Гравитационно-инерционный пылеуловитель

 

Изобретение предназначено для очистки воздуха от твердых частиц пыли в промышленности строительных материалов, на асфальтобетонных и железобетонных заводах и может быть использовано в горнодобывающей, перерабатывающей промышленности и других отраслях. Гравитационно-инерционный пылеуловитель включает корпус, подводящий и отводящий патрубки, бункер, дополнительно снабжен двумя улитками, закручивающими пылегазовый поток, переходящими в подводящий патрубок, выполненный в виде изогнутого криволинейного канала, профилированными лопатками, установленными во входном отверстии корпуса с возможностью регулирования, отсекателями бункерной зоны уголкового типа, расположенными в шахматном порядке, отводящий патрубок снабжен статическим закручивателем потока из четырех скрепленных пропеллерообразных выпуклых лопастей и щелями - прорезями с отклоненными лопатками, имеющим возможность регулирования выходящего из пылеуловителя газового потока за счет регулирующего устройства, поворачивающего цилиндр, закрывающего при этом щели-прорези, и диафрагмой, расположенной над статическим закручивателем из четырех лопастей с возможностью регулирования с наружной стороны пылеуловителя. В устройстве повышается эффективность улавливания твердых частиц пыли в пылегазовых потоках. 8 ил., 1 табл.

Изобретение относится к очистке воздуха от твердых частиц пыли в промышленности строительных материалов, на асфальтобетонных и железобетонных заводах и может быть использовано для горнодобывающей, перерабатывающей промышленности и в других отраслях.

Известно устройство - пылеулавливающая камера горизонтального типа, включающее корпус, бункер для сбора пылевых частиц, подводящий и отводящий патрубки, приведенное в учебнике Г. Г. Чуянова "Обезвоживание, пылеулавливание и охрана окружающей среды", М.: Недра, 1987, стр. 157.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является инерционный пылеуловитель (авторское свидетельство СССР, N 936972, кл. B 01 D 45/00, 1982), включающий корпус, подводящий и отводящий патрубки, бункер с заслонкой и отбойной перегородкой.

Однако использование известного технического решения не позволяет достичь высокой эффективности улавливания твердых частиц пыли в пылегазовых потоках из-за низкой эффективности очистки пылевых выбросов, недолговечности, большого объема конструкций.

Сущность изобретения заключается в том, что гравитационно-инерционный пылеуловитель, включающий корпус, подводящий и отводящий патрубки, бункер, дополнительно снабжен двумя улитками, закручивающими пылегазовый поток, переходящими в спиральный подводящий канал, выполненный в виде изогнутого криволинейного конструктивного элемента, профилированными лопатками, установленными во входном отверстии корпуса с возможностью регулирования, отсекателями бункерной зоны уголкового типа, расположенными в шахматном порядке, отводящий патрубок снабжен статическим закручивателем потока из четырех скрепленных пропеллерообразных выпуклых лопастей и щелями-прорезями с отклоненными лопатками, имеющим возможность регулирования выходящего из пылеуловителя газового потока за счет регулирующего устройства, поворачивающего цилиндр, закрывающего при этом щели-прорези, и диафрагмой, расположенной над статическим закручивателем из четырех лопастей с возможностью регулирования с наружной стороны пылеуловителя.

Подводящий патрубок представляет собой изогнутый криволинейный спиральный канал, построение которого осуществляется таким образом: задается направляющая и условия изменения радиуса образующей и угла наклона плоскости окружности к направляющей, строятся аксонометрические оси, фиг. 1, чертится окружность радиусом R из центра O, затем центр осей переносится на расстояние, равное высоте входного отверстия в камеру, (1/3)H_камеры, в точку O₁, из нее строится вторая окружность, причем R = (n/2)cosα₁, где n - длина боковой стороны бункера, α₁ - угол между осью OO₁ и образующей бункера, далее по линий, являющейся средней (серединной), которая определяется между окружностями в сегменте O₁BC, затем параллельно первой окружности, называющейся направляющей строятся окружности, перпендикулярные направляющей, радиус которых изменяется в зависимости от величины сечения, по мере увеличения скорости от 5 до 20 м/с радиус окружности будет уменьшаться вплоть до входного отверстия улитки, расположенного на расстоянии (1/2)R от оси OO₁. Соединив точки плоскостей окружностей, получаем циклические поверхности, полученные с двух сторон камеры от двух улиток, соединяем прямой образующей и получаем изогнутый криволинейный подводящий канал, перед попаданием в подводящий канал пылегазовый поток вначале закручивается двумя улитками, а затем поднимается вверх к корпусу, по мере увеличения сечения патрубка, теряя свою скорость, за счет чего грубые частицы потока вместе с тонкими поднимаются в вихревом потоке, причем грубые частицы оказываются прижатыми к верхней стенке подводящего канала и при попадании в камеру способствуют оседанию более мелких частиц за счет сил ударных взаимодействий, т. е. попадая в верхнюю часть камеры, грубые частицы оседают за счет своей массы и ударяют по мелким, направляя их в бункерную зону, и тем что отводящий патрубок выполнен в виде статического закручивателя, где пылевые частицы закручиваются и опять возвращаются в зону осаждения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображены аксонометрические оси подводящего патрубка гравитационно-инерционного пылеуловителя, на фиг. 2 - гравитационно-инерционный пылеуловитель, на фиг. 3 - входное отверстие в корпус пылеуловителя, на фиг. 4 - бункерная зона, на фиг. 5 - отсекатели бункерной зоны, на фиг. 6 - статический закручиватель отводящего патрубка, на фиг. 7 - разрез статического закручивателя отводящего патрубка, на фиг. 8 - лопасть статического закручивателя.

Пылеуловитель содержит корпус 1, подводящий патрубок 2, две улитки 3, отводящий патрубок 4, статический закручиватель 5 из четырех скрепленных выпуклых пропеллерообразных лопастей 6, прорези-щели 7 с отклоненными лопатками 8, диафрагму 9, регулирующее устройство диафрагмы 10, профилированные лопатки 11 входного отверстия камеры 12, бункер 13, отсекатели бункерной зоны первого ряда 14 и второго ряда 15 уголкового типа.

Гравитационно-инерционный пылеуловитель работает следующим образом. Пылегазовый поток подводится к корпусу 1 вначале через две улитки 3, здесь поток закручивается и поднимается вверх к корпусу через подводящий патрубок 2, выполненный в виде изогнутого криволинейного спирального элемента, с увеличением которого пылегазовый поток теряет свою скорость с 20 до 5 м/с, причем за счет такой скорости грубые частицы вместе с тонкими поднимаются в вихревом потоке. В камеру загрязненный поток поступает через отверстие 12, снабженное профилированными лопатками 11, благодаря им газовый поток равномерно распределяется по всему сечению гравитационно-инерционного пылеуловителя. Частицы, ударяясь о стенки нижних лопаток 11 падают вниз, а часть потока, прошедшая через верхние лопатки 11, поднимается в верхнюю зону гравитационно-инерционного пылеуловителя, фиг. 3. Причем лопатки 11 имеют возможность регулирования, и расстояния от оси регулирования до осей начала и конца лопаток напрямую зависят от их длины: a=(1/10...1/3)·L, b=(9/7...7/10)·L. За счет снижения скорости потока до 2...3 м/с крупные частицы, попавшие в верхнюю зону гравитационно-инерционного пылеуловителя, осаждаются и путем ударных взаимодействий способствуют осаждению более мелких частичек. Осажденные частицы попадают в бункерную зону 13, где расположены отсекатели бункерной зоны в шахматном порядке 14 и 15, задерживающие частицы пыли от вторичного уноса, фиг 4. Так как сыпучесть пыли характеризуется углом статического откоса, то параметры отсекателей 14 и 15 напрямую зависят от него. При плотности пыли от 10 до 100 мг/м³ параметр m будет равен 2a·tg(α/2), где α = k·γ, где k - коэффициент, γ - угол статического откоса. Частицы пыли, попадая при оседании на первый ряд уголков 14, ударяются об их стенки и часть частиц опять попадает в зону оседания, где мелкие частицы осаждаются опять под воздействием крупных частиц за счет ударных взаимодействий, другая же их часть, медленно оседая по наклонной плоскости уголка, попадает на второй ряд уголков 15, где либо оседает по наклонной плоскости уголка второго ряда, либо, ударяясь о нее, попадает в бункерную зону, где частицы задерживаются замкнутой частью второго ряда уголков 15. Причем угол раскрытия второго ряда уголков 15 меньше угла раскрытия уголков первого ряда 14 на 15...10 градусов для того, чтобы наклон плоскости способствовал наиболее быстрому оседанию частиц, фиг. 4. Очищенный поток газа подходит к статическому закручивателю 5 и в этой зоне дополнительно закручивается. В результате пылевые частицы закручиваются и опять возвращаются в зону осаждения, где могут оседать. Восходящий поток проходит через щели-прорези 7 отводящего патрубка 4 и статический закручиватель 5 из четырех скрепленных пропеллерообразных лопастей 6 и поднимается через него на другую ступень очистки. Для регулирования расхода воздуха, выходящего из пылеуловителя, насадок снабжен цилиндром, с помощью которого закрываются щели, и диафрагмой 9, расположенной над статическим закручивателем 5 из четырех лопастей 6 с возможностью регулирования с наружной стороны.

Эффективность улавливания пылевых частиц в гравитационно-инерционном пылеуловителе зависит от его конструкции, вида пыли, ее плотности, величины максимальной фракции улавливаемой пыли, производительности пылеуловителя и т. д. Результаты замеров модели приведены в таблице для кварцевой пыли и разнообразных вариантов монтажа конструкции гравитационно-инерционного пылеуловителя.

Экономический эффект от использования пылеулавливающего аппарата зависит от количества и стоимости улавливаемого материала, а также экологических потерь, получаемых при загрязнении окружающей среды.

Формула изобретения

Гравитационно-инерционный пылеуловитель, включающий корпус, подводящий и отводящий патрубки, бункер, отличающийся тем, что он снабжен двумя улитками, закручивающими пылегазовый поток, переходящими в подводящий патрубок, выполненный в виде изогнутого криволинейного канала, профилированными лопатками, установленными во входном отверстии корпуса с возможностью регулирования, отсекателями бункерной зоны уголкового типа, расположенными в шахматном порядке, отводящий патрубок снабжен статическим закручивателем потока из четырех скрепленных пропеллерообразных выпуклых лопастей, щелями-прорезями с отклоненными лопатками, имеющим возможность регулирования выходящего из пылеуловителя газового потока за счет регулирующего устройства, поворачивающего цилиндр, закрывающий при этом щели-прорези, и диафрагмой, расположенной над статическим закручивателем из четырех лопастей с возможностью регулирования с наружной стороны пылеуловителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9