АКУСТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ГАЗОПЫЛЕОЧИСТКИ ВОЗДУШНЫХ ВЫБРОСОВ
AERIAL EFFLUENTS GAS AND DUST ACOUSTIC CLEANING SYSTEM

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является акустическая система газопылеочистки воздушных выбросов, известная из патента РФ №2342977, содержащая корпус, расположенный горизонтально и имеющий цилиндрическую форму с зоной контакта, длиной  в центральной части, слева от которой, последовательно по оси корпуса, расположены, по меньшей мере, две форсунки, а в правой части корпуса, после зоны контакта, длиной  расположен каплеуловитель со сливом в нижней части корпуса, причем к каждой форсунке подведены патрубки для сжатого воздуха и патрубки для воды с запорными и регулирующими вентилями, связывающими патрубки с коллекторами, соответственно расположенными в трубопроводах, подводящих воду и сжатый воздух, причем каждый из коллекторов оснащен манометрами для контроля давления воды и сжатого воздуха, форсунки выполнены в виде акустических форсунок.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности распыления жидкости.
Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости форсунками.
Это достигается тем, что в акустической системе газопылеочистки воздушных выбросов, содержащей корпус, расположенный горизонтально и имеющий цилиндрическую форму с зоной контакта, длиной  в центральной части, слева от которой, последовательно по оси корпуса, расположены, по меньшей мере, две форсунки, а в правой части корпуса, после зоны контакта, длиной  расположен каплеуловитель со сливом в нижней части корпуса, причем к каждой форсунке подведены патрубки для сжатого воздуха и патрубки для воды с запорными и регулирующими вентилями, связывающими патрубки с коллекторами, соответственно расположенными в трубопроводах, подводящих воду и сжатый воздух, причем каждый из коллекторов оснащен манометрами для контроля давления воды и сжатого воздуха, форсунки выполнены в виде акустических форсунок, каждая из которых содержит корпус со шнеком, соосно расположенным в нижней части корпуса и, расположенный в верхней части корпуса, штуцер с цилиндрическим отверстием для подвода жидкости, соединенным с диффузором, осесимметричным корпусу и штуцеру, шнек запрессован в корпус с образованием конической камеры, расположенной над шнеком, соосно диффузору, и соединенной с ним последовательно, причем шнек выполнен сплошным, а внешняя поверхность шнека представляет собой две последовательно соединенных поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку с правой или левой нарезкой, и расположена внутри корпуса, а вторая поверхность выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, при этом поверхность распылительного диска, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса, и имеет на периферийной части радиальные вырезы, чередующиеся с сплошной частью поверхности распылительного диска, а соосно и осесимметрично корпусу, посредством перфорированной шайбы, к внутренней поверхности штуцера с цилиндрическим отверстием, закреплена трубка для подвода воздуха в диффузор, на конце которой установлены, по крайней мере, три дроссельных трубки.
На фиг. 1 изображен общий вид системы газопылеочистки воздушных выбросов, на фиг. 2 - схема акустической форсунки.
Акустическая система газопылеочистки воздушных выбросов (фиг. 1) содержит расположенный горизонтально корпус 1 цилиндрической формы с зоной контакта, длиной  в центральной тральной части, слева от которой, последовательно по оси корпуса, расположены, по меньшей мере, две акустические форсунки 2 и 10. В правой части корпуса, после зоны контакта, длиной  расположен каплеуловитель 9 со сливом 8 в нижней части корпуса. К каждой акустической форсунке 2 подведены патрубки 3 для сжатого воздуха и патрубки 4 для воды с запорными 5 и регулирующими 6 вентилями, связывающими патрубки 3 и 4 с коллекторами 7, соответственно расположенными в трубопроводах, подводящих воду и сжатый воздух. Каждый из коллекторов 7 оснащен манометрами для контроля давления воды и сжатого воздуха.
В качестве распылителя используется акустическая форсунка (фиг. 2), содержащая корпус 11 со шнеком 17, соосно расположенным в нижней части корпуса и, расположенный в верхней части корпуса, штуцер 12 с цилиндрическим отверстием 13 для подвода жидкости, соединенным с диффузором 14, осесимметричным корпусу 11 и штуцеру 12. Для герметичного соединения корпуса 11 со штуцером 12 предусмотрена уплотняющая прокладка 15. Шнек 17 запрессован в корпус с образованием конической камеры 16, расположенной над шнеком 17, соосно диффузору 14, которая соединена с ним последовательно. Шнек 17 выполнен сплошным, причем внешняя поверхность шнека 17 представляет собой две последовательно соединенных поверхности, одна их которых представляет собой, по крайней мере, однозаходную винтовую канавку 18 с правой или левой нарезкой, и расположена внутри корпуса 11, а вторая поверхность 20 выполнена гладкой в виде тела вращения, осесимметрично соединенного с распылительным диском 21, расположенным перпендикулярно оси корпуса, и выступает за торцевую поверхность нижней части корпуса, причем в качестве линии, образующей эту поверхность может быть как прямая линия, так и кривая линия n-го порядка, например сферическая, эллиптическая, параболическая и др. (на чертеже не показано). Шнек 17 в этом случае может фиксироваться в корпусе дополнительно посредством винтов 19. Шнек 17 форсунки выполнен из твердых материалов: карбида вольфрама, рубина, сапфира.
Поверхность распылительного диска 21, выступающая за торцевую поверхность нижней части корпуса 11, выполнена отогнутой в сторону нижней части корпуса, и имеет на периферийной части радиальные вырезы (на чертеже не показаны), чередующиеся с сплошной частью поверхности распылительного диска 21.
Распылительный диск 21 смещен по оси форсунки вниз от гладкой поверхности тела вращения 20 шнека 17, соединенного с винтовой поверхностью 18 шнека на величину h, зависящую от вязкости распыляемой жидкости, и соединен со шнеком 17 посредством стержня 22, осесимметрично расположенного шнеку 17.
Соосно и осесимметрично корпусу 11, посредством перфорированной шайбы 24, к внутренней поверхности штуцера 12 с цилиндрическим отверстием 13, закреплена трубка 23 для подвода воздуха в диффузор 14, на конце которой установлены, по крайней мере, три дроссельных трубки 25.
Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.
Жидкость подается по цилиндрическому отверстию 13 в диффузор 14, а из него в коническую камеру 16, из которой под давлением поступает в винтовую внешнюю полость шнека 17. Вращающийся поток жидкости во внешней винтовой полости шнека образует вихревое движение, при этом происходит дополнительное дробление капель жидкости за счет турбулизации потока на выходе, и мелкодисперсный вращающийся поток выходит из форсунки с широким вращающимся факелом распыляющейся жидкости (раствора), и встречает на своем пути поверхность распылительного диска 21, у которой на периферийной части, отогнутой в сторону нижней части корпуса, выполнены радиальные вырезы, чередующиеся с сплошной частью поверхности распылительного диска 21, что позволяет увеличить поверхность распыливания жидкости с одновременным дополнительным дроблением капель жидкости.
Возможен вариант, когда внутри корпуса 11 форсунки, в части расположения конической камеры 16, над шнеком 17, размещен генератор акустических колебаний в виде звукового генератора, образованного резонатором Гельмгольца. Резонатор Гельмгольца выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости 26, расположенной в стенке корпуса 11, которая через калиброванные отверстия 27 соединена с конической камерой 16.
Резонатор Гельмгольца выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет количества и диаметра калиброванных отверстий 27, соответствующих заданной частоте акустических колебаний.
Распыливающий агент, например воздух, подается через дроссельные трубки 25 в диффузор 14, затем в последовательно соединенную с ним коническую камеру 16, где встречает на своем пути звуковой генератор, выполненный в виде сферической полости 26 с калиброванными отверстиями 27. В результате прохождения звукового генератора распыливающим агентом (например воздухом), в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора Гельмгольца. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора жидкости, подаваемого в цилиндрическое отверстие 13.
Акустическая система газопылеочистки воздушных выбросов работает следующим образом.
Загрязненный газовый поток поступает в корпус 1 через патрубок (на чертеже не показано), расположенный слева от акустических форсунок 2 и 10, и встречает на своем пути распыленный водовоздушный факел, имеющий направление, попутное направлению входящего потока. В зоне контакта длиной 1зк водяной туман абсорбирует из воздуха растворяемые в воде газообразные вредные вещества, а в конце зоны контакта каплеуловителем 9 отделяется из воздушного потока. Капли растворов стекают с пластин каплеуловителя и удаляются в систему нейтрализации сточных вод через слив 8.