Сетчатый вертикальный фильтр с акустическими форсунками
Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности. Фильтр содержит корпус, установленный на укрытии источника паропылевой смеси, входной и выходной патрубки, фильтрующий элемент в виде вращающегося ротора с сетками в форме экспоноида вращения, орошаемыми жидкостью, поддон для шлама и устройство распределения жидкости. Устройство распределения жидкости выполнено в виде акустических форсунок. Форсунки состоят из корпуса с размещенным внутри стаканом и стержнем с коническим буртиком, кольца с конической поверхностью и распылителя, выполненного в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости. Резонатор выполнен в виде сферической полости, расположенной в теле центрального стержня. Сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика. Стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками. 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 SU 1000081 А1, 28.02.1983, (прототип), содержащий корпус, установленный на укрытии источника паропылевой смеси, входной и выходной патрубки, фильтрующий элемент в виде вращающегося ротора с сетками, орошаемыми жидкостью, устройство распределения жидкости, поддон для шлама.
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 вертикальном фильтре с вращающимися сетками, содержащем корпус, установленный на укрытии источника паропылевой смеси, входной и выходной патрубки, фильтрующий элемент в виде вращающегося ротора, имеющего форму экспоноида вращения и выполненного из двух нержавеющих сеток, орошаемых форсунками, поддон для шлама и орошаемую зону фильтра в виде коаксиальной цилиндрической обечайки, форсунки выполнены в виде акустических форсунок, каждая из которых состоит из корпуса с размещенным внутри стаканом и стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний с концентрическими кольцевыми щелями, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, закрепленный в корпусе посредством кольца и выполненный в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, соосно расположенного в стакане, соосном корпусу, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика, а стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.
На фиг.1 изображен общий вид вертикального фильтра с вращающимися сетками, на фиг.2 - общий вид акустической форсунки для распыливания жидкостей.
Вертикальный фильтр с вращающимися сетками представляет собой корпус в виде цилиндра высотой 1 м и диаметром 0,8 м, установленный на укрытии 8 источника паропылевой смеси 9. Фильтрующим элементом его является вращающийся ротор 1, имеющий форму экспоноида вращения и выполненный из двух нержавеющих сеток, орошаемых форсунками 4. На пути из укрытия до фильтрующего элемента паропылевая смесь проходит последовательно кольцевую завесу 5 стекающего в поддон 6 шлама и орошаемую зону фильтра 3 в виде коаксиальной цилиндрической обечайки. Укрупненные коагуляцией частицы входят в соприкосновение с фильтрующим элементом. Форма последнего рассчитана таким образом, что частицы под воздействием результирующей силы направляются на боковые стенки 2 фильтра, по которым стекают в поддон 6. Очищенный воздух через щель равномерного забора 7 выбрасывается в атмосферу.
Акустическая форсунка (фиг.2) содержит корпус 10 с размещенным внутри стаканом 21 и стержнем 19 с коническим буртиком 20, образующим генератор акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей 13 и 14. Кольцо 15 выполнено с конической поверхностью 16, связанной с корпусом 10, а распылитель с отверстиями для подачи жидкости 17 закреплен в корпусе 10 посредством кольца и выполнен в виде кольцевой полости 12, ограниченной цилиндрической гильзой с площадкой 18, в которой равномерно расположены отверстия 17 для подачи жидкости. Резонатор выполнен в виде, по крайней мере одной, сферической полости 25, расположенной в теле центрального стержня 19, соосно расположенного в стакане 21, соосном корпусу 10, причем сферическая полость 25 соединена калиброванным отверстием 26 с кольцевой щелью 14, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика 20, а стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 10 посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками 24. Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 14, образованной торцевыми плоскостями 22 стакана 21 и стержня 19 со стороны конической поверхности буртика 20, посредством установки между днищем стакана 21 и торцем стержня 19 со стороны, противоположной конической поверхности буртика 20, калиброванных прокладок 23, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.
Вертикальный фильтр с вращающимися сетками работает следующим образом.
Фильтрующим элементом его является вращающийся ротор 1, имеющий форму экспоноида вращения и выполненный из двух нержавеющих сеток, орошаемых акустическими форсунками 4, соединенными с подводящими соответственно газ и жидкость магистралями (см. фиг.1). На пути из укрытия до фильтрующего элемента паропылевая смесь проходит последовательно кольцевую завесу 5 стекающего в поддон 6 шлама и орошаемую зону фильтра 3. Укрупненные коагуляцией частицы входят в соприкосновение с фильтрующим элементом. Форма последнего рассчитана таким образом, что частицы под воздействием результирующей силы направляются на боковые стенки 2 фильтра, по которым стекают в поддон 6. Очищенный воздух через щель равномерного забора 7 выбрасывается в атмосферу. Такие фильтры устанавливаются в местах наибольшего выделения паропылевой смеси, например на перегрузочных узлах тракта возврата окатышей. Фильтры поместили на укрытиях перегрузочных узлов с удалением шлама через поддон, что позволило обойтись без часто выходящего из строя гидрозатвора. Вертикальное исполнение фильтров не мешало обслуживанию перегрузочных узлов и не требовалось применения подводящих воздуховодов, которые очень быстро засоряются налипающей пылью.
Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.
Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 11, где встречает на своем пути резонатор 25, выполненный в виде сферической полости, соединенной с кольцевой щелью 13 посредством калиброванного отверстия 26. В результате прохождения резонатора 25 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 кольцевую полость 12, из которого жидкость вытекает в виде пленки на площадку 18, 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 16 кольца 15. Основные параметры, влияющие на эффективность работы такой системы газоочистки: полнота заполнения живого сечения воздуховода водяным туманом; продолжительность контакта воды и воздуха; плотность водяного тумана. Акустические форсунки 2, применяемые для газоочистки выбросного воздуха, расходуют сжатого воздуха 0,6...0,8 м /мин и воды 1,5…2,2 л/мин. Создаваемый им водяной факел позволяет устанавливать их в воздуховодах диаметром до 600 мм. Нижние рабочие давления сред: воды - 1,5 атм; сжатого воздуха - 1,5…2 атм (0,15…0,2 МПа). Сжатый воздух подается по центральному каналу, а вода - по кольцевому каналу. С помощью акустических форсунок 2 достигаются высокие степень дробления воды, плотность частиц в факеле водяного тумана и стабильность работы системы газоочистки.
При начальной концентрации пыли 2,5×10-3 кг/м3 степень очистки фильтров составляла 98,6%.
1. Сетчатый вертикальный фильтр с акустическим распылом жидкости, содержащий корпус, установленный на укрытии источника паропылевой смеси, входной и выходной патрубки, фильтрующий элемент в виде вращающегося ротора с сетками, орошаемыми жидкостью, поддон для шлама и устройство распределения жидкости, отличающийся тем, что сетки вращающегося ротора имеют форму экспоноида вращения, а фильтр имеет орошаемую зону в виде коаксиальной цилиндрической обечайки, при этом устройство распределения жидкости выполнено в виде акустических форсунок, каждая из которых состоит из корпуса с размещенным внутри стаканом и стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний с концентрическими кольцевыми щелями, кольца с конической поверхностью, связанного с корпусом, и распылителя, закрепленного в корпусе посредством кольца и выполненного в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости, причем резонатор выполнен в виде по крайней мере одной сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, соосно расположенного в стакане, соосном корпусу, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика, а стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.
2. Сетчатый вертикальный 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 стакана и стержня со стороны конической поверхности буртика, посредством установки между днищем стакана и торцем стержня со стороны, противоположной конической поверхности буртика, калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.
