КОМБИНИРОВАННЫЙ ОЧИСТИТЕЛЬ ГАЗА Российский патент 1998 года по МПК B04C5/16 B01D50/00 

Изобретение относится к области очистки газа и может быть использовано, например, для очистки воздуха компрессоров транспортных средств, в металлургической и химической промышленности, при уборке помещений промышленных зданий и цехов, а также для очистки воздуха в пневмосистемах.

Преимущественное использование изобретения - в воздухоочистителях компрессоров транспортных средств.

В зависимости от условий эксплуатации воздухоочистителей и области их применения к ним предъявляются широкие требования по гидравлическому сопротивлению, эффективности очистки и надежности работы при различной степени запыленности или загрязненности потока газа.

В зависимости от физико-химического состава потока газа существуют различные способы и конструкции аппаратов по очистке загрязненного потока газа. Известны очистители, предназначенные для очистки воздуха от пыли и других материалов. Такие очистители состоят обычно из корпуса в виде трубы, закручивающего аппарата на входе в виде лопаток или тангенциального патрубка, выхлопной трубы и отвода загрязнителя (см.авт.св.N 1819679, кл. B 04 C 5/30, 1991; авт.св.N 443686, кл. B 04 C 5/14, 1975; патент США N 3707830, кл.55-410, 1973; заявка N 2080706, Великобритания, кл.B 04 C, 1982).

Указанные выше очистители не обладают высокой надежностью работы в широком диапазоне их применения для очистки газов от механических примесей различного физико-химического состава и требуют специальных средств для отсоса отсепарированных частиц загрязнителя.

Известен также циклон для улавливания взвешенных частиц, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным патрубком, бункер для сбора пыли и установленный в нижней части циклона у выпускного отверстия конус-отражатель с насадком, выходное отверстие которого совмещено с отверстием конуса, газопровод сжатого воздуха, подключенный к насадку для периодической подачи импульса сжатого воздуха с целью очистки проходных сечений циклона от слипшихся частиц пыли (см.авт.св.N 889112, кл.B 04 C 5/18, 1981).

Циклон по авт.св.N 889112, хотя и обладает высокой надежностью работы с загрязнителями высокой концентрации, но имеет усложненную конструкцию в виде трассы сжатого воздуха для периодической очистки проточной части циклона от налипания пыли. Кроме того, к недостатку такого циклона нужно отнести и то, что источник сжатого воздуха далеко не всегда имеется для осуществления поставленной задачи.

Циклон по авт.св.N 889112 является ближайшим аналогом изобретения.

Целью изобретения является создание конструкции комбинированного очистителя газа для очистки потока газа от пыли, воды, масла, металлических взвесей и т.д. с различным уровнем концентрации загрязнителя, для чего предлагается очиститель снабдить комплектом сменных насадков.

На эффективность и гидравлическое сопротивление очистителя существенную роль оказывают геометрические соотношения элементов конструкции и их геометрическая форма. Надежность работы очистителя во многом определяется его приемной камерой, обеспечивающей забор газа с меньшей по отношению к окружающей концентрацией загрязнителя и защиту входа в очиститель от попадания влаги и засорения его крупными предметами.

Как известно, решающее влияние на эффективность сепарации оказывает скорость потока газа в самом очистителе (циклоне), которая зависит от расхода воздуха через циклон, диаметра корпуса циклона (D_к), его диаметрального сечения (F_к), площади входа в тангенциальный патрубок (F_вх), диаметра выхлопной трубы (D_тр), высоты выпускной трубы (насадки) (H_нас), диаметра выпускного отверстия насадка (d).

Надежность работы очистителя зависит главным образом от конструкции приемной камеры, от соотношения площади входа в приемную камеру (F_кам) и сечения корпуса очистителя (F_к), от установки защитной сетки на входе в циклон и комплектования его сменными насадками для работы с загрязнителями различного физико-химического состава.

В зависимости от предельно-допустимого гидравлического сопротивления очистителя и расхода очищаемого газа выбирается диаметр корпуса очистителя, а все его заявляемые параметры являются производной диаметра (диаметрального сечения) корпуса.

Геометрические размеры сменного насадка в свою очередь зависят от диаметра корпуса очистителя и физико-химического состава загрязнителя. При этом H_нас = 1,5 - 2,0 D_к; d/D_к= 0,6 - 0,8 для очистки газов от тяжелых металлов; d/D_к = 0,4 - 0,6 для очистки от пыли; d/D_к = 0,2 - 0,3 для очистки от воды и масла; D_тр/D_к = 0,3 - 0,6; F_вх/F_к = 0,2 - 0,4; F_кам/F_к = 1,5 - 2,0.

На фиг. 1 изображена конструкция очистителя газа. Сечение корпуса представлено на фиг.2.

Комбинированный очиститель газа состоит из съемной приемной камеры 1, вертикальной защитной сетки 2, тангенциального входного патрубка 3, корпуса очистителя 4, выхлопной трубы 5, сменного насадка 6 и накопителя (бункера) 7.

Работу комбинированного очистителя газа рассмотрим на примере использования его в качестве очистителя запыленного воздуха для защиты от абразивного износа цилиндропоршневой группы компрессора транспортного средства. При работе очистителя на запыленном воздухе устанавливаем на корпусе очистителя 4 сменный насадок 6 с отношением диаметра насадка к диаметру корпуса очистителя d/D_к = 0,4 - 0,6 и соединяем его с накопителем 7.

За счет разрежения, создаваемого компрессором, запыленный поток воздуха через проходное сечение камеры 1 (F_кам) поступает к вертикальной сетке 2 и далее в тангенциальный входной патрубок 3. Под действием центробежных сил частицы из потока запыленного воздуха отбрасываются к стенке корпуса 4 и далее через насадок 6 поступают к накопитель 7. Очищенный в циклоне поток воздуха через выхлопную трубу 5, а затем по трубопроводу поступает к компрессору. Для работы очистителя при выделении из потока газа тяжелых металлов устанавливаем насадок 6 с отношением диаметров d/D_к = 0,6 - 0,8, приемная камера 1 с сеткой 2 не устанавливаются. К входному патрубку 3 подсоединяется приемный канал, и по каналу или из окружающей среды за счет разрежения, создаваемого, например, вентилятором, поток газа и металлической взвеси поступает в очиститель, где сепарируется, и частицы металлической взвеси через насадок 6 поступают в накопитель 7. По мере заполнения накопителя производят его разгрузку и при необходимости утилизируют продукты сепарации.

При использовании очистителя для работы только в узких целях, например только для очистки от пыли, корпус и насадок допускается выполнять неразборными.

Предлагаемая конструкция очистителя в зависимости от расхода воздуха и допустимого гидравлического сопротивления может использоваться как единично, так и при объединении их в батарею.

Очиститель газа предназначен для очистки газа (воздуха) от различного рода загрязнений, например пыли, масла, тяжелых металлов и др. Очиститель содержит цилиндроконический корпус, коническая часть которого выполнена в виде сменного насадка, высота которого H_нас = 1,5 - 2,0 D_к, а диаметр выпускного отверстия насадка d = 0,6 - 0,8 D_к для очистки газов от тяжелых металлов, d = 0,4 - 0,6 D_к для очистки от пыли, d = 0,2 - 0,3 D_к для очистки от воды и масла, при этом диаметр выхлопной трубы D_тр = 0,3 - 0,6 D_к, а входная площадь тангенциального патрубка F_вх = 0,2 - 0,4 площади диаметрального сечения цилиндрической части корпуса. D_к - диаметр корпуса очистителя. Очиститель может быть снабжен съемной приемной камерой, выполненной в виде стакана, открытого снизу, внутри которого размещена вертикальная сетка, охватывающая тангенциальный вход. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Комбинированный очиститель газа, содержащий цилиндро-конический корпус, тангенциальный входной и осевой выхлопной патрубки и накопитель-пылесборник, отличающийся тем, что коническая часть корпуса выполнена в виде сменного насадка со следующими соотношениями размеров:
H_нас = 1,5 - 2,0 D_к;
d/D_к = 0,6 - 0,8 - для очистки газов от тяжелых металлов;
d/D_к = 0,4 - 0,6 - для очистки от пыли;
d/D_к = 0,2 - 0,3 - для очистки от воды и масла;
D_тр/D_к = 0,3 - 0,6; F_вх/F_к = 0,2 - 0,4,
где H_нас - высота насадка;
D_к - диаметр корпуса очистителя;
d - диаметр выпускного отверстия насадка;
D_тр - диаметр выхлопной трубы;
F_вх - входная площадь тангенциального патрубка;
F_к - площадь диаметрального сечения цилиндрической части корпуса. 2. Очиститель по п.1, отличающийся тем, что для очистки газа от пыли, воды и масла он снабжен съемной приемной камерой, выполненной в виде стакана, открытого снизу, внутри которого размещена вертикальная сетка, охватывающая тангенциальный вход. 3. Очиститель по п.2, отличающийся тем, что площадь входа в приемную камеру F_кам относится к площади диаметрального сечения корпуса F_кам/F_к = 1,5 - 2,0. 4. Очиститель по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что конический насадок выполнен совместно с корпусом.