Сетчатый горизонтальный фильтр с акустическим распылом жидкости
Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания. Фильтр содержит корпус, входной и выходной патрубки, оросительную форсунку и фильтрующие элементы. Фильтрующие элементы представляют собой вращающиеся металлические сетки, соединенные с улиткой, связанной байпасным трубопроводом с входным патрубком, и с гидрозатвором для отвода шлама в отстойник. Оросительная форсунка выполнена акустической, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки. Резонатор снабжен, по крайней мере, одной сферической полостью, расположенной в стенке кольца. Сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, а кольцо расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса. Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости форсунками. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является газопромыватель, известный из книги А.А.Русанова. Справочник по пыле- и золоулавливанию. М.: Энергоатомиздат, 1983 г., стр.113, рис.4.37 (прототип), содержащий корпус, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, оросительное устройство и шламосборник.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности распыления жидкости.
Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости форсунками.
Это достигается тем, что в горизонтальном фильтре с вращающимися сетками, содержащем корпус, входной и выходной патрубки, оросительную форсунку и фильтрующие элементы, которые представляют собой вращающиеся металлические сетки, соединенные с улиткой, связанной байпасным трубопроводом с входным патрубком и гидрозатвором для отвода шлама в отстойник, оросительная форсунка выполнена в виде акустической форсунки для распыливания жидкостей, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора, и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной, сферической полости, расположенной в стенке кольца, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, а кольцо расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения.
На фиг.1 изображен общий вид горизонтального фильтра с вращающимися сетками, на фиг.2 - общий вид акустической форсунки для распыливания жидкостей.
Горизонтальный фильтр с вращающимися сетками 3 содержит входной патрубок 1, в котором загрязненный газ контактирует с водяным туманом, образуемым при разбрызгивании воды оросительной акустической форсункой 2, соединенной с подводящими соответственно газ и жидкость магистралями (см. фиг.1). Опорный узел 7 привода 8 вращающихся сеток 3 размещен непосредственно в выходном патрубке 9. Фильтрующие элементы 3, представляющие собой вращающиеся металлические сетки, перемещают частички по поверхности сеток и они выделяются из воздушного потока в улитку 6. Поскольку в улитку попадает часть воздуха с высокой концентрацией пылевых частиц, то он возвращается по трубопроводу 4 на повторную очистку, а шлам через гидрозатвор 5 отводится в отстойник.
Акустическая оросительная форсунка (фиг.2) для распыливания жидкостей содержит корпус 10 с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла 11 и резонатора 12. На корпусе 10 расположено кольцо 13 с конической поверхностью 14, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, поступающей через канал полого стержня 15. Распыливающий агент, например воздух или любой другой газ, поступает в газовый канал 16, а из него через сопло 11, выполненное в виде кольцевой щели, концентрично расположенной кольцевому резонатору 17, в кольцо 13 навстречу распылителю 18, служащему для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из звукового генератора 12, образованного резонатором. Жидкость подается из полого стержня 15 со шнековым завихрителем 18 на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки 19, на которую она и вытекает. Резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной, сферической полости 12, расположенной в стенке кольца 13, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 20 с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса 10 и кольца 13 со стороны конической поверхности 14, а кольцо 13 расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 10 посредством его резьбового соединения 21.
Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 17, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, посредством установки между корпусом 10 и кольцом 13 калиброванных прокладок 22, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.
Резонатор может быть выполнен в виде тороидальной полости (не показано), ось которой расположена соосно корпусу 10, а полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием 20 с кольцевой щелью 17, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности.
Горизонтальный фильтр с вращающимися сетками работает следующим образом.
Запыленный воздух поступает по подводящему каналу во входной патрубок 1 пылеулавливающей установки. Здесь паропылевая смесь контактирует с водяным туманом, образуемым при разбрызгивании воды оросительной форсункой 2. Мелкодисперсная пыль смешивается в потоке с диспергированными капельками воды. При этом имеет место соударение частиц пыли с капельками жидкости, в результате чего происходит их коагуляция. Далее пылекаплевоздушная смесь проходит через фильтрующие элементы 3, представляющие собой вращающиеся металлические сетки. В пространстве между сетками происходит дополнительное турбулентное смешивание запыленного воздуха с капельками воды и выпадение пылевых частиц на нитях второй сетки. Укрупненные частицы пыли вследствие инерционных сил выделяются из потока на нитях вращающихся сеток. Так как на осевшую частицу действуют две силы: сила аэродинамического сопротивления, стремящаяся увлечь частицу по потоку, и центробежная сила, под действием которой частица отбрасывается в радиальном направлении, то частица стремится передвигаться в направлении их результирующей. Последняя перемещает частички по поверхности сеток и они выделяются из воздушного потока в улитку 6. Поскольку в улитку попадает часть воздуха с высокой концентрацией пылевых частиц, то он возвращается по трубопроводу 4 на повторную очистку, а шлам через гидрозатвор 5 отводится в отстойник.
Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.
Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 16, где встречает на своем пути резонатор 12, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 11 посредством калиброванного отверстия 20. В результате прохождения резонатора 12 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в канал 15. Из шнекового завихрителя 18 жидкость вытекает в виде пленки на площадку 19, а затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 14 кольца 13.
При начальной концентрации пыли 2,5×10-3 кг/м3 степень очистки фильтров составляла 98,6%.
1. Сетчатый горизонтальный фильтр с акустическим распылом жидкости, содержащий корпус, входной и выходной патрубки, оросительную форсунку для распыливания жидкостей и фильтрующие элементы, отличающийся тем, что фильтрующие элементы представляют собой вращающиеся металлические сетки, соединенные с улиткой, связанной байпасным трубопроводом с входным патрубком, и с гидрозатвором для отвода шлама в отстойник, оросительная форсунка выполнена акустической, содержащей корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора, и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя, при этом резонатор снабжен, по крайней мере, одной сферической полостью, расположенной в стенке кольца, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, а кольцо расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения.
2. Сетчатый горизонтальный фильтр с акустическим распылом жидкости по п.1, отличающийся тем, что резонатор форсунки выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, посредством установки между корпусом и кольцом калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.
