ЛОВУШКА Российский патент 1997 года по МПК B01D45/16 

Изобретение относится к устройствам для улавливания инородных тел в транспортируемой воздушно-хлопковой смеси с использованием инерционных сил и может найти применение в текстильной промышленности.

Известны типовые пылеосадители инерционного действия, содержащие сепарационную камеру прямоугольного поперечного сечения, снабженную входным и выходным патрубком и бункером, соединенным с периферийной стенкой камеры улавливающим патрубком [1] Выпадение наиболее крупных частиц в бункер достигается при отклонении потока газов от прямолинейного направления.

Недостаток данного устройства заключается в низкой эффективности сепарации, связанной с невозможностью создания значительных инерционных сил без существенного увеличения аэросопротивления устройства и его размеров.

Известно также устройство сепаратора пылеуловителя, содержащего входной и выходной патрубки, сепарационный канал, выполненный в виде двух противоколен, на входе из первого по ходу газа противоколена, на его периферийной стенке выполнена щель, а выходной участок второго противоколена выполнен сужающимся с щелью перед ним, при этом сепаратор-пылеуловитель снабжен шиберными задвижками, размещенными у щелей противоколен [2]
К недостаткам известного устройства относится сравнительно невысокая эффективность сепарации при транспорте воздушно-хлопковой смеси, содержащей инородные тела различные по массе, размерам и своей природе. Это объясняется наличием в полости полуколена вторичных течений, интенсивность и расположение которых определяется геометрией живого сечения сепарирующего канала. В случае значительных размеров инородных тел малой плотности, соизмеримой с плотностью смеси, и большой парусностью (вследствие обволакивания их хлопком) возникают аэродинамические силы отторгающие инородные тела от улавливающей (периферийной) поверхности. Устройство обладает повышенным аэросопротивлением, обусловленным потерями энергии потока на его повороты, создание вторичных течений и перепрофилирование поля скоростей. Кроме того, известное устройство имеет значительные размеры и его использование создает трудности при монтаже транспортных пневмопроводов, так как вход и выход устройства расположены на разных уровнях.

Сущность изобретения заключается в том, что для повышения эффективности улавливания инородных тел в воздушно-хлопковой смеси сепарирующий канал выполнен в виде последовательно соединенных через прямолинейный трубопровод двух лямбда-образных каналов постоянного гидравлического диаметра, обеспечивающих при горизонтальном расположении ловушки положение точек излома внутренней поверхности канала ниже оси транспортного канала.

На чертеже изображена схема ловушки.

Ловушка состоит из входного патрубка 1, двух лямбда-образных каналов 2 и 3, имеющих точки излома А и В, соединительного прямолинейного канала 4, выходного патрубка 5 и откидывающихся крышек 6 и 7.

Ловушка работает следующим образом.

Из транспортного канала через входной патрубок 1 рабочее тело- воздушно-хлопковая смесь поступает в первый по потоку лямбда-образный канал 2, расположенный под углом α к патрубку 1. При этом происходит поворот потока в направлении действия силы тяжести и его ориентация, обеспечивающая улавливание инородных тел под действием силы тяжести и инерционной силы. Поскольку характерной особенностью рабочего тела является его большая парусность, то улавливающей поверхностью служит все живое сечение канала. Накопление выпавших инородных тел происходит в нижней части канала, играющей роль бункера и находящейся в зоне действия эффекта эжекции (подсоса) транзитного потока рабочего тела, что исключает забивание бункера и улавливающей поверхности рабочим телом. Геометрия лямбда-образного канала обеспечивает в точке излома А второй поворот потока на угол b в противоположном первому направления и вход его в прямолинейный трубопровод 4. Так как протяженность внутренней поверхности короче периферийной, то в поперечном сечении канала возникает градиент давления, перемещающий частицы воздушно-хлопковой смеси в сторону внешней поверхности канала. При этом инородные тела с малой плотностью, которые не были уловлены в первом канале, оказываются в нижних слоях канала 3, где и происходит доочистка воздушно-хлопоковой смеси под действием сил тяжести, инерционных и аэродинамических. Отсепарированная воздушно-хлопковая смесь пройдя выходной патрубок 5 попадает в транспортный канал. По мере накопления инородных тел в нижней части сепарирующего канала их удаляют, открывая крышки 6 и 7.

Эффективность улавливания определяется положением точек излома А и В ниже оси транспортного канала, что при заданной длине ловушки обуславливается выбором углов a и b обеспечивающим организацию плавного изменения направления движения потока, купирование срывных течений при изменении направления и обтекании точек излома, способствующих снижению аэросопротивления устройства, усиления эффекта эжекции из зон накопления инородных тел, величина градиента давления в поперечном сечении канала. Величина углов a и b при выбранной длине ловушки зависит от гидравлического диаметра канала и скорости рабочего тела. Например, как показывает эксперимент при гидравлическом диаметре d=0,2 м и скорости потока v=20 м/с углы, равные a147^o и b78^o, обеспечивают 80-85%-ное улавливание инородных тел (см. акт испытаний ловушки в АО "Промтекстиль").

Предложенное устройство обладает по сравнению с известным, выбранным в качестве прототипа, рядом преимуществ:
обеспечивает высокую эффективность улавливания инородных тел в воздушно-хлопковой смеси за счет использования в сепарирующем канале плоских поверхностей, улавливания всей площадью живого сечения канала;
имеет малые размеры и простую конструкцию, что упрощает технологию ее изготовления и монтажа вследствие отказа от криволинейных поверхностей, совмещение функций разделения, улавливания и накопления инородных тел в одном канале;
имеет небольшое аэросопротивление за счет уменьшения сопротивления трения, исключения возвратных течений, плавного изменения направления, купирования срывных течений;
упрощает монтаж пневмотранспортной системы, за счет расположения на одном уровне входа и выхода ловушки.

Использование: улавливание инородных тел различной массы и природы в транспортируемой воздушно-хлопковой смеси. Сущность изобретения: сепарирующий канал выполнен в виде последовательно соединенных через прямолинейный трубопровод двух лямбда-образных каналов постоянного гидравлического диаметра, обеспечивающих при горизонтальном расположении ловушки положение точек излома внутренней поверхности канала ниже оси транспортного канала. При этом канал выполняет одновременно функции разделения, улавливания и накопления инородных тел. 1 ил.

Ловушка, содержащая входной и выходной патрубки, транспортный и сепарирующий каналы и крышки, отличающаяся тем, что сепарирующий канал выполнен в виде последовательно соединенных через прямолинейный трубопровод двух ламбдаобразных каналов постоянного гидравлического диаметра, обеспечивающих при горизонтальном расположении ловушки положение точек излома внутренней поверхности каналов ниже оси транспортного канала.