ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ

Изобретение относится к устройствам для отделения дисперсных частиц от газов или паров с использованием гравитационных инерционных или центробежных сил изменением направления потока, в частности к устройствам для очистки газовых потоков от дисперсных частиц и пыли.
Известны устройства для очистки газов от пыли. Распространены конструкции, в которых очистка происходит за счет использования инерционных сил. Привлекательность таких устройств заключается в том, что они конструктивно просты, однако эффективность пылеочистки в этих устройствах не всегда достаточна.
Известны конструкции пылеуловителей: патент на изобретение РФ №2174452 «Пылеуловитель», приоритет 10.10.2000, патент на полезную модель РФ №33879 «Пылеуловитель», приоритет 10.11.2002 в которых описывается конструкция пылеуловителя, содержащая цилиндрический корпус, в верхней части которого тангенциально к внутренней образующей корпуса установлено щелевое сопло для ввода загрязненного газа. По образующей корпуса выполнены карманы, ближайшая, в направлении потока, стенка каждого из карманов выполнена в виде уступа. Пространство в центре корпуса посредством вертикальной трубы сообщено с выходным патрубком, а к нижней части корпуса присоединен бункер для сбора пыли.
Данная конструкция достаточно эффективна, особенно по улавливанию крупнодисперсной пыли, но всегда остается проблема эффективного улавливания также и мелкодисперсной пыли. Создание конструкции, в которой
эффективно улавливалась крупнодисперсная и мелкодисперсная фракции пыли является непростой и актуальной задачей.
В предлагаемом изобретении решается задача повышения эффективности улавливания мелкодисперсной фракции пыли без усложнения конструкции.
Заявляемый пылеуловитель содержит цилиндрический корпус, в верхней части которого тангенциально к внутренней образующей корпуса установлено щелевое сопло для ввода загрязненного газа. По внутренней образующей корпуса выполнены карманы, ближайшая, в направлении потока, стенка каждого из карманов выполнена в виде уступа. Пространство в центре корпуса посредством вертикальной трубы сообщено с выходным патрубком, а к нижней части корпуса присоединен бункер для сбора пыли. В верхней части корпуса установлен конусный отражатель, а над упомянутым бункером для сбора пыли установлен осадитель пыли в виде конусной обечайки.
Загрязненный газ поступает внутрь корпуса через щелевое сопло, направленное тангенциально, по касательной к внутренней стенке корпуса. На пути плоского вертикального потока газа выполнены уступы, за которым расположен карман. За каждым уступом возникает зона пониженного давления, благодаря чему основной плоский вертикальный поток согласно эффекту Коанда отклоняется к стенке корпуса, как бы "прилипает" к нему. За каждым уступом, в кармане, в зоне пониженного давления, возникает вихревой циркуляционный поток. Благодаря такой конструкции, поток запыленного газа все время располагается у внутренней стенки корпуса, совершая спиралевидное движение, опускаясь вниз корпуса.
Во время движения загрязненного потока газа крупно и среднедисперсные частицы загрязнений трутся о стенки корпуса, теряют механическую энергию и оседают вниз, собираясь в бункере для сбора пыли.
Мелкодисперсные частицы пыли увлекаются в циркуляционное движение в зонах разряжения за уступами, и постепенно также опускаются по карманам и попадают в бункер.
Таким образом, для очистки газового потока от пыли используются два процесса, первый - путем потери энергии движения крупно и среднедисперсных частиц пыли за счет трения о стенки, а другой - осаждение мелкодисперсной пыли в зонах циркуляции за уступами, в карманах. Вся пыль постепенно осаждается и попадает в бункер. Из центральной части корпуса происходит отсос очищенного газа. При этом скорость движения газового потока в этой зоне невелика, так как выходной патрубок соединяется с нижней центральной частью корпуса вертикальной трубой, имеющей диаметр больший, чем у выходного патрубка. Поэтому, даже мелкие частички пыли по карманам спокойно осаждаются в бункер, а газ с небольшой скоростью поднимается вверх и только в верхней части вертикальной трубы ускоряется.
Конструкция заявляемого изобретения отличается тем, что внутренняя образующая корпуса содержит карманы, расположенные по всей высоте корпуса. В верхней части корпуса установлен конусный отражатель, который служит для осаждения образующихся вихрей в нижнюю часть пылеуловителя. Над бункером установлен осадитель пыли в виде конической обечайки, который препятствует выносу мелкодисперсной пыли восходящим потоком.
Такая конструкция, по сравнению с известными, характеризуется тем, что газовый поток вверху корпуса формируется также и конусным отражателем, который дополнительно «прижимает» вихревой поток, циркулирующий в корпусе к его стенке, что повышает эффективность осаждения мелкодисперсной пыли в зонах циркуляции за уступами, в карманах. Пылевые частички спускаются вниз, по карманам и оседают в бункере. Из бункера поднимается часть вертикального
потока очищенного газа, Поднятию из бункера мелкодисперсных частичек пыли при развороте потока препятствует конусная обечайка, так как внутри ее скорость потока невелика и ускоряется только вверху, у верхнего отверстия обечайки.
Дополнительной очистке газового потока в пылеуловителе способствует установка внутри упомянутой вертикальной трубы - дополнительной трубы ввода воздуха с воздушным фильтром, который выполнен в виде конусного дефлектора, установленного с зазором у выхода трубы. Очищенный газ в пылеуловителе проходит через завесу из воздуха, выходящего из трубы для ввода воздуха, а мелкодисперсная пыль не проходит.
Кроме того, внутренний диаметр бункера для сбора пыли выполнен большим, чем внутренний диаметр корпуса, что способствует снижению скорости газового потока в бункере и лучшему осаждению мелкодисперсной пыли..
Изобретение поясняется рисунками. На Фиг.1 приведен разрез пылеуловителя, на Фиг.2 разрез пылеуловителя по А-А в диаметральной плоскости, на Фиг.3 конструкция пылеуловителя с дополнительным воздушным фильтром.
Пылеуловитель содержит цилиндрический корпус 1 (Фиг.1). В верхней части корпуса 1 тангенциально установлено щелевое сопло 2 для ввода загрязненного газа. По образующим внутренней поверхности корпуса 1, в направлении входного потока загрязненного газа, выполнены уступы 3, за которыми находятся карманы 3 (Фиг.1, Фиг.2). Карманы 3 и уступы 4 выполены по всей высоте корпуса до бункера. Пространство в центре корпуса 1 посредством вертикальной трубы 5 сообщено с выходным патрубком 6, а к нижней части корпуса 1 присоединен бункер 7 для сбора пыли. В верхней части корпуса 1 установлен конусный отражатель 8, а над бункером 7 для сбора пыли
установлен осадитель 9 пыли в виде конусной обечайки. Между нижним краем осадителя 9 и корпусом 1 выполнен зазор для осаждения пыли.
Пылеуловитель с дополнительным воздушным фильтром (Фиг.3) содержит дополнительную трубу 10 для ввода воздуха, установленную внутри вертикальной трубы 5. Воздушный фильтр установлен на выходе трубы 10 и выполнен в виде конусного дефлектора 11. Труба 10 выполнена с возможностью перемещения по вертикали для установки в положение, обеспечивающее оптимальную форму воздушной завесы.
Пылеуловитель работает следующим образом.
Поток газа с пылью (Фиг.1-Фиг.2) поступает внутрь корпуса 1 через щелевое сопло 2. Щелевое сопло 2 формирует вертикальный плоский поток, который распространяется вдоль стенки корпуса 1. Встречая уступы 4 поток газа отклоняется к стенке корпуса 1, а за уступом 4, в кармане 3 возникает зона пониженного давления, в которой в свою очередь возникает циркуляционный поток. Крупные и средние частички пыли трутся о стенки корпуса 1, теряют энергию и падают по карману 3 вниз, в бункер 7 для сбора пыли. Мелкие частички пыли, размером менее 30 мкм, циркулируют в кармане 3 за уступом 4 и постепенно опускаются также в бункер 7. Расположение карманов 3 и уступов 4 по всей высоте корпуса 1 устраняет влияние действия восходящего потока воздуха на осаждаемую пыль и соответственно предупреждает пылеунос из зоны осаждения.
Край циркулирующего.вихревого потока газа отжимается вниз конусным отражателем, что позволяет циркулирующему потоку пройти всю высоту стенки корпуса 1, что повышает эффективность осаждения мелкодисперсной пыли в зонах циркуляции за уступами 4, в карманах 3. Пылевые частички оседают по образующей корпуса вниз и попадают в бункер 7. В бункере 7 скорость потока
уменьшается, потому что диаметр бункера больше диаметра корпуса. В бункере 7 поток газа разворачивается и выходит вверх через отверстие в конической обечайке 9. Мелкие частички пыли не выносятся с потоком, так как встречают препятствие в виде внутренней поверхности обечайки 9.
Далее поток очищенного газа отсасывается вверх поступает через выходную трубу 5 в выходной патрубок 6 под действием устройства для отвода очищенного газа. Устройство может быть вентилятором, или эжектором.
Если в пылеуловителе дополнительно установлен воздушный фильтр (Фиг.3), эффективность очистки от мелкодисперсной пыли увеличивается.
Поднимающийся вверх очищенный газовый поток, перед входом в трубу 5 встречает воздушный поток, выходящий из трубы 10 дополнительного ввода воздуха, который формируется в виде кольцевой воздушной завесы благодаря конусного дефлектора 11. Очищенный газ пронизывает этот поток, а частички пыли не могут пройти через него и возвращаются в зону осаждения.
Результаты испытаний данного типа пылеуловителей на различных объектах, выбросы которых содержат мелкодисперсную пыль, показывают, что фактическая эффективность данного типа пылеуловителей составляет 95% и выше.