ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК B03C3/00 B01D35/06 

Изобретение относится к устройствам для очистки вентиляционных и технологических выбросов от загрязняющих компонентов и предназначено для использования в энергетике, химической, металлургической и других сферах промышленности.

Известен наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому устройству пылеуловитель, содержащий корпус, внутри которого размещены статор, выполненный в виде индуктора линейного асинхронного двигателя, ротор, выполненный из электропроводящего материала в виде тела вращения и установленный на воздушной подушке внутри статора конгруэнтно ему, устройство для создания завесы промывочной жидкости, ввод для промывочной жидкости, соединенный с источником положительного заряда, ввод для загрязненного газа, нижняя часть которого жестко связана с дополнительным неподвижным корпусом, размещенным внутри ротора и выполненным из неэлектропроводящего материала, выводы для очищенного и обогащенного пылью газа, при этом дополнительный неподвижный корпус снабжен в верхней части электропроводящим бандажом, соединенным с источником положительного заряда.

Это устройство выбрано нами в качестве прототипа.

Недостатки указанного пылеуловителя заключаются в больших энергетических потерях на преодоление трения ротора о корпус и при подъеме ротора на воздушную подушку, возникающих при пуске ротора, а также в возможном перекосе и поломке ротора и других конструктивных элементов при пуске из-за возникающих на малых скоростях вращения радиальных перемещений ротора, обусловленных неравномерностями распределения воздуха в воздушном подвесе и электромагнитных усилий в роторе.

Технический результат изобретения устранение отмеченных недостатков в разработанной конструкции пылеуловителя.

Это достигается тем, что в пылеуловителе, содержащем корпус, внутри которого размещены статор, выполненный в виде индуктора линейного асинхронного двигателя, ротор, выполненный из электропроводящего материала в виде тела вращения и установленный на воздушной подушке внутри статора конгруэнтно ему, вводы для загрязненного газа и промывочной жидкости, выводы для очищенного и обогащенного пылью газа, согласно изобретению, дополнительно установлена система предварительного подъема ротора, включающая элементы из металла с памятью формы, закрепленные на нижней внутренней стенке корпуса и снабженные устройством для изменения их температуры, например, электрическим нагревателем.

Технический результат достигается также тем, что по меньшей мере, одна из поверхностей контакта ротора и элементов из металла с памятью формы покрыта материалом с низким коэффициентом трения.

Технический результат достигается также тем, что на верхней части элементов с памятью формы установлены шаровые опоры.

На фиг. 1 показано устройство для очистки газов, продольный разрез; на фиг. 2 элемент из металла с памятью формы с установленной на нем шаровой опорой.

Пылеуловитель (фиг. 1) содержит корпус 1, внутри которого размещен статор в виде индуктора 2 линейных асинхронных двигателей (в дальнейшем, ЛАД), ротор в виде индуктора 2 линейных асинхронных двигателей (в дальнейшем, ЛАД), ротор 3, элементы 4 из металла с памятью формы (в дальнейшем ЭМПФ), жестко закрепленные в приливах корпуса 1 и снабженные устройством для изменения их температуры в виде электрических нагревателей 5, воздуховод 6 для создания воздушного подвеса ротора 3, ввод 7 загрязненного газа, ввод 8 промывочной жидкости, вывод 9 очищенного газа, выводы 10 обогащенного пылью газа. Направление движения воздуха для создания воздушного подвеса ротора показано стрелками 11.

На фиг. 2 показан ЭМПФ 4 с установленной на его верхней части шаровой опорой 12. Остальные позиции соответствуют фиг. 1.

Пылеуловитель работает следующим образом. Известно, что по достижении некоторой критической температуры металл с памятью формы принимает определенную, наперед заданную геометрическую форму. При уменьшении температуры ниже критической величины, геометрическая форма металла возвращается к первоначальной. Таким образом, металл с памятью формы представляет собой структуру с двумя устойчивыми состояния, которые обозначим цифрами 1 (исходное состояние) и 1 (состояние при температуре выше критической). Описанный процесс характеризуется малой инерционностью, высокой чувствительностью к изменению температуры (1-5^oC) и большим рабочим усилием (до нескольких тысяч кг/см²). Кроме того, металл выдерживает несколько миллионов рабочих циклов без видимых отклонений от заданных геометрических параметров. Температура начала восстановления формы зависит от свойств металла с памятью, а точнее от компонентов, входящих в сплав. Например, у никелида титана Т46Н54 восстановление формы начинается при 75^oC, а у никелида титана Т45Н55 при 35^oC. Широко известны устройства, в которых применяются детали из металлов с памятью формы.

В предлагаемой конструкции размеры и форма ЭМПФ 4 подобраны таким образом, что в состоянии 1 их верхние (по фиг. 1) концы находятся заподлицо с обращенной к ротору 3 стенкой корпуса 1, а в состоянии 1 выступают над стенкой корпуса 1 на заданный размер.

Перед пуском ротора 3 нагреватели 5 подключаются к источнику напряжения, при этом ЭМПФ 4 нагреваются, переходят в состояние 11, их верхние концы упираются в нижнюю поверхность ротора 3, в результате чего ротор 3 приподнимается над корпусом 1 на заданную высоту, достаточную для нормального функционирования воздушного подвеса и фиксируется от радиальных перемещений. Затем через воздуховод 6 подается воздух, и ротор 3 садится на воздушную подушку, при этом, поскольку между ротором 3 и корпусом 1 имеется некоторый зазор, компенсирующий неравномерное распределение воздуха в воздушной подушке, и так как ЭМПФ 4 фиксируют ротор 3 от радиальных перемещений, то посадка ротора на подушку происходит с меньшими потерями энергии и без радиальных смещений. После этого обмотки индукторов 2 подключаются к источнику многофазного переменного напряжения и создают бегущее магнитное поле, которое наводит в электропроводящем роторе 3 вихревые ЭДС и токи, взаимодействующие с этим полем, в результате чего создается вращающий момент, и ротор 3 начинает вращаться. На малых частотах вращения из-за неравномерного распределения вращающего момента в роторе, обусловленного структурой статора, возможно возникновение сил, стремящихся сместить ротор 3 в радиальном направлении. ЭМПФ 4, фиксируя ротор от радиальных перемещений, компенсируют силы.

По достижении ротором 3 определенной частоты вращения, нагреватели 4 отключаются от источника напряжения, ЭМПФ 4 остывают и переходят в состояние 1. Основной процесс очистки газов от пыли происходит так же, как в прототипе. По окончании работы перед снятием напряжения с обмоток индуктором 2 ЭМПФ 4 переводятся в состояние 11 путем подключения нагревателей 5 к источнику напряжения. После снятия напряжения с обмоток индукторов 2 и уменьшения частоты вращения ротора 3 также возможны его радиальные перемещения, которые компенсируются ЭМПФ 4 как описано выше.

Покрытие, по меньшей мере, одной из поверхностей контакта ротора и элементов из металла с памятью формы материалом с низким коэффициентом трения, например, фотопластом, способствует снижению энергетических потерь на преодоление сил трения, возникающих при возможных соприкосновениях ротора 3 и ЭМПФ 4 при пуске.

Шаровые опоры 12, размещенные на верхней части ЭМПФ 4, также предназначены для снижения потерь на преодоление сил трения при пуске ротора 3.

Использование изобретения: очистка вентиляционных и технологических выбросов от загрязняющих компонентов в энергетике, химической, металлургической и других сферах промышленности. Сущность изобретения: пылеуловитель содержит корпус 1, внутри которого размещены статор 2, выполненный в виде индуктора линейного асинхронного двигателя, и ротор 3, выполненный из электропроводящего материала в виде тела вращения и установленный на воздушной подушке внутри статора, конгруэнтно ему, вводы 7 и 8 для загрязненного газа и промывочной жидкости соответственно, выводы 9 и 10 для очищенного и обогащенного пылью газа соответственно, а также систему предварительного подъема ротора 3, включающую элементы 4 из металла с памятью формы, жестко закрепленные на стенке корпуса 1 и снабженные устройством для изменения их температуры, например, электрическим нагревателем 4. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пылеуловитель, содержащий корпус, внутри которого размещены статор, выполненный в виде индуктора линейного асинхронного двигателя, ротор, выполненный из электропроводящего материала в виде тела вращения и установленный на воздушной подушке внутри статора конгруэнтно ему, вводы для загрязненного газа и промывочной жидкости, выводы для очищенного и обогащенного пылью газа, отличающийся тем, что пылеуловитель дополнительно содержит систему предварительного подъема ротора, включающую элементы из металла с памятью формы, жестко закрепленные на стенке корпуса и снабженные устройством для изменения их температуры. 2. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из поверхностей контакта ротора и элементов из металла с памятью формы покрыта материалом с низким коэффициентом трения. 3. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что на верхней части элементов с памятью формы установлены шаровые опоры. 4. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что устройство для изменения температуры элементов с памятью формы выполнено в виде электрического нагревателя.