ТУРБОСЕПАРАТОР Российский патент 1995 года по МПК B01D45/14 

Изобретение относится к устройствам для очистки газов от твердых и жидких частиц и может быть использовано в теплоэнергетике для очистки дыма от твердых частиц, в газовой промышленности, а также в других отраслях техники, где требуется высокая степень очистки газов при больших его расходах и высокая абразивная стойкость.

Известен турбосепаратор, содержащий корпус с камерой отвода отсепарированных продуктов, завихритель, направляющий и спрямляющий аппараты и свободновращающуюся крыльчатку.

Недостатками такого сепаратора являются уменьшение эффективности очистки газа при увеличении его расхода, так как приходится увеличивать габариты турбосепаратора и снижение эффективности разделения фаз в результате повышения веерности и увеличения относительного шага рабочей решетки (вероятность - это увеличение расстояния между лопатками в радиальном направлении от центра). Кроме того, снижена абразивная стойкость крыльчатки, особенно носков ее лопаток, так как они подвергаются лобовому удару абразивных частиц.

Целью изобретения является увеличение степени очистки газов и защита от абразивного износа.

Указанная цель достигается тем, что в турбосепараторе, содержащем корпус с камерой отвода отсепарированных продуктов, свободно вращающуюся крыльчатку, направляющий и спрямляющий аппараты, крыльчатка и спрямляющий аппарат выполнены многоконтурными. Каждый их контур ограничен по своей периферии полым бандажом. Бандажи соответствующих контуров крыльчатки и спрямляющего аппарата образуют между собой кольцевые щели. Полости бандажей спрямляющего аппарата сообщены каналами с камерой отвода отсепарированных продуктов. Бандажи крыльчатки у передней кромки на меньшем своем диаметре имеют кольцевых канавки с тангенциальными форсунками, направленными в сторону вращения крыльчатки. Каждая лопатка крыльчатки имеет в носке, со стороны сепарирующей поверхности, продольную канавку, поперечное сечение которой уменьшается от корня лопатки к ее периферии. При этом количество лопаток в каждом контуре увеличивается по мере удаления контура от оси турбосепаратора. Канавки лопаток крыльчатки и тангенциальные форсунки соединены каналами с магистралью подачи к ним жидкости.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый турбосепаратор; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Турбосепаратор содержит корпус 1 с камерой 2 отвода отсепарированных продуктов, направляющий аппарат 3, многоконтурный спрямляющий аппарат 4, многоконтурную свободно вращающуюся крыльчатку 5. Контуры крыльчатки 5 ограничены по периферии бандажами 6, имеющими у передней кромки на меньшем своем диаметре кольцевые канавки 7 с тангенциальными форсунками 8, направленными в сторону вращения крыльчатки 5. В контурах крыльчатки 5 установлены лопатки 9, количество которых в каждом более удаленном от оси контуре больше, чем в предыдущем (см. фиг. 2). В носке каждой лопатки 9, со стороны ее сепарирующей поверхности, выполнена продольная канавка, поперечное сечение которой уменьшается от корня к периферии. Канавки 10 лопаток 9 и форсунки 8 соединены каналами 11 с магистралью 12 подачи к ним жидкости. Контуры спрямляющего аппарата 4 ограничены полыми бандажами 13, полости которых сообщены каналами 14 с камерой 2 отвода отсепарированных продуктов. Бандажи соответствующих контуров крыльчатки 5 и спрямляющего аппарата 4 образуют по периферии кольцевые щели 15.

Турбосепаратор работает следующим образом.

Запыленный газ через направляющий аппарат 3, где он закручивается и разгоняется, поступает в многоконтурную крыльчатку 5, вращая ее. Одновременно по каналам 11 из магистрали 12 поступает жидкость через форсунки 8 в кольцевые канавки 7 бандажей 6 крыльчатки 5 и канавки 10 лопаток 9. Так как поперечное сечение канавок 10 лопаток 9 уменьшается от корня лопаток к их периферии и канавки смещены в сторону сепарирующей поверхности, то жидкость выжимается из канавки 10 на поверхность носка лопатки 9 и относится газовым потоком на сепарирующую поверхность лопаток 9, одновременно защищая носок лопаток 9 от абразивного износа и образуя на сепарирующей поверхности лопаток 9 пленку жидкости. Частицы пыли, выпадающие на сепарирующую поверхность лопаток 9, захватываются этой пленкой и отводятся к периферии контуров, где по конической поверхности бандажей 6 транспортируются пленкой, образованной при подаче жидкости через тангенциальные форсунки 8 в кольцевые канавки 7 бандажей 6. Пленка транспортирует частицы к кольцевой щели 15. Далее через кольцевые щели 15, образованные бандажами 6 и 13, отсепарированные в контурах крыльчатки 5 частицы отводятся жидкостью в полые бандажи 13 спрямляющего аппарата 4 и по каналам 14 спрямляющего аппарата через камеру 2 отвода отсепарированных продуктов выводятся из турбосепаратора. Очищенный в контурах крыльчатки 5 газ, пройдя через спрямляющий аппарат 4, выходит из турбосепаратора.

Предлагаемая конструкция турбосепаратора с ростом его габаритов позволяет не увеличивать расстояния между лопатками, что исключает отрицательный эффект увеличения веерности и относительного шага лопаток при больших расходах очищаемого газа. Канавка переменного сечения вдоль носка лопатки со стороны ее сепарирующей поверхности при истечении по ней жидкости позволяет создать пленку на носке лопатки, где происходит лобовой удар абразивных частиц о поверхность лопатки. Такое конструктивное решение защищает от абразивного износа крыльчатку турбосепаратора. Образование равномерной транспортирующей пленки по периферии контуров крыльчатки с помощью тангенциальных форсунок и канавок в бандажах обеспечивает интенсивный отвод отсепарированных в контурах крыльчатки частиц через кольцевые щели и полые бандажи спрямляющего аппарата.

Использование: в теплоэнергетике для очистки дыма от твердых частиц, в газовой промышленности. Сущность изобретения: свободно вращающаяся крыльчатка 5 и спрямляющий аппарат 4 выполнены многоконтурными. Каждый их контур по своей периферии ограничен полым бандажем. Бандажи соответствующих контуров образуют между собой кольцевые щели. Количество лопаток в каждом контуре крыльчатки увеличивается по мере удаления контура от оси турбосепаратора. Каждая лопатка 9 имеет в носке со стороны сепарирующей поверхности продольную канавку 10, сечение которой уменьшается от корня лопатки к периферии. Бандажи 6 крыльчатки у передней кромки на меньшем своем диаметре имеют кольцевые канавки 7 с тангенциальными форсунками 8, направленными в сторону вращения крыльчатки. Канавки лопаток и тангенциальные форсунки соединены каналами 11 с магистралью 12 подачи к ним жидкости. Полости бандажей 13 спрямляющего аппарата 4 сообщены каналами 14 с камерой 2 отвода от сепарированных продуктов. 3 ил.

ТУРБОСЕПАРАТОР, содержащий корпус с камерой отвода отсепарированных продуктов, направляющий и спрямляющий аппараты, свободно вращающуюся крыльчатку, отличающийся тем, что крыльчатка и спрямляющий аппарат выполнены многоконтурными и контуры их по периферии ограничены полыми бандажами, образующими между собой кольцевые щели соответствующих контуров, причем количество лопаток крыльчатки увеличивается в каждом контуре по мере удаления его от оси, а носок каждой лопатки имеет продольную, смешенную в сторону сепарирующей поверхности канавку, поперечное сечение которой уменьшается от корня лопатки к ее периферии, при этом бандажи крыльчатки имеют у передней кромки на меньшем своем диаметре кольцевые канавки с тангенциальными форсунками, направленными в сторону вращения крыльчатки, которые как и канавки лопаток соединены каналами с магистралью подачи к ним жидкости, а полости бандажей спрямляющего аппарата соединены каналами с камерой отвода отсепарированных продуктов.