ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК B01D45/00 

Изобретение относится к области отделения дисперсных частиц от газов с использованием центробежных сил и может быть использовано для очистки воздуха в любой отрасли промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности пылеулавливания.

Поставленная цель достигается тем, что в пылеуловителе содержащем корпус, входной, выходной, пылевыпускной патрубки, инерционный отделитель, акустический излучатель, а также канал с внешней и внутренней стенками, образованными соответственно корпусом и инерционным отделителями, согласно изобретению акустический излучатель выполнен в виде крышки корпуса, а формы внешней и внутренней стенок канала описываются соответственно следующими уравнениями:
y 4,2 + 0,286x + 1,89 • 10^-4x³ + 4,259 • 10^-9x⁵
y 0,94x + 5,24 • 10^-2x³ + 9,89• 10^-5x⁵,
где y центральная ось аппарата;
х скорость абсцисс.

Сущность изобретения заключается в оптимизации формы корпуса и инерционного отделителя для создания максимального эффективного и плавного распространения пылевоздушной смеси и звуковых колебаний по кольцевому каналу, заключенному между ними.

Сравнение технических решений с прототипом позволило установить их соответствие критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа не были найдены и поэтому обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На чертеже показан предлагаемый пылеуловитель в разрезе, вид спереди.

Пылеуловитель состоит из корпуса 1, входного 2, выхлопного 3 и пылевыпускного 4 патрубков. Инерционный отделитель 5 расположен коаксиально корпусу 1, состоит из жалюзей 6 и представляет собой усеченный конус, образующая которого описывается уравнением:
y 4,2 + 0,286x + 1,89•10^-4x³ + 4,259•10^-9x⁵,
где y центральная ось корпуса;
х ось абсцисс, нулевая точка которой совпадает с вершиной конуса.

Крышкой аппарата служит акустический излучатель 7, состоящий из штуцера 8 для подачи сжатого воздуха, камеры сжатого воздуха 9, сопел 10 (их количество может быть от 20 до 40 в зависимости от мощности сирены), служащих для прохождения сжатого воздуха из камеры сжатого воздуха 9 в корпус аппарата 1. Внутренняя поверхность корпуса 1, обращенная в звуковой канал 11, образованный корпусом 1 и инерционным отделителем 5 состоит из конической части 12 и части 13, описываемой уравнением
y 0,94x + 5,24• 10^-2x³ + 9,89• 10^-5x⁵,
где y центральная ось корпуса 1 аппарата;
х ось абсцисс.

Пылеуловитель работает следующим образом.

Через входной патрубок 2 тангенциально вводится пылевоздушная смесь в корпус 1 аппарата в канал 11, где совершает винтообразное движение сверху вниз, при котором под действием центробежных сил происходит его очистка известным способом. Вторичная очистка воздуха происходит при прохождении воздуха сквозь щели инерционного отделителя 5, где воздух совершает резкий поворот на угол больший 90^o, но меньший 180^o. Частицы пыли, содержащиеся в нем за счет своей инерции совершают угол еще меньший, ударяются при этом о жалюзи 6 инерционного отделителя 5 или отскакивают от них в наружной стенке корпуса 1 или скользят по ним вниз к пылевыпускному патрубку 4. Отделившиеся же твердые частицы вдоль внутренней поверхности 13 и 12 корпуса 1 скользят тоже вниз (винтообразно) к пылевыпускному патрубку 4, откуда выводятся наружу. Мелкодисперсная же пыль проскакивает вместе с воздухом сквозь щели инерционного отделителя 5 в выхлопной патрубок 3, чем снижает эффективность улавливания пыли.

Для коагуляции мелкодисперсной пыли сжатый воздух из сети (0,3 0,4 МПа) через штуцер 8 передается в камеру сжатого воздуха 9 акустического излучателя 7, откуда через отверстие 10, попадает в звуковой канал 11, образованный корпусом 1 и инерционным отделителем 5, где распространяются звуковые колебания в направлении к пылевыпускному патрубку 4. В результате происходит коагуляция (укрупнение) мелкодисперсных частиц пыли в канале 11 корпуса 1.

Корпус 1 представляет собой сборно-сварную конструкцию, состоящую из части 13, описываемой степенным рядом и конической части 12, внутри которых происходит коагуляция частиц пыли и очистка воздуха от нее, поэтому от формы его внутренней поверхности 13 зависит траектория дальнейшего движения, как акустического поля, так и пылевоздушной смеси.

Проиллюстрируем процесс определения защищаемой нами функции, описывающей форму образующей внутренней поверхности 13 корпуса 1.

Нами были испытаны 7 форм образующих внутреннюю поверхность 13 корпуса 1:
первая конус
вторая квадратическая функция
третья степенная функция
четвертая парабола
пятая гипербола
шестая прототип цилиндро-конический
седьмая степенной ряд
Испытания проводились на экспериментальном стенде Львовского политехнического института на стандартной кварцевой пыли с медианным размером 32 и 50 мкм.

Инерционный отделитель 5 во всех случаях выполнен в виде усеченного конуса.

Пpеимущества пpедлагаемой констpукции части 13 коpпуса 1 очевидны, что объясняется наибольшим благоприятствием всякому движению, как акустического поля, так и пылевоздушного потока.

Для создания оптимальных условий истечению звуковых колебаний движению пылевоздушной смеси в канале 11 (канал 11, образован частью 13 корпуса 1 и инерционным отделителем 5, а длина его равна высоте инерционного отделителя 5) важным вопросом является фоpма самого канала 11. Форма канала 11 опpеделяется формой части 13 корпуса 1 (мы ее определили выше) и формой образующей инерционного отделителя 5.

Было испытано восемь типов конструкций инерционного отделителя 5, форма образующих которых задавалась следующими уравнениями:
первая квадратичной функцией
вторая степенной функцией
третья параболой Нейля
четвертая гиперболой
пятая степенным рядом
шестая степенным рядом
седьмая прототип ступенчатый
восьмая усеченный корпус.

Испытания проводились на экспериментальном стенде Львовского политехнического института на стандартной кварцевой пыли с медианным диаметром 32 и 50 мкм.

Образующая части 13 корпуса 1 описана выше доказанным степенным рядом.

Преимущества предлагаемой нами формы инерционного отделителя 5 очевидны.

Сущность изобретения: в пылеуловителе, содержащем корпус, входной, выходной и пылевыпускной патрубки, инерционный отделитель и акустический излучатель, согласно изобретению, крышкой аппарата служит акустический излучатель, а процессы очистки воздуха от пыли происходят в канале, образованном корпусом аппарата, форма которого описывается степенным рядом: y = 4,2 + 0,286 x + 1,89•10^-4x³ + 4,259 • 10^-9x⁵ и инерционным отделителем, образующаяся которого описывается уравнением: y = 0,94 x 15,24•10^-2x^-3 + 9,89•10^-5x⁵, где: y - центральная ось аппарата, х - ось абсцисс. 1 ил, 2табл.

Пылеуловитель, содержащий корпус, входной, выходной и пылевыпускной патрубки, инерционный отделитель акустический излучатель, а также канал с внешней и внутренней стенками, образованными соответственно корпусом и инерционным отделителем, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности процесса пылеулавливания, акустический излучатель выполнен в виде крышки корпуса, а формы внешней и внутренней стенок канала описывают соответственно следующими уравнениями
Y 4,2 + 0,286х + 1,89• 10^- 4 x³ + 4,259•10^- 9х⁵;
X 0,94х + 5,24•10^- 2х³ + 9,89•10^- 5х⁵,
где Y центральная ось аппарата;
X ось абсцисс.