МОБИЛЬНЫЙ ПЫЛЕОТСАСЫВАЮЩИЙ АППАРАТ Российский патент 1994 года по МПК A47L5/00 

Изобретение относится к технике очистки технологических выбросов от твердых частиц, а также обеспыливания промышленного оборудования и помещений. Объектом изобретения является мобильный пылеотсасывающий аппарат, предназначенный, в частности для использования с промышленным оборудованием, характеризующимся высоким уровнем твердых частиц в технологических выбросах при относительно небольшом коэффициенте использования, например с заточными и шлифовальными станками.

Широко известные стационарные установки для очистки технологических выбросов, используя многоступенчатые системы, включающие циклоны, центробежныфе роторные сепараторы, фильтры и т.п. устройства, способны обеспечить высокую степень очистки. Однако они требуют значительных капитальных затрат и больших эксплуатационных расходов, а поэтому их применение экономически целесообразно для промышленного оборудования, характеризующегося высоким коэффициентом использования.

Известны стационарные установки модульного типа, в частности пылеотсасывающий аппарат, содержащий коллекторную насадку, двухступенчатый сепаратор с гравитационным и циклонным пылеотделителями, блок пластинчатых фильтров и всасывающий насосный модуль, связанные последовательно воздуховодами. Такая установка благодаря модульному исполнению требует относительно малых капзатрат, обладает хорошей транспортабельностью и удобством в обслуживании. Однако использование гравитационного пылеотделителя и блока пластинчатых фильтров приводит к увеличению общей площади и металлоемкости такой установки. При этом установка является недостаточно мобильной и не может быть использована с колесным шасси для очистки станочного оборудования и промышленных помещений.

Известны мобильные аппараты для очистки промышленных помещений и оборудования от отложений пыли (промышленные пылесосы), включающие последовательно установленные устройства для пылеулавливания различных типов. В частности известны пылесосы, содержащие плоский фильтр для грубой очистки от крупных легких частиц, циклон и плоский фильтр для тонкой очистки, циклон и плоский фильтр, два центробежных роторных сепаратора для последовательной очистки от тяжелых и легких частиц. В большинстве таких известных аппаратов в качестве побудителей для организации движения воздуха используются вентиляторы, которые обеспечивают прокачку воздуха с большим расходом, но низкими скоростью и напором. Это ограничивает возможности использования таких аппаратов сбором пыли, а их эффективность для очистки технологических выбросов, особенно при высоком уровне выделения тяжелых твердых частиц недостаточна.

Известны мобильные аппараты, используемые как для очистки промышленного оборудования и помещений, так и для очистки от пылевыделений технологических выбросов, в которых в качестве побудителя установлен нагнетатель, создающий высокоскоростной поток воздуха с большим напором. Один из таких мобильных пылеотсасывающих аппаратов, содержащий подвижное шасси, на котором установлены связанные с заборной насадкой нагнетатель в виде турбокомпрессора, циклонный пылеотделитель и фильтры является ближайшим аналогом изобретения.

В предлагаемом аппарате благодаря большому напору обеспечивается глубокая очистка воздуха от различных фракций твердых частиц за счет его пропускания через циклонный пылеотделитель и фильтры, в качестве которых использованы рукавные фильтры. Однако последние занимают относительно большую площадь, неудобны в обслуживании и обладают повышенным аэродинамическим сопротивлением, что увеличивает расход потребляемой энергии. Кроме того, в ближайшем аналоге нагнетатель расположен на входе тракта прохождения воздуха перед циклонным пылеотделителем, а это при прохождении через его турбинную решетку твердых частиц снижает эксплуатационную продолжительность и может привести к поломкам ее лопаток. При этом ближайший аналог, несмотря на его потенциальные возможности, предназначен для очистки поверхностей, что ограничивает его функции.

В основу изобретения поставлена задача создания мобильного пылеотсасывающего аппарата с универсальными функциями, в котором сочетание побудителя и устройств очистки воздуха от твердых частиц обеспечивало бы при высокой степени очистки и эксплуатационной надежности минимальные габариты удобство обслуживания и низкий расход потребляемой энергии.

Для этого в мобильном пылеотсасывающем аппарате, содержащем установленные на подвижном шасси нагнетатель в виде турбокомпрессора, циклонный пылеотделитель и фильтры, сообщенные с заборной насадкой, циклонный пылеотделитель установлен по ходу воздушного потока перед нагнетателем, сообщаясь со сменной заборной насадкой, а на одном валу с нагнетателем, сообщаясь с ним входным отверстием, установлен центробежный роторный сепаратор с радиальным и осевым выходами, первый из которых сообщен с входом другого циклонного пылеотделителя, а второй - с выходным каналом вокруг приводного электродвигателя, при этом выпускные отверстия второго циклонного пылеотделителя и выходного канала перекрыты плоскими фильтрами.

Такое решение за счет использования центробежного роторного сепаратора и направления его загрязненного потока в дополнительный циклонный пылеотделитель позволяет исключить использование рукавных фильтров и создать компактный мобильный аппарат, удобный в обслуживании и имеющий относительно низкое аэродинамическое сопротивление. Вместе с тем использование трехступенчатой очистки воздуха позволяет достигнуть высокой степени его чистоты и исключить загрязнение рабочего помещения, а использование сменной насадки позволяет создать универсальный аппарат, обеспечивающий как очистку поверхностей промышленного оборудования и помещений, применяя коллекторную насадку, так и очистку технологических выбросов, применяя вытяжной колпак. При этом расположение циклонного пылеотделителя перед нагнетателем, способствуя достижению указанных качеств, позволяет также повысить эксплуатационную надежность турбинной решетки нагнетателя. Предпочтительно, чтобы в мобильном аппарате циклонные пылеотделители были выполнены в виде мультициклонов. Это позволяет дополнительно повысить компактность аппарата. Целесообразно также, чтобы циклонные пылеотделители, а также блок нагнетателя с центробежным роторным сепаратором и приводным электродвигателем были выполнены в виде отдельных модулей, что увеличивает удобство в эксплуатации. При этом предпочтительно, чтобы циклонные пылеотделители в виде мультициклонов были расположены на одном верхнем ярусе, а блок нагнетателя с центробежным роторным сепаратором и приводным электродвигателем были расположены на нижнем ярусе. Это позволяет обеспечить более надежную виброизоляцию указанного блока.

На чертеже представлен мобильный пылеотсасывающий аппарат, общий вид.

Аппарат содержит колесное шасси 1, на котором установлены устройства для очистки твердых частиц воздушного потока, забираемого сменной насадкой 2. Сменной насадкой 2 может быть вытяжной колпак, устанавливаемый над зоной пылевыделения станка, например заточного или шлифовального, а также коллектор для сбора пыли с частей такого станка или пола рабочего помещения. Шасси может быть оснащено гибкой шарнирной стрелой или другими подобными известными средствами для установки насадки в нужное положение (не показаны).

Сменная насадка 2 гибким рукавом 3 соединена с циклонным пылеотделителем 4, выполненным в виде мультициклона с радиальным входом, винтовыми лопастями для закручивания входящего воздушного потока и общим бункером для сбора отделившихся от потока твердых частиц. Выходное отверстие мультициклона 4 сообщено с входом нагнетателя 5, выполненного в виде турбокомпрессора с одноступенчатой турбинной решеткой, приводимой во вращение высокоскоростным, примерно 7000 оборотов в 1 мин, электродвигателем 6 и тем самым обеспечивающей движение воздушного потока с высокими скоростью примерно на 50 м/с и напором примерно 2000 Па.

Между нагнетателем 5 и приводным электродвигателем 6 на общем приводном валу установлен центробежный роторный сепаратор 7 с радиальным и осевым выходными отверстиями, основным функциональным элементом которого является осерадиальная многоступенчатая лопастная решетка. Входное отверстие сепаратора 7 сообщено с выходом нагнетателя 5, а осевое выходное отверстие - с каналом 8 вокруг приводного электродвигателя 6. Радиальное выходное отверстие сепаратора 7 сообщено с входом второго циклонного пылеотделителя 9, который выполнен, как и первый, в виде мультициклона с радиальным входом, винтовыми лопастями для закручивания входящего воздушного потока и общим бункером для сбора пыли.

Выходные отверстия мультициклона 9 и канала 8 вокруг электродвигателя 6 перекрыты плоскими фильтрами 10 и 11, соответственно укрепленными в этих отверстиях с помощью быстроразъемных соединений.

Система пылеотделения выполнена в виде модульной сборочной структуры, частями которой является модуль первого мультициклона 4, второго мультициклона 9 и модульный блок нагнетателя 5, сепаратора 7, электродвигателя 6 и канала 8. При этом мультициклоны 4 и 9 расположены на втором верхнем ярусе шасси 1, а блок нагнетателя 5, сепаратора 7, электродвигателя 6 и канала 8 - на первом, нижнем ярусе шасси 1, при этом указанный блок установлен на раме шасси 1 через виброизоляционные средства 12.

Мобильный аппарат работает следующим образом.

Если необходимо обеспечить очистку рабочей зоны, например шлифовального станка, к нему подводится аппарат и сверху устанавливается сменная насадка 2 в виде вытяжного колпака. Если требуется очистить от пыли сам станок или пол помещения, в качестве сменной насадки используется коллектор, который либо располагается свободно для ручного манипулирования, либо устанавливается на шасси аппарата заборным отверстием, направленным вниз.

При включении электродвигателя 6 приводятся во вращение турбинная решетка нагнетателя 5 и лопастная решетка сепаратора 7. Воздух с твердыми частицами с большой скоростью всасывается сменной насадкой 2 и поступает в первый мультициклон 4, в котором из воздушного потока отделяются наиболее тяжелые твердые частицы. Далее воздушный поток, проходя через нагнетатель 5, поступает в сепаратор 7, где этот поток разделяется на радиальный и осевой. Радиальный поток, загрязненный оставшимися относительно крупными фракциями тяжелых и легких частиц, поступает во второй мультициклон 9, в котором происходят отделение этих частиц и их осаждение в бункер. Выходящая из мультициклона 9 часть воздушного потока проходит через плоский фильтр 10 и освобождается от оставшихся в нем наиболее легких и мелких частиц. Осевой поток, выходящий из сепаратора 7 и составляющий примерно 80% общего воздушного потока, поступает в канал 8 и, обтекая электродвигатель 6, проходит к другому плоскому фильтру 11, освобождаясь от оставшихся в нем наиболее легких и мелких частиц.

Изобретение предназначено для очистки от пыли выбросов промышленного оборудования, а также для очистки его поверхностей и производственных помещений. Сущность изобретения: аппарат содержит установленные на подвижном шасси нагнетатель в виде турбокомпрессора, циклонные пылеотделители и плоские фильтры, сообщенные с заборной насадкой. При этом в систему очистки дополнительно введен центробежный роторный сепаратор, закрепленный на одном валу с нагнетателем и имеющий радиальный выход загрязненного потока, сообщающийся с одним из циклонных пылеотделителей, и осевой выход в канал вокруг приводного электродвигателя. Другой циклонный пылеотделитель расположен по ходу воздушного потока перед нагнетателем и входом сообщается со сменной насадкой. Циклонные пылеотделители выполнены в виде мультициклонов и представляют собой отдельные конструкционные модули так же, как и блок нагнетателя, сепаратора и электродвигателя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. МОБИЛЬНЫЙ ПЫЛЕОТСАСЫВАЮЩИЙ АППАРАТ, содержащий заборную насадку и подвижное шасси, на котором установлены сообщающиеся с заборной насадкой нагнетатель в виде турбокомпрессора с электродвигателем, циклонный пылеотделитель и фильтры, отличающийся тем, что он снабжен центробежным роторным сепаратором с входным и двумя выходными, радиальным и осевым, отверстиями и дополнительным циклонным пылеотделителем, роторный сепаратор установлен на общем приводном валу с нагнетателем и расположен за ним по ходу воздушного потока, первый циклонный пылеотделитель расположен по ходу воздушного потока перед нагнетателем, при этом входное отверстие этого циклонного пылеотделителя непосредственно связано с заборным насадком, входное отверстие сепаратора сообщено с выходным отверстием нагнетателя, радиальное выходное отверстие сепаратора - с входом дополнительного циклонного пылеотделителя, а осевое - с выпускным каналом, в котором расположен электродвигатель, причем фильтры выполнены плоскими и установлены на выходе воздушного потока из дополнительного циклонного пылеотделителя и выпускного канала. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что циклонные пылеотделители представляют собой мультициклоны. 3. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что мультициклоны и блок нагнетателя с центробежным роторным сепаратором и приводным электродвигателем выполнены в виде отдельных сборочных модулей, при этом мультициклоны расположены над блоком нагнетателя с сепаратором и электродвигателем.