ОСАДИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И ОСАДИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОД ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА

Заявляемое устройство относится к области электрической очистки газов от пыли и может быть использовано в энергетике, металлургии, производстве цемента и других отраслях промышленности
Известен электрофильтр, в состав которого входят осадительные электроды, каждый из которых выполнен в поперечном сечении в виде сложной ломаной поверхности в средней части которой расположена гофрированная часть с различной высотой несимметрично расположенных гофров и полузамкнутые концевые поверхности на крайних участках. (См. журнал «Сталь» №7, 1984, статья «Производство гнутых профилей проката», автор Тришевский И.С.и др.)
Недостатками известных осадительных электродов является недостаточная жесткость из-за недостаточной поперечной жесткости его отдельных элементов.
Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является осадительный электрод электрофильтра (RU 77181 U1, опубликовано 20.10.2008, «Осадительный электрод электрофильтра»), состоящий из отдельных элементов, каждый из которых выполнен в поперечном сечении в виде сложной ломаной поверхности. В средней части сложной ломаной поверхности расположена гофрированная часть с различной высотой несимметрично расположенных гофров и полузамкнутые концевые поверхности на крайних участках. Торцевая плоскость полузамкнутых концевых поверхностей элементов перпендикулярна горизонтальной плоскости и выполнена в месте формирования торцевой кромки скругленной радиусом не более 3 мм, параллельно горизонтальной плоскости с отогнутым краем внутрь под углом не более 30°.
Недостатком этого осадительного электрода электрофильтра является высокая металлоемкость из-за наличия гофрированной части с различной высотой несимметрично расположенных гофров. Также недостатком является собственно наличие гофров, так как это значительно ухудшает функциональность осадительного электрода и его аэродинамические свойства.
Техническим результатом, который достигается в заявленном осадительном элементе осадительного электрода, является повышение жесткости осадительного элемента осадительного электрода, и улучшение аэродинамических свойств всего осадительного электрода.
Также техническим результатом, который достигается в заявленном осадительном электроде электрофильтра, является уменьшение поперечных размеров мест соединения элементов электродов, при отсутствии смещения элементов электродов друг относительно друга в плоскости электрода и упрощении сборки осадительного электрода.
Технический результат достигается тем, что осадительный элемент осадительного электрода электрофильтра, выполнен в виде стальных листов толщиной от 1,2 мм до 1,5 мм, длиной от 4000 мм до 18000 мм и шириной от 600 мм до 700 мм. Осадительный элемент имеет продольные ребра жесткости, которые в поперечном сечении выполнены трапецеидальными с размером большего основания от 25 мм до 35 мм, углом между боковыми сторонами от 45° до 75° и высотой от 8 мм до 12 мм. При этом продольные ребра жесткости расположены симметрично на расстоянии от 150 мм до 250 мм от продольных краев осадительного элемента.
Оба продольных края осадительного элемента выполнены коробчатыми и в поперечном сечении представляют разомкнутый пятигранник. Первая стенка продольного края отогнута на угол от 60° до 80° от плоскости осадительного элемента. Вторая стенка продольного края параллельна плоскости осадительного элемента и смещена на расстояние от 15 мм до 25 мм относительно плоскости осадительного элемента. Третья стенка продольного края перпендикулярна плоскости осадительного элемента и имеет ширину от 30 мм до 50 мм. Четвертая стенка продольного края параллельна плоскости осадительного элемента и смещена на расстояние от 15 мм до 25 мм относительно плоскости осадительного элемента. Размеры ширины второй и четвертой стенки продольного края равны между собой, имеют размер от 25 мм до 45 мм и равноудалены относительно плоскости осадительного элемента. Пятая стенка продольного края отогнута в сторону плоскости осадительного элемента на угол, равный углу между первой стенкой продольного края и плоскостью осадительного элемента. Незамкнутый край пятой стенки расположен на расстоянии от 8 мм до 20 мм от плоскости четвертой стенки осадительного элемента.
Также технический результат достигается тем, что осадительный электрод электрофильтра состоит из отдельных осадительных элементов, каждый из которых выполнен в виде стальных листов с продольными ребрами жесткости трапецеидальной формы. Продольные ребра жесткости расположены симметрично на расстоянии от 150 мм до 250 мм от продольных краев отдельного осадительного элемента. Оба продольных края отдельного осадительного элемента выполнены коробчатыми. Одна стенка каждого продольного края перпендикулярна плоскости отдельного осадительного элемента. При этом на перпендикулярной стенке первого продольного края каждого отдельного осадительного элемента жестко установлены штыри, а на перпендикулярной стенке второго продольного края каждого отдельного осадительного элемента выполнены отверстия овальной формы для взаимодействия со штырями на стенке первого продольного края соседнего осадительного элемента.
В последующем заявляемое техническое решение поясняется подробным описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее решение, примера его выполнения и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг.1 - представлен осадительный элемент осадительного электрода;
фиг.2 - представлен осадительный элемент осадительного электрода в разрезе;
фиг.3 - представлено соединение двух осадительных элементов осадительного электрода;
фиг.4 - представлен разрез по линии А-А чертежа соединения двух осадительных элементов осадительного электрода.
Осадительный электрод электрофильтра, состоит из отдельных осадительных элементов 1. Пример выполнения осадительного элемента 1 осадительного электрода представлен на фиг.1. На фиг.2 представлен осадительный элемент осадительного электрода в разрезе. Каждый осадительный элемент 1 выполнен в виде стальных листов. Для заявляемого осадительного элемента стальные листы имеют следующие размеры:
толщина «d» от 1,2 мм до 1,5 мм,
длина «L» от 4000 мм до 18000 мм,
ширина «Н» от 600 мм до 700 мм.
Каждый осадительный элемент 1 имеет продольные ребра 2 жесткости, которые. Продольное ребро 2 жесткости в поперечном сечении имеет трапецеидальную форму со следующими параметрами: большее основание «а», угол между боковыми сторонами «α», высота «b». Экспериментально установлено, что для получения осадительного элемента с необходимой и достаточной жесткостью, указанные пареметры должны находиться в следующих пределах:
большее основание «а» от 25 мм до 35 мм,
угол между боковыми сторонами «α» от 45° до 75°,
высота «b» от 8 мм до 12 мм.
Указанные выше пределы размеров «а», «α» и «b» позволяют достичь необходимой и достаточной жесткости осадительного элемента. В случае увеличения указанных параметров жесткость осадительного элемента продолжает увеличиваться, но газодинамические параметры ухудшаются и увеличивается металлоемкость. Продольные ребра 2 жесткости расположены симметрично на расстоянии «с» от 150 мм до 250 мм от продольных краев 3 отдельного осадительного элемента.
Оба продольных края 3 осадительного элемента 1 выполнены коробчатыми и в поперечном сечении представляют разомкнутый пятигранник. Первая стенка 4 продольного края 3 отогнута на угол «β» от 60° до 80° от плоскости 5 отдельного осадительного элемента 1. Вторая стенка 6 продольного края 3 параллельна плоскости 5 отдельного осадительного элемента 1 и смещена на расстояние «е» от 15 мм до 25 мм относительно плоскости 5 отдельного осадительного элемента 1. Третья стенка 7 продольного края 3 перпендикулярна плоскости 5 отдельного осадительного элемента 1 и имеет размер «f» от 30 мм до 50 мм. Четвертая стенка 8 продольного края 3 параллельна плоскости 5 отдельного осадительного элемента 1 и смещена на расстояние «е» от 15 мм до 25 мм относительно плоскости 5 отдельного осадительного элемента 1. Вторая стенка 6 продольного края 3 и четвертая стенка 8 продольного края 3 равны между собой, имеют размер «g» от 25 мм до 45 мм и равноудалены относительно плоскости 5 отдельного осадительного элемента 1. Пятая стенка 9 продольного края 3 отогнута в сторону плоскости 5 отдельного осадительного элемента 1 на угол «β», равный углу «β» между первой стенкой 4 продольного края 3 и плоскостью 5 отдельного осадительного элемента 1. Незамкнутый край пятой стенки 9 продольного края 3 расположен на расстоянии «h» от 8 мм до 20 мм от плоскости четвертой стенки 8 продольного края 3.
Одним из самых важных показателей для элемента 1 осадительного электрода является его жесткость, так как длина осадительных элементов может быть достаточно большая 4 метра и более. Более жесткие элементы обеспечивают удобство монтажа, а также менее подвержены колебаниям в движущемся потоке газа.
С целью определения оптимальных размеров коробчатой формы продольных краев 3 отдельных осадительных элементов 1 были произведены эксперименты.
Эксперименты показали, что жесткость осадительного элемента 1 увеличивается при возрастании параметров «β», «f», «g». Однако, при возрастании параметров «β», «f», «g» падают аэродинамические показатели, и возрастает металлоемкость, в связи с чем значения параметров «β», «f», «g» в указанных диапазонах являются оптимальными.
Проведенные эксперименты показали, что максимальная жесткость равна 161,3 Н/мм (см. таблицу 1) для осадительного элемента с габаритами:
«Н» - 640 мм,
«d» - 1,5 мм,
«L» - 7600 мм,
Может быть получена при следующих выше указанных параметрах:
«f» - 40 мм, «а» - 30 мм, «b» - 10 мм, «g» - 35 мм, «α» - 50° «β» - 76°.
Коробчатая форма продольных краев 3 играет основную роль в обеспечении продольной жесткости осадительного элемента 1.
В целях улучшения аэродинамических свойств элемента 1 продольные ребра 2 жесткости имеют угол «α» между боковыми сторонами от 45° до 75°.
Осадительный электрод состоит из отдельных элементов 1. На фиг.3 представлен пример выполнения соединения двух элементов 1 осадительного электрода. Оба продольных края 3 отдельного осадительного элемента 1 выполнены коробчатыми. Третья стенка 7 каждого продольного края 3 перпендикулярна плоскости 5 отдельного осадительного элемента 1. При этом на перпендикулярной стенке 7 первого продольного края 3 каждого отдельного осадительного элемента 1 жестко установлены штыри 10. В качестве штыря 10, например, может выступать винт. Винт, как это показано в приведенном примере, закрепляется в резьбовой клепке 11, которая устанавливается в отверстие, расположенное в перпендикулярной стенке 7 первого продольного края 3 каждого отдельного осадительного элемента 1. Хвостовая часть этого винта входит в отверстие овальной формы 12, как это представлено на фиг.4. Отверстие овальной формы 12 расположено в перпендикулярной стенке 7 второго продольного края 3 соседнего осадительного элемента 1.
Такое соединение двух элементов 1 осадительного электрода позволяет избегать поперечное смещение плоскостей 5 одного осадительного элемента 1 относительно другого. При этом сохраняется возможность их продольного перемещения, что позволяет правильно работать системе стряхивания осадившейся пыли при использовании предложенного осадительного электрода в системе электрофильтра.
Также исключается дополнительное выступание частей крепления элементов за плоскости осадительного электрода, что позволяет избегать возможного электрического пробоя в зоне соединения элементов осадительного электрода.
Кроме того предлагаемое соединение позволяет производить быструю сборку осадительных элементов в осадительный электрод электрофильтра.
Таблица 1.
№ Вар
Сечение профиля
Max напряж МПа
Max перемещение под грав., мм
Жесткость
1
<img file="00000002.tif" he="29" wi="93" img-content="undefined" img-format="tif" />
65,1
86,8
2
<img file="00000003.tif" he="23" wi="95" img-content="undefined" img-format="tif" />
113,6
212,3
3
<img file="00000004.tif" he="33" wi="111" img-content="undefined" img-format="tif" />
124,9
201,5
121
4
<img file="00000005.tif" he="33" wi="114" img-content="undefined" img-format="tif" />
124,2
194,2
129
5
<img file="00000006.tif" he="31" wi="110" img-content="undefined" img-format="tif" />
125,8
197,6
151,4
6
<img file="00000007.tif" he="32" wi="108" img-content="undefined" img-format="tif" />
124,7
190,5
161,3
7
<img file="00000008.tif" he="31" wi="108" img-content="undefined" img-format="tif" />
125,2
202,7
121,6
8
<img file="00000009.tif" he="30" wi="106" img-content="undefined" img-format="tif" />
125,7
201,4
122,1
9
<img file="00000010.tif" he="32" wi="105" img-content="undefined" img-format="tif" />
149,1
230,6
103,8