ТУРБОСЕПАРАТОР Российский патент 1997 года по МПК B01D45/14 

Изобретение относится к очистке воздуха и газов от механических примесей и может быть использовано при очистке промышленных газовых выбросов.

Известен механический сепаратор, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, вращающееся сепарационное колесо с радиальными лопатками, установленное на валу. На лопатках сепарационного колеса установлен перфорированный бандаж и над ним улавливающая камера в виде двух усеченных конусов. Сепаратор предназначен для отделения капель влаги из потока газа. Недостатком донного механического сепаратора является то, что лопатки сепарационного колеса выполнены в виде пластин, из-за чего большая часть капель влаги уносится потоком из межлопаточных каналов колеса, не оседая на поверхность лопаток. Указанная причина обусловливает недостаточно высокую эффективность удаления влаги этим сепаратором [1]
Известен дымосос-золоуловитель, содержащий корпус, внутри которого размещены направляющий аппарат и рабочее колесо дымососа. На входе в дымосос размещен улиточный золоуловитель, где происходит отделение частиц пыли. Из золоуловителя частицы подаются в выносной циклон, откуда очищенный газ по тракту рециркуляции отсасывается дополнительной крыльчаткой, установленной на одном валу с рабочим колесом дымососа. Из крыльчатки газ снова возвращается в улитку. Недостатком дымососа-золоуловителя является невысокая эффективность отделения пылевых частиц из газа, так как для процессов сепарации не используется вращающийся лопаточный аппарат, создающий интенсивное поле центробежных сил [2]
Известен турбосепаратор для отделения капель влаги из пара в энергетических турбинных установках. Аналогичная конструкция турбосепаратора может быть использована для удаления дисперсных частиц из запыленных газов.

Турбосепаратор имеет рабочее колесо с лопатками, имеющими несколько точек перегиба. Лопатки образуют межлопаточные каналы жалюзийной формы. За счет многократного поворота потока в межлопаточных каналах капли влаги под действием центробежных сил сепарируются. Повышенная сепарирующая способность турбосепаратора данной конструкции обеспечивается жалюзийной формой межлопаточных каналов и большой поверхностью соприкосновения капель с лопатками. Однако при переходе капель влаги с вогнутой поверхности лопаток на выпуклую они будут срываться потоком пара, уноситься из межлопаточных каналов рабочего колеса, не успевая отсепарироваться. Указанное обстоятельство обусловливает недостаточно высокую эффективность в удалении влаги рассмотренного турбосепаратора [3]
Изобретение позволяет повысить сепарирующую способность турбосепаратора.

В турбосепараторе, содержащем корпус с подводящим и отводящим патрубками, вал с установленными на нем вентиляторным и сепарационным колесами, последнее из которых расположено за вентиляторным колесом по ходу потока и имеет несколько рядов криволинейных лопаток, улавливающую камеру, согласно изобретению полость улавливающей камеры соединена газоходом с входом в вентиляторное колесо, у сепарационного колеса лопатки последующего ряда по ходу движения потока имеют кривизну противоположного знака по отношению к лопаткам предыдущего ряда и установлены с перекрытием в осевом направлении входными кромками лопаток последующего ряда выходных кромок лопаток предыдущего ряда с образованием зазора между ними, а лопатки вентиляторного колеса выполнены в виде пластин в нижних сечениях с переходом к криволинейному профилю на периферии. Наличие сепарационного колеса с несколькими рядами криволинейных лопаток с противоположной их кривизной обеспечивает многократный поворот потока запыленного газа при движении в межлопаточных каналах колеса. При этом механические примеси, содержащиеся в запыленном газе, будут прижиматься к вогнутым поверхностям вращающихся лопаток и под действием центробежных сил будут выбрасываться в улавливающую камеру. Наличие перекрытия в осевом направлении входными кромками лопаток последующего ряда выходных кромок лопаток предыдущего ряда с образованием зазора между ними предотвращает срыв механических примесей с вогнутой поверхности лопаток при переходе потока запыленного газа из межлопаточных каналов лопаток предыдущего ряда, что повышает эффективность выброса частиц в улавливающую камеру. Включение в конструкцию вентиляторного колеса обеспечивает отсос небольшой части газа в улавливающую камеру, что способствует затягиванию механических частиц в камеру. Эта часть газа из улавливающей камеры по соединяющему газоходу отсасывается вентиляторным колесом, так как его лопатки в периферийных сечениях имеют криволинейный профиль и работают как лопатки осевого вентилятора. Газ, пройдя через вентиляторное колесо, соединяется с потоком запыленного газа, поступающего в сепарационное колесо, ввиду того что вентиляторное колесо расположено перед сепарационным колесом по ходу движения потока. Отмеченные особенности конструкции турбосепаратора способствуют повышению его сепарирующей способности.

На фиг. 1 изображен продольный разрез турбосепаратора; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.

Турбосепаратор содержит корпус 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками, вал 4 с установленным на нем вентиляторным 5 и сепарационным 6 колесами. Сепарационное колесо 6 расположено за вентиляторным колесом 5 по ходу движения потока запыленного газа. Сепарационное колесо 6 имеет несколько рядов криволинейных лопаток 7. В состав турбосепаратора входит улавливающая камера 8, полость которой соединена газоходом 9 с входом 10 в вентиляторное колесо. У сепарационного колеса 6 лопатки последующего ряда по ходу движения потока имеют кривизну противоположного знака по отношению к лопаткам предыдущего ряда. Входные кромки 11 лопаток последующего ряда перекрывают в осевом направлении выходные кромки 12 лопаток предыдущего ряда с образованием зазора 13 между ними. Лопатки 14 вентиляторного колеса 5 выполнены в виде пластин 15 в нижних сечениях с переходом к криволинейному профилю 16 на периферии.

Турбосепаратор работает следующим образом.

Поток запыленного газа входит в подводящий патрубок 2 и проходит через нижние сечения лопаток 14 вентиляторного колеса 5, которые выполнены в виде пластин 15, поставленных под определенным углом. Значение угла установки пластин 15 обеспечивает их обтекание потоком запыленного газа без углов атаки в относительном движении и без изменения направления движения потока. Затем поток запыленного газа входит во вращающееся сепарационное колесо 6, которое установлено на одном валу 4 с вентиляторным колесом 5. Вращение сепарационного колеса 6 происходит за счет кинетической энергии потока газа. При движении запыленного газа по межлопаточным каналам сепарационного колеса 6 пылевые частицы под действием сил инерции прижимаются к вогнутым поверхностям вращающихся лопаток 7. Под действием центробежных сил пылевые частицы отбрасываются к периферии и попадают в улавливающую камеру 8. За счет взаимодействия газовых частиц с газовым потоком они двигаются по вогнутой поверхности лопатки 7 в направлении движения потока. Из-за наличия зазора 13 и перекрытия входными кромками 11 лопаток последующего ряда выходных кромок 12 лопаток предыдущего ряда пылевые частицы с вогнутых поверхностей лопаток предыдущего ряда попадают на вогнутые поверхности лопаток последующего ряда и под действием центробежных сил выбрасываются в улавливающую камеру 8. В улавливающую камеру 8 поступает небольшая часть газа, что способствует затягиванию в эту камеру пылевых частиц. Отсос части газа из проточной части турбосепаратора в улавливающую камеру 8 обеспечивают периферийные криволинейные профили 16 вращающихся лопаток 14 вентиляторного колеса 5, которые работают как лопатки осевого вентилятора. Попавшая в улавливающую камеру 8 часть газа по газоходу 9 направляется на вход 10 в вентиляторное колесо 5 и, пройдя через межлопаточные каналы криволинейных лопаток 16 вентиляторного колеса 5, смешивается с потоком запыленного газа, входящего в сепарационное колесо 6. Пылевые частицы, которые могут захватываться из улавливающей камеры 8 газом, протекающим по газоходу 9, снова вместе с газом направляются в сепарационное колесо 6.

Таким образом, совокупность отличительных признаков турбосепаратора обеспечивает достижение поставленного технического результата.

Использование: для очистки воздуха и газов от механических примесей. Сущность изобретения: в турбосепараторе, содержащем корпус с подводящим и отводящим патрубками, вал с установленными на нем вентиляторным и сепарационным колесами, последнее из которых расположено за вентиляторным колесом по ходу движения потока и имеет несколько рядов криволинейных лопаток, улавливающую камеру, полость улавливающей камеры соединена газоходом с входом в вентиляторное колесо, у сепарационного колеса лопатки последующего ряда по ходу движения потока имеют кривизну противоположного знака по отношению к лопаткам предыдущего ряда и установлены с перекрытием в осевом направлении входными кромками лопаток последующего ряда выходных кромок лопаток предыдущего ряда с образованием зазора между ними. Лопатки вентиляторного колеса выполнены в виде пластин в нижних сечениях с переходом к криволинейному профилю на периферии. З ил.

Турбосепаратор, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, вал с установленными на нем вентиляторным и сепарационным колесами, последнее из которых расположено за вентиляторным колесом по ходу потока и имеет несколько рядов криволинейных лопаток, улавливающую камеру, отличающийся тем, что полость улавливающей камеры соединена газоходом с входом в вентиляторное колесо, сепарационное колесо выполнено так, что лопатки последующего ряда по ходу движения потока имеют кривизну противоположного знака по отношению к лопаткам предыдущего ряда и установлены с перекрытием в осевом направлении входными кромками лопаток последующего ряда выходных кромок лопаток предыдущего ряда с образованием зазора между ними, а лопатки вентиляторного колеса выполнены в виде пластин в нижних сечениях с переходом к криволинейному профилю на периферии.