ПОПЕРЕЧНО-ПОТОЧНЫЙ РОТАЦИОННЫЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК B01D45/14 

Изобретение относится к устройствам для сухой очистки воздуха и газов от частиц пыли, в частности для очистки отработанного воздуха в системах аспирации зерноочистительных машин, а также для создания дополнительного воздушного потока в пневмосистемах зерноочистительных машин, агрегатов и комплексов послеуборочной обработки зерна.

Известен противоточный ротационный пылеуловитель фирмы "Холмс-Джаффер", содержащий вращающийся ротор, снабженный продольными лопатками, патрубок для входа запыленного воздуха, вытяжной вентилятор, установленный на одной оси с ротором, пылесборный бункер (Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. - 2-е изд. перераб. и доп.-Стройиздат, 1981.-С. 189).

Недостатками пылеуловителя являются низкая эффективность его работы и высокий удельный расход энергии, расходуемой на привод вентилятора, вследствие преодоления большого сопротивления вращающегося ротора и местных сопротивлений проточной части уловителя.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности признаков к предлагаемому решению является инерционный пылеотделитель, содержащий вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха от периферии к центру, корпус, входной и выходной патрубки, пылесборник (заявка 93008994 RU, МКИ⁶ B 01 D 45/14. Инерционный пылеотделитель /Лельков В.Г., Терещенко Г.В. (RU) - Заявлено 16.02.93. Опубл. БИ N28, 10.10.95).

Недостатком данного пылеотделителя является высокий удельный расход энергии на очистку воздуха вследствие преодоления дополнительного сопротивления, возникающего при вращении ротора и при повороте потока воздуха на 90^o в центральной части ротора. Помимо этого, недостатком пылеуловителя является высокий удельный расход энергии на очистку воздуха с низкой концентрацией пыли.

Задачей изобретения является снижение удельного расхода энергии на очистку воздуха.

Поставленная задача решена с помощью предлагаемого поперечно-поточного ротационного пылеуловителя, содержащего корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха, входной и выходной патрубки, пылесборник, причем ротор снабжен с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки установлены на корпусе напротив друг друга и сообщаются между собой посредством каналов ротора, а лопатки ротора выполнены поворотными и снабжены механизмом регулирования угла их установки.

На фиг. 1 изображена схема поперечно-поточного ротационного пылеуловителя, на фиг. 2 - схема вращающегося ротора, на фиг. 3 - результаты экспериментальных исследований пылеуловителя.

Пылеуловитель содержит корпус 1, вращающийся ротор 2, входной 3 и выходной 4 патрубки, пылесборник 5 с устройством 6 вывода уловленной пыли.

Вращающийся ротор 2 выполнен в виде колеса (фиг.2) с поворотными лопатками 7, образующими каналы 8 для перемещения воздуха в поперечном направлении, и снабжен с боковых сторон сплошными дисками 9. Поворотные лопатки 7 вращающегося ротора 2 имеют механизм регулирования угла их установки. Один из вариантов выполнения механизма регулирования угла установки поворотных лопаток 7 представлен на фиг.2. Он включает кольца 10, свободно посаженные на валу 11 вращающегося ротора 2 и примыкающие к дискам 9 с наружной стороны. На кольцах 10 выполнены радиально расположенные пазы 12. Поворотные лопатки 7 с торцевых сторон снабжены штифтами 13 и шпильками 14. На сплошных дисках 9 под штифты 13 просверлены отверстия 15, максимально приближенные к наружному диаметру, а под шпильки 14 концентрично отверстиям 15 выполнены пазы 16. Угловое расстояние пазов 16 обеспечивает изменение угла установки поворотных лопаток 7 от радиус-вектора вращающегося ротора 2 в требуемом диапазоне +α_л...-α_л. Регулирование угла установки поворотных лопаток 7 осуществляется поворотом колец 10 относительно сплошных дисков 9. Фиксация поворотных лопаток 7 производится затяжкой резьбовых соединений шпилек 14. Вращающийся ротор 2 при большой его ширине может иметь внутри вал.

Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель работает следующим образом.

Запыленный воздух, удаляемый, например, из пневмосистемы зерноочистительной машины, нагнетается во входной патрубок 3, попадает в каналы 8 вращающегося ротора 2, затем проходит в его центральную часть в поперечном направлении, продолжает свое движение по каналам вращающегося ротора 2 и выводится с противоположной стороны в выходной патрубок 4. При этом частицы пыли, взаимодействуя с поворотными лопатками 7, отбрасываются за пределы вращающегося ротора 2 центробежными и кориолисовыми силами, попадают в пылесборник 5, а затем выводятся наружу устройством 6.

Вращающийся ротор 2 в сочетании с корпусом 1, входным 3 и выходным 4 патрубками помимо очистки воздуха от пыли сообщает потоку дополнительную энергию, т. е. работает как диаметральный вентилятор. Экспериментальными исследованиями установлено, что при изменении угла установки лопаток ротора одновременно изменяются эффективность E₀ очистки воздуха и гидравлический КПД η вентиляторной установки (фиг.3). Причем при изменении угла α_л установки лопаток от -20 до +15^o значения η увеличиваются, a E₀ уменьшаются. Наибольшая эффективность очистки воздуха достигается при α_л= -15...-20^°, а КПД вентиляторной установки - при α_л= +10...+15^°.
Выбор значения угла α_л установки лопаток зависит от двух факторов - запыленности воздуха на входе и выходе из пылеуловителя. Запыленность воздуха на входе в пылеуловитель - фактор переменный и зависит от условий функционирования. Запыленность воздуха на выходе из пылеуловителя регламентируется существующими санитарными нормами предельно-допустимой концентрации (ПДК) пыли, мг/м³.

При высокой запыленности воздуха для обеспечения ПДК пыли лопатки ротора следует устанавливать под углом α_л= -15...-20^°. При подаче слабозапыленного воздуха, когда не требуется высокой степени очистки, рациональное значение угла установки лопаток (при соблюдении ПДК пыли в очищенном воздухе) будет составлять 0. . . +15^o. При этом КПД η вентиляторной установки увеличится с 0,15 до 0,23. . . 0,27, что приведет к снижению удельных затрат энергии на очистку воздуха.

Таким образом, снижение удельного расхода энергии на очистку воздуха достигается за счет регулирования эффективности пылеулавливания путем изменения угла установки лопаток ротора в зависимости от степени его запыленности.

Изобретение предназначено для сухой очистки воздуха и газов от частиц пыли, в частности для очистки отработанного воздуха в системах аспирации зерноочистительных машин, агрегатов и комплексов послеуборочной обработки зерна. Пылеуловитель включает корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха, входной и выходной патрубки, пылесборник, причем ротор снабжен с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки установлены на корпусе напротив друг друга и сообщаются между собой посредством каналов ротора, а лопатки ротора выполнены поворотными и снабжены механизмом регулирования угла их установки. В устройстве достигается снижение удельного расхода энергии на очистку воздуха. 3 ил.

Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель, содержащий корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха, входной и выходной патрубки, пылесборник, отличающийся тем, что ротор снабжен с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки установлены на корпусе напротив друг друга и сообщаются между собой посредством каналов ротора, а лопатки ротора выполнены поворотными и снабжены механизмом регулирования угла их установки.