ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК B04C5/103 

Изобретение относится к отделению дисперсных частиц от газов или паров с использованием гравитационных инерционных или центробежных сил изменением направления потока, в частности к устройствам для очистки газовых потоков от дисперсных частиц и пыли.

Известны устройства для очистки газов от пыли. Распространены конструкции, в которых очистка происходит за счет использования инерционных сил. Привлекательность таких устройств заключается в том, что они конструктивно просты, однако эффективность пылеочистки в этих устройствах не всегда достаточна.

Наиболее часто пылеуловители с использованием инерционных сил выполняются с использованием циклона. В качестве примера можно привести изобретения по патентам РФ NN 2137528, 2116842, 2006291, заявке Великобритании N 2284165. В циклонных пылеуловителях дисперсные частицы летят под действием сил инерции и, встречая препятствия, например стенки циклонов, теряют энергию и под действием сил гравитации собираются в пылесборники. Такие пылеуловители неплохо улавливают крупные дисперсные частицы, но мелкая пыль, имеющая небольшую массу, как правило, увлекается выходящим потоком газа.

Наиболее близким является решение по патенту РФ N 2102115 "Струйно-инерционный пылеуловитель", опублик. 20.01.98, МПК B 01 D 45/06. Данный пылеуловитель содержит щелевое сопло для подачи загрязненного газа, ориентированное вниз тангенциально к криволинейной поверхности, камеру осаждения и направляющий щиток. Работа пылеуловителя основана на использовании эффекта Коанда. Поток газа изменяет свое направление на криволинейной поверхности, а частицы пыли продолжают лететь под действием сил инерции в бункер для сбора пыли. С помощью направляющего щитка создается вторичный циркуляционный поток, в котором происходит дополнительное осаждение пыли.

Данный пылеуловитель позволяет очищать газ от крупно- и среднедисперсной пыли, мелкодисперсная пыль улавливается недостаточно. Кроме того, пылеуловитель данной конструкции сложен в изготовлении.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу очистки потока газа от крупной и мелкодисперсной пыли, сочетая простоту изготовления и обслуживания.

Пылеуловитель содержит цилиндрический корпус, в верхней части которого тангенциально установлено щелевое сопло для ввода загрязненного газа. По образующим внутренней поверхности корпуса, в направлении входного потока загрязненного газа, выполнены уступы. В нижней части корпуса соосно установлена обечайка, отделяющая пространство у стенок корпуса от центральной части. Пространство внутри обечайки сообщено с полостью вертикальной цилиндрической камеры, расположенной над обечайкой. Полость вертикальной цилиндрической камеры через выходной патрубок сообщена с устройством для отвода очищенного газа. К нижней части корпуса присоединен бункер для сбора пыли.

Загрязненный газ поступает внутрь корпуса через щелевое сопло, направленное тангенциально, по касательной к внутренней стенке корпуса. На пути плоского вертикального потока газа выполнены уступы. За каждым уступом возникает зона пониженного давления, благодаря чему основной плоский вертикальный поток согласно эффекту Коанда отклоняется к стенке корпуса, как бы "прилипает" к нему. За каждым уступом, в зоне пониженного давления, возникает вихревой циркуляционный поток. Благодаря такой конструкции поток запыленного газа все время располагается у внутренней стенки корпуса, совершая спиралевидное движение, опускаясь вниз корпуса.

Во время движения загрязненного потока газа крупно- и среднедисперсные частицы загрязнений трутся о стенки корпуса, теряют механическую энергию и оседают вниз, собираясь в бункере для сбора пыли.

Мелкодисперсные частицы пыли увлекаются в циркуляционное движение в зонах разряжения за уступами и постепенно также опускаются по образующим корпуса за уступами и попадают в бункер.

Таким образом, в пылесборнике для очистки пыли используются два процесса, один как и в циклонах - потеря энергии движения за счет трения о стенки для крупно- и среднедисперсных частиц, а другой для мелкодисперсной пыли - осаждение в зонах циркуляции за уступами.

Обечайка разделяет пространство внутри корпуса на центральную часть и пространство у стенок корпуса. У стенок корпуса оседает пыль, а из центральной части организуется отсос очищенного газа. При этом скорость движения газового потока в этой зоне невелика, так как выходной патрубок соединяется с нижней центральной частью корпуса внутри обечайки вертикальной цилиндрической камерой, имеющей диаметр больший, чем у выходного патрубка. Поэтому даже мелкие частички пыли спокойно осаждаются в бункер, а газ с небольшой скоростью поднимается вверх и только в верхней части вертикальной цилиндрической камеры ускоряется. Выходной поток газа организуется благодаря устройству для отвода газа.

Данная конструкция эффективно очищает загрязненный газ от крупных и мелких частиц пыли.

Для того, чтобы ввод газа через щелевое сопло не мешал циркуляции, щелевое сопло для ввода загрязненного газа в частном случае лучше располагать в стенке за ребром одного из уступов, при этом глубина уступа b может быть выполнена не менее ширины S щелевого сопла.

На внутренней поверхности корпуса может быть выполнено от четырех до двенадцати уступов.

Если поперечное сечение стенки за ребром уступа имеет полукруглый профиль, то циркуляционный поток за уступом будет более равномерным, что улучшает осаждение мелких частичек пыли.

Для лучшего прилипания потока газа к стенке за уступом и чтобы движение основного потока было в основном ламинарным, сегмент корпуса от углубления уступа до ребра следующего уступа имеет плавный в поперечном сечении профиль.

В частности, расстояние f от ребра уступа до наружной стенки вертикальной цилиндрической камеры связано с глубиной уступов b соотношением f ≥ 2b. В этом случае вертикальный поток не коснется внешней стенки вертикальной цилиндрической камеры и следовательно не возникнут ненужные дополнительные завихрения, ухудшающие процесс очистки газа.

Для лучшей очистки газа расстояние L от нижней кромки щелевого сопла до плоскости, проходящей через верхнюю кромку обечайки, может быть больше или равно 1/3h, где h - высота щелевого сопла.

В частности, для того, чтобы поток очищенного газа внизу корпуса двигался с малой скоростью и не увлекал осаждающие мелкодисперсные частички пыли за собой, соотношение внутренних диаметров выходного патрубка и вертикальной цилиндрической камеры равно 1 : (3 - 5).

Устройство для отвода очищенного газа, в частном случае, может быть выполнено в виде отсасывающего вентилятора.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 приведена общая конструкция пылеуловителя в разрезе.

На фиг. 2 - разрез по А-А в диаметральной плоскости.

На фиг. 3 - разрез по А-А в диаметральной плоскости для конструкции с полукруглой в поперечном сечении стенкой корпуса за уступом.

На фиг. 4 приведен общий вид пылеуловителя.

Пылеуловитель содержит цилиндрический корпус 1 (фиг. 1). В верхней части корпуса 1 тангенциально установлено щелевое сопло 2 для ввода загрязненного газа. По образующим внутренней поверхности корпуса 1, в направлении входного потока загрязненного газа, выполнены уступы 3 (фиг. 1, 2). В нижней части корпуса 1 соосно установлена обечайка 4, отделяющая пространство у стенок корпуса 1 от центральной части. Пространство внутри обечайки 4 сообщено с полостью 6 вертикальной цилиндрической камеры 5, расположенной над обечайкой 4. Полость 6 вертикальной цилиндрической камеры 5 через выходной патрубок 7 сообщена с устройством 8 для отвода очищенного газа (фиг. 4). К нижней части корпуса 1 присоединен бункер 9 для сбора пыли (фиг. 1, 4).

В частных случаях выполнения конструкция пылеуловителя характеризуется следующими признаками и параметрами.

Щелевое сопло 2 для ввода загрязненного газа расположено в стенке 10 за ребром 11 одного из уступов 3. Поперечное сечение стенки 10 за ребром 11 уступа 3 может иметь полукруглый профиль (фиг. 3).

Сегмент 12 корпуса от углубления уступа 3 до ребра следующего уступа 3 имеет плавный в поперечном сечении профиль. Расстояние f от ребра уступа 3 до наружной стенки вертикальной цилиндрической камеры 5 связано с b глубиной уступов 3 соотношением f ≥ 2b (фиг. 2), чтобы поток не касался стенок камеры 5.

Расстояние L от нижней кромки щелевого сопла 2 до плоскости, проходящей через верхнюю кромку обечайки 4 (фиг. 1) для лучшего очищения потока газа от мелкой пыли должно быть выбрано больше или равно 1/3h, где h - высота щелевого сопла 2.

Пылеуловитель работает следующим образом.

Поток газа с пылью поступает внутрь корпуса 1 через щелевое сопло 2. Щелевое сопло 2 формирует вертикальный плоский поток, который распространяется вдоль стенки корпуса 1. Встречая уступы 3, поток газа отклоняется к стенке корпуса 1, а за уступом 3 возникает зона пониженного давления, в которой в свою очередь возникает циркуляционный поток. Крупные и средние частички пыли трутся о стенки корпуса 1, теряют энергию и падают по стенке вниз, в бункер 9 для сбора пыли. Мелкие частички циркулируют в зоне за уступом 3 и постепенно опускаются также в бункер 9.

Поток газа по спирали постепенно перемещается вниз корпуса 1. Из зоны внутри обечайки он отсасывается вверх, поступая сначала в полость 6 вертикальной цилиндрической камеры 5, а затем в выходной патрубок 7 под действием устройства 8 для отвода очищенного газа. Устройство 8 может быть вентилятором или эжектором.

Так как диаметр d выходного патрубка 7 связан с диаметром D вертикальной цилиндрической камеры 5 (фиг. 1) соотношением 1 : (3 - 5), то поток воздуха внутри обечайки 4 и в камере 5 имеет небольшую скорость и не увлекает частички пыли.

Конструкция корпуса и основных деталей может изготавливаться из листового материала путем сварки.

Пылеуловитель эффективен в работе, практически не требует обслуживания и может очищаться путем запуска в пылеуловитель газового потока с крупнодисперсными частицами.

Изобретение предназначено для очистки газовых потоков от дисперсных частиц и пыли. Пылеуловитель содержит цилиндрический корпус, в верхней части которого тангенциально установлено щелевое сопло для ввода загрязненного газа, по образующим внутренней поверхности корпуса, в направлении входного потока загрязненного газа, выполнены уступы, а в нижней части корпуса соосно установлена обечайка, отделяющая пространство у стенок корпуса от центральной части. Пространство внутри обечайки сообщено с полостью вертикальной цилиндрической камеры, расположенной над обечайкой, и далее через выходной патрубок сообщено с устройством для отвода очищенного газа. К нижней части корпуса присоединен бункер для сбора пыли. Устройство обеспечивает простоту, удобство обслуживания. 9 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Пылеуловитель, характеризующийся тем, что содержит цилиндрический корпус, в верхней части которого тангенциально установлено щелевое сопло для ввода загрязненного газа, а по образующим внутренней поверхности корпуса, в направлении ввода потока загрязненного газа, выполнены уступы, в нижней части корпуса соосно установлена обечайка, отделяющая пространство у стенок корпуса от центральной части, пространство внутри обечайки сообщено с полостью вертикальной цилиндрической камеры, расположенной над обечайкой, и далее через выходной патрубок сообщено с устройством для отвода очищенного газа, а к нижней части корпуса присоединен бункер для сбора пыли. 2. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что глубина уступа выполнена не менее ширины щелевого сопла. 3. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что щелевое сопло для ввода загрязненного газа расположено в стенке за ребром одного из уступов. 4. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности корпуса выполнено от четырех до двенадцати уступов. 5. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что поперечное сечение стенки за ребром уступа имеет полукруглый профиль. 6. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что сегмент корпуса от углубления уступа до ребра следующего уступа имеет плавный, в поперечном сечении, профиль. 7. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что расстояние f от ребра уступа до наружной стенки вертикальной цилиндрической камеры связано с глубиной уступов b соотношением f ≥ 2b. 8. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что расстояние L от нижней кромки щелевого сопла до плоскости, проходящей через верхнюю кромку обечайки больше или равно 1/3h, где h - высота щелевого сопла. 9. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что соотношение внутренних диаметров выходного патрубка и вертикальной цилиндрической камеры равно 1 : (3 - 5). 10. Пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что устройство для отвода газа выполнено в виде отсасывающего вентилятора.