Очистное устройство для отделения твердых частиц от газов

 

Использование: для отделения твердых частиц от газов, например дымовых, воздуха, смешанного с пылью, в различных отраслях хозяйства. Сущность изобретения: несколько сепарационных элементов соединены параллельно. Общая камера для сбора пыли соединена посредством одного или нескольких всасывающих трубопроводом с бесступенчато регулируемой воздуходувкой для поддержания в камере давления ниже атмосферного для оптимизации очистки в зависимости от содержания примесей в очищенном газе, определяемого детектором, установленным в выходе. 6 з.п.ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к устройствам для отделения твердых частиц от газов, например дымовых, воздуха, смешанного с пылью, и может найти применение в различных отраслях хозяйства.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, разрез; на фиг.2 - группа из девяти соединенных параллельно сепарационных элементов в уменьшенном масштабе в перспективе; на фиг.3 - группа из трех сепарационных элементов; на фиг. 4 - модифицированная конструкция с дополнительной закручивающей головкой; на фиг.5 - частичный вид с торца закручивающей головки; на фиг.6 - разрез А-А на фиг.5; на фиг.7 - схема управления устройством.

Очистное устройство, согласно изобретению, для отделения пыли и других твердых частиц от загрязненных газов, включая воздух, содержит множество одинаковых сепарационных элементов 1 циклонного типа, которые расположены рядами в корпусе 2, имеющем вход 3 для очищаемого газа или газов, и выход 4 для очищенного газа. Каждый элемент 1 содержит фиксированно установленную во впускной камере 5 закручивающую головку 6 для обеспечения вращения входящего потока газа, предпочтительно в винтовом вращательном движении, и циркуляционный цилиндр 7, соединенный с головкой 6 и расположенный в закрытой камере 8 для сбора пыли, которая является общей для всех циркуляционных цилиндров 7 в элементах 1, включенных в устройство. Эта камера отдалена на достаточное расстояние от впускной камеры 5, которая также является общей.

Камера 8 предназначена для сбора пыли. К ней может быть присоединен контейнер (не показан на чертеже).

Закручивающая головка 6 каждого пылеуловителя имеет куполо- или чашеобразный кожух с внутренним диаметром, превышающим диаметр цилиндра 7, причем в кожухе образовано множество, например пять, равномерно распределенных впускных отверстий 9, расположенных по существу в радиальной плоскости, и выемки или канавки 10 на поверхности кожуха, ведущие к соответствующему отверстию 9, причем ширина и глубина выемок увеличиваются в сторону соответствующего отверстия, и они имеют изогнуто-вогнутую форму в сечении, как это лучше видно на фиг.3 и 6, причем каждая часть 11 кожуха образует выемку или канавку 10, действующую как направляющие лопасти для сообщения входящему потоку вращательного движения. Каждое впускное отверстие 9 в головке 6 имеет верхнюю ограничивающую линию, расположенную так, что она граничит или предпочтительно перекрывает нижнюю ограничивающую линию отверстия.

На выходном конце каждого циркуляционного цилиндра установлен диффузор 12, оканчивающийся в выходной камере 13 для очищенного газа, причем выходная камера отделена от камеры 8 для сбора пыли. Каждый диффузор 12, установленный на выходе, проходит концентрично в цилиндр 7 и образует вместе с торцовой частью цилиндра 7 кольцевой канал 15, оканчивающийся в камере 8.

Количество элементов 1, включенных в устройство, соответствует количеству газа, который необходимо очищать за единицу времени. Для того, чтобы это достигалось более просто, разделительная часть или части устройства могут состоять из кассет или модулей 16, каждый из которых содержит соответствующее количество, например 2-8 и 9, элементов 1, заключенных в корпус 17, по крайней мере, с одной открытой стороной, причем их можно легко подсоединить к сборному контейнеру соответствующего размера. Примеры двух таких модулей 16 показаны на фиг.2 и 3, которые содержат девять и три элемента 1 соответственно.

Воздуходувка 18 с бесступенчатым регулированием соединена с камерой 8 для сбора пыли и сообщается с камерой 8 через один или несколько всасывающих трубопроводов 19 для поддержания в камере 8 давления ниже атмосферного. Каждый всасывающий трубопровод 19 должен быть подсоединен к камере 8 для сбора пыли, предпочтительно по возможности дальше от каналов 15. Один или несколько всасывающих трубопроводов 19 могут также проходить в камеру 8 между элементами 1, при этом их входное отверстие расположено на некотором расстоянии от стенок корпуса. Воздуходувка 18 соединена при помощи нагнетательного трубопровода 20 с каналом, ведущим к устройству перед впускным отверстием 3 в устройстве или с другим пространством, например атмосферой или камерой, в которой очищается воздух, причем это возможно благодаря тому факту, что обратный поток, создаваемый воздуходувкой 18, составляет малую часть общего основного потока через устройство (от 0,1% до 3%), и он почти очищен.

Для бесступенчатого регулирования воздуходувки 18 предусмотрено рабочее или управляющее средство 21, посредством которого отрицательное давление в камере 8 для сбора пыли можно изменять бесступенчато в широких пределах в зависимости от содержания примесей в очищенном газе. Для этого в выходе 4 установлен детектор 22 содержания примесей в газе, например фотометрическое устройство, соединенное сигнальной линией 23 через электронный блок управления 24 с входом рабочего или управляющего средства 21.

Для увеличения скорости вращения потока перед каждым элементом 1 соосно с его закручивающей головкой 6 может быть установлена дополнительная закручивающая головка 25 аналогичной конструкции. Дополнительные головки 25 закреплены в стенке 26 между входом 3 и стенкой 27, несущей элементы 1. Поток через очистное устройство создается главной воздуходувкой 28, которая может быть установлена либо перед входом 3, либо после выхода 4.

Работает устройство следующим образом.

Неочищенный газ, поступающий через вход 3 устройства, распределяется по различным элементам 1 и приводится во вращение при помощи закручивающей головки 6 соответствующего элемента. Вращающийся по спирали поток газа проходит через цилиндр 7, при этом частицы, присутствующие в газе, отбрасываются под действием центробежной силы к стенке цилиндра и образуют вращающуюся пленку пыли. Когда поток газа достигает диффузора 12, установленного на выходе, часть его, выходящая из диффузора, очищается, тогда как остальная часть потока газа, т.е. часть, содержащая пленку пыли и вращающаяся вблизи стенки цилиндра, проходит с вращением через канал 15 в камеру 8, где частицы оседают под действием силы тяжести и предпочтительно собираются в контейнере. При помощи воздуходувки 18 в камере 8 поддерживается давление ниже атмосферного, создавая определенный перепад давления между входом в каналы 15 и пространством камеры 8 вблизи выхода из каналов 15.

Дифференциальное давление выше заданного уровня между цилиндрами 7 будет нарушать работу очистного устройства. Избыточное дифференциальное давление будет выражаться в том, что элемент 1, создающий более низкое давление, будет способен не перекачивать выделяющуюся пыль в камеру сбора, а скорее переносить собранную таким образом пыль на выход 4, в силу чего увеличивается количество загрязнений, выходящих из очистного устройства. Это устраняется увеличением вакуума в камере сбора 8 за счет количества, превышающего дифференциальное давление, создаваемое в таком элементе. Благодаря этому элемент с пониженным давлением начнет функционировать нормально.

Осуществляется регулирование следующим образом. Интенсивность света, достигающего принимающий элемент фотометрического устройства 2 (например, фототранзистор) будет зависеть от количества загрязнений в выходящем потоке очищенного газа. Уровень сигнала, создаваемого фототранзистором, есть функция уровня загрязнений в газовом потоке. Сигнал передается по сигнальной линии 23 в электронный блок управления 24, который передает сигнал на вход рабочего средства 21, настраивающего воздуходувку 18 на увеличении вакуума во всасывающем трубопроводе 19 в зависимости от увеличения уровня загрязнений в газовом потоке, и наоборот. Таким образом, достигается выравнивание перепада давления между цилиндрами 7, оканчивающимися в камере 8 для сбора пыли, и зоной камеры 8 вокруг каналов 15, причем результат такого выравнивания тот, что цилиндры 7 не мешают друг другу, а работают как отдельные устройства, т. е. как если бы они были единичные и достаточно отделены друг от друга, т.е. достигается, по крайней мере, 99,7% очистке. Благодаря такому бесступенчатому регулированию давления ниже атмосферного в камере 8 для сбора пыли можно также регулировать, т.е. увеличивать или уменьшать скорость потока через полости 15 диффузора и, следовательно, очистное устройство согласно изобретению также позволяет оптимально очищать загрязненные газы независимо от размера и массы частиц, составляющих примеси. Очистное устройство можно, например, применять для восстановления агентов из воздушного дутья, что было невозможно с известными очистными устройствами такого типа, причем это возможно благодаря высокой скорости потока через каналы 15 диффузоров, и таким образом исключается любая тенденция к тормозящему накоплению частиц перед каналом 5 внутри цилиндров 7. Высокая скорость потока через каналы 15 обеспечивает более высокую скорость вращения газа внутри цилиндров 7 и соответственно более эффективную концентрацию тяжелых частиц. Наличие дополнительных головок 25 также повышает скорость вращения газа в элементах. Первая очистка газа происходит в пространстве между стенками 26, 27, где самые тяжелые частицы отделяются от газа благодаря вращательному движению, которое передает дополнительная закручивающая головка 25 неочищенному газу, затем скорость вращения этого газа увеличивается закручивающей головкой 6.

Формула изобретения

1. ОЧИСТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ОТ ГАЗОВ, например дымовых, воздуха, смешанного с пылью, воздуха для дутья, содержащее корпус, имеющий вход и выход газового потока, установленные в нем одну или несколько групп сепарационных элементов, установленные в нем одну или несколько групп сепарационных элементов, представляющих собой параллельно расположенные в общей камере цилиндры, имеющие закрепленную на входном конце закручивающую головку для приведения входящего в цилиндр потока газа во вращательное движение и установленный в выходном конце концентрично диффузор, образующий со стенками цилиндра кольцевой канал для отвода отделенных твердых частиц, выходящий в закрытую камеру для сбора пыли, соединенную при помощи по крайней мере одного всасывающего трубопровода с воздуходувкой, имеющей средство бесступенчатого регулирования создаваемого вакуума, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, оно снабжено детектором содержания примесей в газе, установленным на выходе потока газа из корпуса, соединенным с регулирующим средством воздуходувки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что нагнетательная линия воздуходувки присоединена к устройству до входа в корпус, либо к другому объему, либо в атмосферу.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что всасывающая линия воздуходувки присоединена к камере сбора пыли на максимально возможном расстоянии от выхода канала отвода отделенных частиц сепарационных элементов.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что воздуходувка соединена с камерой сбора пыли через несколько всасывающих трубопроводов.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что входной конец одного или нескольких всасывающих трубопроводов заглублен в полость камеры сбора пыли между цилиндрами.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными закручивающими головками, установленными коаксиально перед закручивающими головками сепарационных элементов.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что корпус снабжен перегородкой, в которой укреплены дополнительные закручивающие головки, имеющие выход в общую камеру, ограниченную этой перегородкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7