелких частиц пыли в отводимых в атмосферу потоках воздуха. Совокупность предлагаемых признаков является оптимальной.
Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема предлагаемого пылеуловителя с подключением к аспирационной установке, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.
Пылеуловитель на фиг. 1-3 содержит вертикальную призматическую осадительную камеру 1 (далее камеру 1) с вертикальной осью симметрии k, потолочное перекрытие 2 с окном 3 и подключенными к нему вертикальным патрубком 4 ввода пылевоздушной смеси 5 с внешней 6 и внутренней 7 поверхностями, имеющими общую вертикальную ось j симметрии, и окном 8 вывода очищенного воздуха 9, также имеющим вертикальную ось симметрии d, боковые стены 10 с внешней 11 и внутренней 12 поверхностями и примыкающими к потолочному перекрытию 2 окнами 13 вывода очищенного воздуха 9 (далее окнами 13), установленные в окнах 3 и 13 потолочного перекрытия 2 и боковых стен 10 матерчатые фильтры 14, 15, подовое перекрытие 16 с окном 17 вывода тонкодисперсной пыли 18, а также подключенную к нему газоплотную бункерную систему 19 и подключенный к вертикальному патрубку 4 подвода пылевоздушной смеси 5 горизонтальный трубопровод 20 подвода пылевоздушной смеси 5. Особенностью пылеуловителя на фиг. 1-3 является совмещение вертикальной оси j окна 3 и патрубка 4 ввода пылевоздушной смеси 5 и вертикальной оси d окна 8 вывода очищенного воздуха с вертикальной осью симметрии k камеры 1, размещение потолочного окна 3 и патрубка 4 ввода пылевоздушной смеси 5 в центре потолочного перекрытия 2 с примыканием к вертикальной оси k камеры 1, а потолочного окна 8 вывода очищенного воздуха 9 - в образуемый кольцевой площади 21 при ограничении с внешней стороны периметром внутренней поверхности 12 боковых стен 10 камеры 1, внутри периметром внешней поверхности 6 патрубка 4 ввода пылевоздушной смеси 5. Кроме того, к окну 3 ввода пылевоздушной смеси 5 внутри камеры 1 подключен диффузор 22, имеющий ось симметрии f, совмещенную с осью симметрии k камеры 1, а вокруг боковых стен 10 на уровне окон 13 с зазором 23 для протока воздуха установлен призматический кожух 24, имеющий со стороны подового окна 17 заглушку 25 и переходящий в надпотолочной области в конфузор 26 с патрубком 27 выпуска очищенного воздуха 9 в атмосферу и окном 28 для прохода горизонтального трубопровода 20 подвода пылевоздушной смеси 5; высота диффузора 22 равна Нд=(0,40-0,60)Н, а высота окон 13 в боковых стенах 10 Нок=(0,05-0,30)Н, где Н - расстояние между потолочным перекрытием 2 и подовым окном 17, м. На трубопроводе 20 установлен вентилятор 29 с регулятором разряжения и расхода 30 и аспирационной системой 31 с жалюзи 32 (на фиг. 1 позиции 31, 32 обозначены условно), а на трубопроводе 27 - вентилятор 33 с регулятором расхода 34. Бункерная система 19 оснащена газоплотными узлами вывода 35 (на фиг. 1 обозначены условно).
Работа пылеуловителя на фиг. 1-3 осуществляется путем включения вентиляторов 29, 33 и забора в систему 31 через жалюзи 32 тонкодисперсной пыли 18 в локальных пылевоздушных струях 36, сливаемых далее в поток пылевоздушной смеси 5 в трубопроводе 20. Поток пылевоздушной смеси 5 с тонкодисперсной пылью 18 через патрубок 4 и окно 3 потолочного перекрытия 2 попадает в диффузор 22; в диффузоре 22 поток пылевоздушной смеси 5 расширяется с образованием циркуляционных токов 37, из которых активно сепарируют частицы тонкодисперсной пыли 18; они под собственным весом опускаются в окно 17 камеры 1 и выводятся в бункер 16, где собираются и хранятся до момента выгрузки через узлы 35 на утилизацию или к потребителю. Очищенный воздух 9 через фильтры 14, 15 в окнах 8, 13 выводится в зазор 23 между кожухом и боковыми стенами 10 и в конфузор 26 над потолочным перекрытием 2, далее в вертикальный патрубок 27 вентилятором 33 выводится в атмосферу. Незначительное количество мелкой пыли с потоками 9 оседает в фильтрах 14, 15. Фильтры периодически встряхиваются и продуваются сжатым воздухом (на фиг. 1-3 устройства встряхивания и продувки не показаны). Фильтры 14, 15 выполняют съемными, при необходимости их можно заменять на новые.
Комплексным совмещением вертикальной оси j окна 3 и патрубка 4 ввода пылевоздушной смеси 5 и вертикальной оси d окна 8 вывода очищенного воздуха 9 с вертикальной осью симметрии k камеры 1, размещением потолочного окна 3 и патрубка 4 ввода пылевоздушной смеси 5 в центре потолочного перекрытия 2 с примыканием к вертикальной оси k камеры 1, а потолочного окна 8 вывода очищенного воздуха в образуемой кольцевой площади 21 при ограничении с внешней стороны периметром внутренней поверхности 12 боковых стен 10 камеры 1, внутри периметром внешней поверхности 6 патрубка ввода 4 пылевоздушной смеси 5, подключением к окну 3 ввода пылевоздушной смеси 5 внутри камеры 1 диффузора 22, имеющего ось симметрии f, совмещенную с осью симметрии k камеры 1, установкой вокруг боковых стен 10 на уровне окон 13 вывода очищенного воздуха 9 с зазором 23 для протока воздуха призматического кожуха 24, заглушенного со стороны подового окна 17 и переходящего в надпотолочной области в конфузор 26 с патрубком 27 выпуска очищенного воздуха 9 в атмосферу и окном 28 для прохода горизонтального трубопровода 20 подвода пылевоздушной смеси 5, а также выдерживанием высоты диффузора 22, равной Нд=(0,40-0,60)Н, высоты окон 13 в боковых стенах 10, равной Нок=(0,05-0,30)Н, где Н - расстояние между потолочным перекрытием 2 и подовым окном 17, м, достигается эффективная очистка воздушного потока от тонкодисперсной пыли, ее улавливание в осадительной камере и сбора в бункерной системе, чем решается поставленная задача. Даже незначительное отклонение параметров Нд и Нок в меньшую или большую стороны, как и исключение других признаков из отличительной части предложения, приводят к резкому скачкообразному ухудшению эффективности пылеулавливания, увеличению количества мелких частиц пыли в отводимых в атмосферу потоках воздуха. Совокупность предлагаемых признаков является оптимальной.
Практическое использование предлагаемого пылеуловителя связано с аспирационными установками в производствах графита, цемента, сухого угля, в частности, в помещениях и на площадках сортировки и пересыпки этих материалов.