БАТАРЕЙНЫЙ БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК B01D45/04 

Изобретение относится к области очистки воздуха /газа/ от твердых и жидких аэрозольных частиц, а более конкретно к газоочистителям инерционного типа, и предназначено для использования в системах воздухоснабжения и охлаждения силовых агрегатов и электроаппаратуры транспортных средств, а также для общепромышленного применения.

Известен батарейный баллистический воздухоочиститель /см. журн. "Diesel and Gas Turbines Progress", 1968, 34, N 1, p. 49, ст. "Development of an Advanced Air Cleaner Concept for Army Vehicular Gas Turbines", авт. Du Racher L. , Giannotti H., журн. An ASME Publication, ст. "Баллистический воздухоочиститель для газотурбинных двигателей армейских машин", авт. Дю-Роще, Джионнатти Х, 1976/, набранный из баллистических элементов, закрепленных в трубных досках, при этом центральные пылеулавливающие трубки каждого из элементов выполнены сообщающимися с общим в ряду пылеотводным каналом. Рядные каналы в свою очередь должны иметь выход в сборный канал /один или два/, общий для батареи /или блока/. Центральные пылеулавливающие трубки закреплены в диффузорах элементов при помощи одиночных установочных стержней, что при сборке элемента обуславливает трудности центровки относительно его оси.

Основным недостатком данного устройства является организация отвода загрязнений в осевом направлении по ходу воздуха, что неизбежно требует оборудования общим рядным каналом, который во избежание загромождения живого сечения может иметь лишь ограниченные размеры "в свету", а следовательно, подвержен забиванию уловленными загрязнениями /если увеличивать размеры общего пылеотводного канала по направлению хода воздуха, то соответственно увеличиваются габариты батареи, что резко уменьшает ее компоновочные возможности/ и обуславливает необходимость в частых промывках, увеличивая тем самым эксплуатационные издержки. Кроме того, ограниченное проходное сечение пылеотводного канала при его значительной протяженности обуславливает повышенное гидравлическое сопротивление, что приводит к повышению затрат мощности на привод отсосного вентилятора, необходимого для отсоса уловленных загрязнений из батареи; также из-за сложности конструкции батареи затруднен процесс ее сборки-разборки, что удорожает обслуживание при эксплуатации.

Известен также батарейный "Воздухоочиститель" по а.с. СССР N 1161149, кл. B 01 D 45/04,1985 г., содержащий конфузорно-диффузорные элементы круглого профиля, закрепленные в установочных трубных досках, при этом отдельные пылеулавливающие трубки элементов имеют выход в общий межэлементный объем батареи посредством двух или нескольких дополнительных боковых патрубков, служащих для отвода загрязнений, уловленных элементом, а межэлементный объем используется в качестве общего для батареи пылеотводного канала и элемент выполнен неразборным /прототип/.

Перечисленные выше особенности данной конструкции позволяют существенно упростить батарею как в конструктивном, так и в технологическом аспектах в основном из-за отсутствия автономных общих пылеотводных каналов, улучшить эксплуатационные показатели устройства /уменьшается засорение пылеотводного тракта при эксплуатации вследствие значительного увеличения его проходного сечения, упрощается сборка-разборка батареи для ее очистки от загрязнений/. Однако наличие трубных досок обуславливает необходимость герметичного крепления элементов в отверстиях, строго соосной установки самых трубных досок по отверстиям относительно друг друга. Сами указанные доски при большом количестве элементов в батарее являются довольно сложными деталями из-за наличия многочисленных отверстий большого диаметра. Кроме того, сборка-разборка такой батареи для очистки участков, загрязненных в процессе эксплуатации, все же являются довольно сложными технологическими операциями, связанными в основном с необходимостью извлечения элементов из трубных досок/ при этом посадка элементов в отверстиях досок выполнена герметичной/, в связи с чем возможна деформация или повреждение элементов либо досок.

Выполнение центральной пылеулавливающей трубки, боковых патрубков и сопла-диффузора в виде неразборного элемента исключает возможность его разборки на составляющие с целью их очистки от осевших на поверхностях загрязнений.

Помимо перечисленных недостатков боковые отводные патрубки прототипа образуют угол 45^o с вертикалью, что может способствовать накапливанию в пылеулавливающей трубке крупных фракций твердых загрязнений /на частичных режимах работы устройства, т.е. при малой скорости отсоса/ и даже накапливанию влаги на дне трубки, что, с одной стороны, приведет к образованию трудноудалимого осадка /загрязнению элемента/, а с другой - к уменьшению эффективности улавливания капельной влаги, а также, частично, и крупной фракции пыли.

Техническая задача, решаемая данным изобретением, - облегчение технологии сборки-разборки батареи на отдельные элементы при обеспечении герметичности соединений, а также аналогичных операций в отношении деталей, составляющих элемент, а также уменьшение засорения элементов уловленными загрязнениями при одновременном повышении эффективности очистки воздуха от влаги для повышения технологических и эксплуатационных характеристик устройства.

Повышение указанных технических показателей достигается тем, что в батарейном баллистическом воздухоочистителе, содержащем конфузорно-диффузорные элементы круглого сечения с центральным уловителем пыли, снабженным симметрично расположенными боковыми пылеотводными патрубками, открывающимися на наружную поверхность диффузора, конфузорно-диффузорные элементы выполнены пластмассовыми и сборными в составе двух деталей - сопла-диффузора и уловителя пыли, а боковые пылеотводные патрубки расположены вертикально, при этом сопло-диффузор на входе и выходе снабжено снаружи шестигранными юбками и имеет в задней (по ходу воздуха) части стенки диффузора прорези, конфигурация которых совпадает с наружной конфигурацией боковых пылеотводных патрубков, причем внутренняя поверхность прорези сопла-диффузора снабжена двумя противолежащими фиксирующими выступами, а на каждом из трех рядом расположенных торцев юбки выполнены клиновидные выступы, на остальных трех - пазы аналогичной конфигурации и, кроме того, каркас воздухоочистителя выполнен П-образным, имеющим в сечении П-образный профиль, при этом Г-образный участок каркаса оборудован жестко закрепленными на нем передними и задними пластинами, а прилежащий прямолинейный участок каркаса снабжен передней и задней пластинами, жестко связанными между собой проставкой, и выполнен раздвижным относительно указанного каркаса; замыкающая стенка с жестко закрепленными пластинами выполнена съемной и раздвижной относительно П-образного каркаса, при этом все пластины имеют вырезы, конфигурация которых совпадает с конфигурацией юбок прилежащих сопел-диффузоров, и оборудованы в вершинах вырезов установочными платиками, закрепленными на их внутренних поверхностях.

Выполнение конфузорно-диффузорных элементов пластмассовыми из двух деталей: сопла-диффузора с прорезями и фиксирующими выступами и уловителя пыли обеспечивает сборку элемента и его разборку для очистки в эксплуатации с обеспечением строгой фиксации уловителя пыли относительно сопла-диффузора с одновременной герметизацией по привалочным поверхностям.

Вертикальное расположение боковых пылеотводных патрубков уловителя пыли позволяет обеспечить интенсивный слив уловленной влаги, а также удаление крупных фракций твердых загрязнений, что способствует уменьшению загрязнений элемента в эксплуатации и повышению эффективности очистки воздуха от влаги, особенно на частичных режимах работы устройства.

Оборудование сопла-диффузора на входе и выходе шестигранными юбками с выполнением на их торцевых участках уплотнительных клиновидных выступов и соответственно пазов позволяет осуществить поэлементную сборку-разборку батареи конфузорно-диффузорных элементов при одновременной герметизации элементов в местах стыковки шестигранников и их фиксации относительно друг друга в осевом направлении, т.е. исключить трубные доски и обеспечить технологию указанной сборки-разборки.

Выполнение каркаса воздухоочистителя П-образным с раздвижным прилегающим прямолинейным участком и съемной раздвижной замыкающей стенкой позволяет осуществить сборку элементов батареи без применения дополнительных технологических приспособлений. При этом П-образный каркас с открытого конца последовательно заполняют элементами, устанавливаемыми рядно в габаритах каркаса. Фиксация элементов в батарее осуществляется за счет бокового перекрестного сдавливания раздвижным прилегающим прямолинейным участком и съемной раздвижной замыкающей стенкой, подсоединенных крепежными элементами к П-образному жесткому каркасу.

Выполнение всех пластин с вырезами, конфигурация которых совпадает с конфигурацией юбок прилежащих конфузорно-диффузорных элементов батареи, позволяет произвести герметизацию элементов в батарее по ее периметру.

Закрепление в вершинах вырезов на их внутренней стороне установочных платиков обеспечивает установку юбок элементов с лицевой и тыльной стороны батареи /относительно хода воздуха/ в одной плоскости, одновременно обеспечивая фиксацию элементов в осевом направлении.

На фиг. 1-4 приведен общий вид батарейного баллистического воздухоочистителя, конфузорно-диффузорный элемент воздухоочистителя представлен на фиг. 5-7, составляющие части конфузорно-диффузорного элемента представлены на фиг. 8-9 сопло-диффузор и фиг. 10-12 уловитель пыли.

Отдельные составляющие воздухоочистителя представлены на фиг. 13-18. П-образный каркас 2 с передними и задними пластинами - на фиг. 13, 14, прямолинейный участок каркаса 23 - на фиг. 15, 16, замыкающая стенка 24 - на фиг. 17, 18.

Воздухоочиститель (фиг. 1, 2, 3, 4) содержит произвольное число конфузорно-диффузорных элементов 1, установленных встык в пределах П-образного каркаса 2 и ограниченных передними 3, 4, 5 по ходу воздуха и задними 6, 7, 8 пластинами (фиг. 14, 16, 18), при этом пластины 3 и 6 жестко и герметично скреплены с каркасом 2, образуя Г-образный участок 22, пластины 4 и 7 жестко и герметично закреплены на соединительном элементе 9, образуя прилежащий прямолинейный участок каркаса 23 и могут перемещаться относительно каркаса 2 на крепежных элементах 10, а пластины 5 и 6 замыкающей стенки 24 жестко и герметично скреплены на соединительном элементе 11.

Замыкающая стенка 24 выполнена съемной и раздвижной относительно каркаса 2 посредством крепежных элементов 12. В вершинах вырезов пластин 3-8 с внутренней стороны закреплены фиксирующие платики 13.

Конфузорно-диффузорный элемент 1 (фиг. 5, 6, 7) содержит сопло-диффузор 14 и уловитель пыли 15, при этом на наружной поверхности сопла-диффузора (фиг. 8, 9) на входе и выходе выполнены шестигранные юбки 16, на торцах которых имеются клиновидные выступы 17 и клиновидные пазы 18. В стенке сопла-диффузора выполнены прорези 19, имеющие на внутренних поверхностях фиксирующие выступы 20, служащие соответственно для установки и закрепления уловителей пыли (фиг. 10, 11, 12), которые вводятся в прорези 19 боковыми пылеотводными патрубками 21 (фиг. 12).

Предпочтительно при этом изготовление конфузорно-диффузорных элементов батареи из упругих пластмасс, например полиэтилена. Сборка элемента заключается во вдвигании уловителя пыли в прорези 19 сопла-диффузора до отказа, при этом его положение в сопле-диффузоре будет зафиксировано в результате вхождения боковых пылеотводных патрубков 21 во внутреннюю поверхность прорезей 19 и фиксирующие выступы 20.

Сборка воздухоочистителя заключается в последовательном упорядоченном заполнении П-образного каркаса 2 со стороны его открытого конца конфузорно-диффузорными элементами 1, при этом устанавливаемые по периметру элементы опираются юбками 16 на фиксирующие платики 13 пластин 3, 6. Далее сдвигают посредством крепежных элементов 10 прямолинейный участок каркаса 23, устанавливают и сдвигают к центру батареи замыкающую стенку 24 при помощи крепежных элементов 12.

Разборка воздухоочистителя и элемента соответственно осуществляется путем выполнения операций, обратных по действию относительно перечисленных выше при выполнении их в последовательности, обратной вышеуказанной.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет легко извлекать уловитель пыли, который, как показали испытания, подвергается наибольшему загрязнению при работе устройства. При этом в аспекте длительной эксплуатации возможна как очистка уловителя пыли, так и его замена /ввиду незначительной массы и дешевизны/.

При работе устройства загрязненный воздушный поток поступает (фиг. 1, 2, 5) на входы элементов 1 воздухоочистителя, где, двигаясь по криволинейным траекториям, обращенным выпуклостью к оси сопла-диффузора 14, сужается, при этом аэрозольные частицы получают не только осевое, но и осенаправленное /радиальное/ ускорение, за счет чего происходит их разгон и в направлении оси. В диффузоре частицы за счет инерции некоторое время продолжают осенаправленное движение, что приводит к их концентрации в центральной области диффузора. Сконцентрированные загрязнения, имеющие значительную осевую скорость, достигают входного сечения уловителя пыли 15, что обеспечивает их сепарацию из воздушного потока. Уловленные концентрированные загрязнения отсасываются через боковые пылеотводные патрубки в межэлементное пространство воздухоочистителя. Отсос загрязнений из батареи вместе с частью воздуха производят источником разрежения /например, вентилятором/, не показанном на фигурах.

Изобретение предназначено для очистки воздуха. Батарейный баллистический воздухоочиститель содержит пластмассовые конфузорно-диффузорные элементы круглого сечения с центрально расположенным уловителем пыли с симметрично расположенными боковыми пылеотводными патрубками. Конфузорно-диффузорные элементы - сборные, в составе двух деталей: сопла-диффузора и уловителя пыли. Сопло-диффузор на входе и выходе снабжено снаружи шестигранными юбками, на каждом из трех рядом расположенных торцов которых выполнены клиновидные выступы, на остальных трех - пазы аналогичной конфигурации. Каркас воздухоочистителя выполнен П-образньм, имеющим в сечении П-образный профиль. В устройстве обеспечивается облегчение технологии сборки-разборки батареи на отдельные элементы, а также повышение эффективности очистки воздуха. 18 ил.

Батарейный баллистический воздухоочиститель, содержащий конфузорно-диффузорные элементы круглого сечения с центрально расположенным уловителем пыли, снабженным симметрично расположенными боковыми пылеотводными патрубками, открывающимися на наружную поверхность диффузора, отличающийся тем, что конфузорно-диффузорные элементы выполнены пластмассовыми и сборными в составе двух деталей: сопла-диффузора и уловителя пыли, а боковые пылеотводные патрубки расположены вертикально, при этом сопло-диффузор на входе и выходе снабжено снаружи шестигранными юбками и имеет в задней (по ходу воздуха) части стенки диффузора прорези, конфигурация которых совпадает с наружной конфигурацией боковых пылеотводных патрубков, причем внутренняя поверхность прорези сопла-диффузора снабжена двумя противолежащими фиксирующими выступами, а на каждом из трех рядов расположенных торцов юбки выполнены клиновидные выступы, на остальных трех - пазы аналогичной конфигурации, кроме того, каркас воздухоочистителя выполнен П-образным, имеющим в сечении П-образный профиль, при этом Г-образный участок каркаса оборудован жестко закрепленными на нем передними и задними пластинами, а прилежащий прямолинейный участок каркаса снабжен передней и задней пластинами, жестко связанными между собой проставкой, и выполнен раздвижным относительно указанного каркаса; замыкающая стенка с жестко закрепленными пластинами выполнена съемной и раздвижной относительно П-образного каркаса, при этом все пластины имеют вырезы, конфигурация которых совпадает с конфигурацией юбок прилежащих сопл-диффузоров, и оборудованы в вершинах вырезов установочными платиками, закрепленными на их внутренних поверхностях.