Влагоотделитель

Изобретение относится к системам кондиционирования и очистки парогазовых потоков и может быть использовано в металлургии, энергетике, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, где требуется тщательная очистка газов от твердых и жидких аэрозольных частиц. Влагоотделитель состоит из корпуса, выполненного в виде полого конуса с соотношением диаметра к высоте в пределах d=(0,3-0,5)h, где d - диаметр основания конуса, h - высота конуса. Внутри корпуса установлена перфорированная труба для подачи очищаемого потока внутрь корпуса. Полость корпуса, начиная от вершины конуса, разделена по высоте радиальными перегородками на три части в соотношении (0,1-0,25)/(0,25-0,4)/(0,35-0,5)h, причем одна из перегородок выполнена перфорированной, другая - сплошной, между перегородками установлены сетчатые цилиндры, имеющие диаметр меньше или равный диаметру основания перегородки, расположенной над ним. Сборник конденсата расположен под днищем конуса и сообщается с полостью трубы. Труба может быть выполнена в виде конической спирали, расширяющейся ко дну корпуса. Предложенная конструкция влагоотделителя позволяет обеспечить более полное отделение конденсата и механических примесей от очищаемого конденсатосодержащего газа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к системам кондиционирования и очистки парогазовых потоков и может быть использовано в металлургии, энергетике, химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, где требуется тщательная очистка газов от твердых и жидких аэрозольных частиц.

Одной из проблем, возникающих при очистке воздуха, является обеспечение достаточно высокой степени очистки сжатого воздуха от твердых частиц и конденсата.

Известен уловитель аэрозольных частиц, содержащий корпус со спиральным каналом, днище, сборник конденсата, охлаждающее устройство, установленное с наружной стороны канала, нагревательное устройство, размещенное на внутренней стороне канала, теплоизоляцию, штуцера отвода газа, тепло- и хладагентов и штуцер вывода конденсата, снабженный конической обечайкой с дополнительным штуцером вывода конденсата, размещенной соосно с корпусом в сборнике конденсата с зазором к последнему витку спирального канала и цилиндрическим ловушкам, при этом спиральный канал имеет последовательно сообщенные, расширяющиеся со стороны охлаждающего устройства по ходу газа участки, цилиндрические ловушки размещены на охлаждающем устройстве в зоне максимального расширения участков, а в днище под ловушкой выполнены перепускные отверстия, сообщенные с полостью сборника (а.с. СССР №1607899 от 04.01.89, МПК В01D 47/05, 45/18 - прототип).

Основным недостатком данного уловителя аэрозольных частиц является то, что при очищении при его помощи газа, содержащего конденсат и примеси, конденсат несмотря на вращательное движение потока полностью не успевает отделиться от очищаемого газа и поступает вместе с газом и механическими примесями для дальнейшего использования, что приводит к ухудшению условий работы механизмов, использующих очищенный воздух, и повышенной концентрации вредных веществ в очищаемом потоке.

Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и создание влагоотделителя, конструкция которого позволяет обеспечить более полное отделение конденсата и механических примесей от очищаемого конденсатосодержащего газа.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в предложенном влагоотделителе, работающем по принципу трубы Вентури, содержащем корпус с каналами для прохождения газа, днище, сборник конденсата, согласно изобретению корпус выполнен в виде полого конуса с соотношением диаметра основания к высоте в пределах d=(0,3-0,5)h, где d - диаметр основания, h - высота конуса соответственно, внутри корпуса установлена перфорированная труба для подачи очищаемого потока внутрь корпуса, при этом полость корпуса, начиная от его вершины, разделена по высоте радиальными перегородками на три части в соотношении (0,1-0,25)/(0,25-0,4)/(0,35-0,5)h, причем одна из перегородок выполнена перфорированной, другая - сплошной, между перегородками установлены сетчатые цилиндры, имеющие диаметр меньше или равный диаметру основания перегородки, расположенной над ним, а сборник конденсата расположен под днищем конуса и сообщается с полостью трубы.

Для увеличения длины трубки при неизменных габаритных размерах влагоотделителя и улучшения условий отделения конденсата труба выполнена в виде конической спирали, расширяющейся ко дну корпуса.

Нижнее значение отношения диаметра корпуса к его высоте выбрано исходя из того, что при его дальнейшем уменьшении происходит неполное отделение влаги из-за уменьшения объема для расширения воздуха внутри корпуса, и, как следствие, скорость и направление потока воздуха практически не изменяются, что приводит к значительному ухудшению условий влагоотделения.

Верхнее значение отношения диаметра корпуса к его высоте выбрано исходя из того, что при его дальнейшем увеличении происходит образование нерабочего объема внутри корпуса, в основном, в нижней его части, что приводит к значительному росту массогабаритных характеристик конструкции.

Полость конуса, начиная от вершины конуса, разделена по высоте радиальными перегородками в соотношении (0,1-0,25)/(0,25-0,4)/(0,35-0,5)h, исходя из того, что при дальнейшем уменьшении нижнего предела ухудшаются условия прохождения конденсата из верхних частей корпуса во влагосборник, а при дальнейшем увеличении верхнего - происходит значительный унос капель конденсата воздухом в нижней части влагоотделителя.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в заявляемом устройстве, в отличие от конструктивного выполнения прототипа, корпус выполнен в виде полого конуса с соотношением диаметра к высоте в пределах d=(0,3-0,5)h, внутри корпуса установлена перфорированная трубка для подачи очищаемого потока внутрь корпуса, при этом полость корпуса, начиная от вершины конуса, разделена по высоте радиальными перегородками на три части в соотношении (0,1-0,25)/(0,25-0,4)/(0,35-0,5)h, причем одна из перегородок выполнена перфорированной, другая - сплошной, между перегородками установлены сетчатые цилиндры, имеющие диаметр меньше или равный диаметру основания перегородки, расположенной над ним, а сборник конденсата расположен под днищем конуса и сообщается с полостью трубы.

Таким образом, совокупность существенных признаков заявляемого технического решения благодаря наличию новых признаков обеспечивает получение технического результата, выражающегося в улучшении условий отделения конденсата от газа.

Указанные существенные признаки в совокупности, характеризующей сущность заявляемого технического решения, не известны в настоящее время для влагоотделителей и устройств для осушки воздуха. Аналог, характеризующийся идентичностью всем существенным признакам заявляемого изобретения, в ходе исследований не обнаружен, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «Новизна».

Существенные признаки заявляемого изобретения не могут быть представлены как комбинация, выявленная из известных решений с реализацией в виде отличительных признаков для достижения технического результата, из чего следует вывод о соответствии критерию «Изобретательский уровень».

В связи с тем, что описанное техническое решение предназначено для использования в рамках реальной системы очистки воздуха, изготовлено заявителем и прошло испытания с достижением заявляемого технического результата, предлагаемое изобретение соответствует критерию «Промышленная применимость».

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан осевой разрез предложенного влагоотделителя, на фиг.2 - осевой разрез предложенного влагоотделителя с трубой, выполненной в виде конической спирали.

Основными элементами предложенного влагоотделителя являются:

1 - корпус;

2 - перфорированная труба;

3 - перегородка верхняя;

4 - перегородка нижняя;

5 - цилиндр верхний;

6 - цилиндр нижний;

7 - днище;

8 - сборник конденсата.

Влагоотделитель содержит корпус 1, выполненный в виде полого конуса, внутри которого установлена перфорированная труба 2 для подачи очищаемого потока внутрь корпуса. Полость корпуса разделена по высоте радиальными перегородками верхней 3 и нижней 4 на три части. Перегородка верхняя 3 выполнена перфорированной, перегородка нижняя 4 - сплошной, между перегородками 3 и 4 установлены сетчатые цилиндры верхний 5 и нижний 6. Под днищем 7 корпуса влагоотделителя расположен сборник конденсата 8. Сборник конденсата сообщается с полостью перфорированной трубы 2.

Предложенный влагоотделитель работает следующим образом.

Очищаемый поток газа подается через перфорированную трубу 2 внутрь корпуса 1. Поток через перфорацию в стенке трубы попадает внутрь корпуса, расширяется, теряет скорость и изменяет направление движения. Часть потока проходит через перегородку 3, часть - через цилиндры верхний 5 и нижний 6.

Из полости, ограниченной стенками корпуса и сплошной перегородкой 4, очищаемый поток попадает в полость, ограниченную перегородкой 4 и днищем 7, через отверстия в перфорированной трубе 2.

Кроме того, что влага отделяется под действием собственного веса, во влагоотделителе используется инерционное отделение капель воды в результате многократного изменения направления движения потока сжатого воздуха через перфорированную трубу, перегородку и сетчатые цилиндры. Влага попадает в сборник конденсата 8 и затем оттуда удаляется, а очищенный поток поступает для дальнейшего использования.

Для увеличения длины пути очищаемого потока перфорированная труба может быть выполнена в виде конической спирали, расширяющейся ко дну корпуса.

Использование предложенного технического решения позволит более эффективно отделять конденсат от газа, увеличить полноту сгорания конденсатосодержащих газов и уменьшить содержание вредных примесей в продуктах сгорания за счет улучшения условий сгорания газовоздушной смеси.

1. Влагоотделитель, содержащий корпус с каналами для прохождения газа, днище, сборник конденсата, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде полого конуса с соотношением диаметра к высоте в пределах d=(0,3-0,5)h, где d - диаметр основания конуса, h - высота конуса, внутри корпуса установлена перфорированная труба для подачи очищаемого потока внутрь корпуса, при этом полость корпуса, начиная от вершины конуса, разделена по высоте радиальными перегородками на три части в соотношении (0,1-0,25):(0,25-0,4):(0,35-0,5)h, причем одна из перегородок выполнена перфорированной, другая - сплошной, между перегородками установлены сетчатые цилиндры, имеющие диаметр меньше или равный диаметру основания перегородки, расположенной над ним, а сборник конденсата расположен под днищем конуса и сообщается с полостью трубы.

2. Влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что трубка выполнена в виде конической спирали, расширяющейся ко дну корпуса.