СИСТЕМА АСПИРАЦИИ С ВИХРЕВЫМ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЕМ
SEPARATION SYSTEM WITH VORJECT DUST SEPARATOR

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 патенту РФ №2337763, В01D 45/12 от 15.06.04, содержащий цилиндрический корпус с коническим бункером и расположенным в его нижней части осевым входным патрубком, обтекатель и отбойную шайбу, размещенные на торцевой поверхности цилиндра, а также размещенные в верхней части патрубок для ввода вторичного потока и выходной патрубок, соединенный с фильтром (прототип).
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания.
Технический результат - повышение эффективности пылеулавливания.
Это достигается тем, что в системе аспирации с вихревым пылеуловителем, содержащей двухступенчатую систему газопылеочистки, в которой первой ступенью очистки газовоздушной смеси служит вихревой пылеуловитель, работающий по принципу встречно-закрученных потоков, а второй ступенью очистки - фильтр, вихревой пылеуловитель содержит цилиндрический корпус, осевой ввод запыленного газа с завихрителем и эжекционным насадком, который образует со стенкой ввода кольцевой канал, образованный коническими поверхностями соответственно осевого ввода и эжекционного насадка, обтекателем и конической отбойной шайбой, а также размещенные в верхней части корпуса осевой патрубок для вывода очищенного газа и периферийный ввод вторичного потока с завихрителем, а на конце осевого патрубка очищенного газа закреплен воздуховод, соединенный с входным патрубком каркасного рукавного фильтра с импульсной продувкой, содержащим корпус, фильтровальную секцию с коробами для входа запыленного и выхода очищенного воздуха, фильтрующие рукава с каркасом, трубную решетку, бункер для сбора пыли и механизм регенерации, состоящий соленоидного клапана, трубы для подвода сжатого воздуха с соплами, насадков Вентури, прибора автоматического управления регенерацией, соединенным с общим микропроцессором, а фильтр дополнительно снабжен датчиком температуры, а в бункере для сбора пыли установлен аварийный датчик уровня пыли, в выходном коробе фильтровальной секции установлен тепловой автоматический датчик-извещатель, выходы с которых соединены с общим микропроцессором, а в выходном коробе фильтровальной секции пылеуловителя установлен коллектор с форсунками для подключения к системе пожаротушения, блок управления которым соединен с общим микропроцессором.
На чертеже представлена схема системы аспирации с аппаратом ВЗП и каркасным фильтром.
Система аспирации с аппаратом ВЗП и каркасным фильтром представляет собой двухступенчатую систему газопылеочистки, в которой первой ступенью очистки газовоздушной смеси служит вихревой пылеуловитель, работающий по принципу встречно-закрученных потоков (ВЗП), а второй - каркасный фильтр.
Вихревой пылеуловитель 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, осевой патрубок для вывода очищенного газа.
Осевой патрубок для вывода предварительно очищенного газа соединен воздуховодом 10 с входным патрубком 23 каркасного фильтра
Каркасный рукавный фильтр с импульсной продувкой содержит корпус 17, фильтровальную секцию 21 с коробами 22 и 23 для входа запыленного и выхода очищенного воздуха, фильтрующие рукава 16 с каркасом 19, трубную решетку 20, бункер 18 для сбора пыли и механизм регенерации фильтра, состоящий из соленоидного клапана 11, трубы 12 для подвода сжатого воздуха, сопла 13; насадка Вентури 14, прибора 15 автоматического управления регенерацией. Каркасный рукавный фильтр оснащен противопожарной системой (не показана), включающей следующие элементы. В корпусе блока фильтров установлен датчик температуры, в бункере для сбора пыли - аварийный датчик уровня пыли, в выходном коробе - тепловой автоматический датчик-извещатель, выходы которых соединены с общим микропроцессором, размещенным в шкафу управления, а в выходном коробе установлен коллектор с форсунками для подключения к системе пожаротушения, блок управления которой соединен с общим микропроцессором, а система регенерации рукавных фильтров содержит блок управления, который связан электронной связью с общим микропроцессором.
Система аспирации с аппаратом ВЗП и каркасным фильтром работает следующим образом.
Пылегазовый загрязненный 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 нисходящим потоком закрученного вторичного потока и повышению эффективности пылеулавливания за счет возврата в бункер частиц пыли с малым удельным весом. Установка фильтра на выходе очищенного газа позволяет обеспечить высокую эффективность отделения мелких частиц с малым удельным весом и довести запыленность воздуха рабочей зоны до санитарно-гигиенических норм.
Фильтр работает следующим образом.
Входной патрубок 23 каркасного фильтра соединен воздуховодом 10 с выходом осевого патрубка для вывода очищенного газа в вихревом пылеуловителе.
Очищенный воздух поступает в фильтрующую секцию 21 рукавного фильтра, затем внутрь вертикально расположенных фильтроэлементов 16 в виде фильтрующих рукавов с каркасом, а затем в короб 22 для выхода очищенного газа, расположенный над фильтрующей секцией 21.
Под корпусом 17 расположен конический бункером 18 с пылевыгружным устройством типа "двойная мигалка" (не показано) или коническим бункером со шнеком с пылевой задвижкой с ручным приводом с пылевыгружным устройством типа шлюзовой ротационный затвор, а также местным пультом управления шнеком и шлюзовым ротационным затвором. На бункере устанавливается датчик уровня пыли (не показан).
Корпус фильтра снабжен опорной эстакадой (на чертеже не показано), выполненной в виде, по крайней мере, трех стоек, жестко связанных между собой горизонтальными тягами, и наклонными ребрами жесткости, один конец которых соединен со стойками и тягами, а другой - с бункером 18 фильтра. На эстакаде жестко установлены и закреплены между собой и корпусом 17 фильтра лестницы и ограждения.
3
В качестве материала фильтроэлементов рукавного фильтра может быть применен: нетканый полиэстер, упрочненный внутренней каркасной сеткой; нетканый арамид, упрочненный внутренней каркасной сеткой; нетканый тонковолокнистый полиэстер, упрочненный внутренней каркасной сеткой, со специальным покрытием; влагостойкий нетканый полиэстер, упрочненный внутренней каркасной сеткой, со специальным покрытием; нетканый, упрочненный внутренней каркасной сеткой полиэстер, антистатический с масловлагоотталкивающей пропиткой с гладкой поверхностью; нетканый тонковолокнистый полиэстер, упрочненный внутренней каркасной сеткой, со специальным покрытием. Тонковолокнистый состав фильтроэлемента позволяет получать очень низкие показатели по остаточной запыленности - не более 0,2 мг/м.
Регенерация фильтра. Избыточное давление сжатого воздуха при регенерации составляет 0,4…0,8 Па; длительность импульса составляет 0,1…0,2 с. Частота импульсов зависит от характера изменения сопротивления фильтра. В этом методе механическое встряхивание, обеспечивающее деформацию ткани и разрушение пылевого слоя, сочетается с обратной продувкой. Усилению эффекта обратной продувки способствует установленный на входе в рукав патрубок Вентури, так как происходит дополнительное эжектирование в рукав очищенных газов. Обычно одновременно продувается 5…10% рукавов без остановки процесса фильтрования. Длина рукавов не превышает 2,5…3,5 м; управление электромагнитными клапанами сжатого воздуха автоматизировано. В таких фильтрах нагрузка по газу обычно в 2…4 раза выше, чем в фильтрах со встряхиванием и составляет 1,5…6 м/мин.
Для оптимизации процесса пылеулавливания и для его безопасной работы в корпусе фильтра установлен датчик температуры (не показан), в бункере для сбора пыли - аварийный датчик уровня пыли, в выходном коробе 22 - тепловой автоматический датчик-извещатель, выходы которых соединены с общим микропроцессором, размещенным в шкафу управления, а в выходном коробе установлен коллектор с форсунками для подключения к системе пожаротушения, блок управления которой соединен с общим микропроцессором, а система регенерации рукавных фильтров содержит блок управления, который связан электронной связью с общим микропроцессором.
Тепловой датчик-извещатель и коллектор с форсунками системы пожаротушения установлены в выходном коробе 22 фильтра потому, что она является выходным звеном в предлагаемом устройстве, и чтобы предотвратить распространение пламени в случае возгорания дальше по вентиляционным каналам, эти системы устанавливают именно здесь, что повысит надежность и безопасность всего устройства. Работа коллектора с форсунками осуществляется по принципу открытия аварийного электромагнитного клапана подачи воды, при подаче на клапан управляющего сигнала от общего микропроцессора, обрабатывающего сигнал с теплового датчика-извещателя, который в свою очередь реагирует на увеличение температуры в выходном коробе, вплоть до самовоспламенения пылевых аэрозолей и фильтрующих материалов блока фильтров.
Работа системы порошкового пожаротушения (не показана) происходит в дублирующем варианте, в случае, если на первой ступени выйдет из строя, например, электромагнитный клапан подачи воды, или будет отключена система водоснабжения, тогда сработает система порошкового пожаротушения, причем управление работой этих систем осуществляется от микропроцессора, который может быть размещен стационарно (например, в шкафу управления) или быть встроенным в выносной пульт (не показано), чтобы можно было в случае аварии управлять процессом пожаротушения, останавливая при этом распространение огня, что в целом повысит безопасность всей системы очистки воздуха от пыли.
Пылеулавливающие аппараты данного типа предназначены для центральных систем аспирации. Фильтры с импульсной регенерацией широко применяются в технологических процессах с малой и большой производительностью по газам при обычных и высоких температурах. В аппарате происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующие элементы одновременно являются аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа.