ПОПЕРЕЧНО-ПОТОЧНЫЙ РОТАЦИОННЫЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ Российский патент 2005 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 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 В 01 D 45/14. Инерционный пылеотделитель / Лельков В.Г., Терещенко Г.В. (RU). Заявлено 16.02.93. Опубл. БИ №28, 10.10.95).

Недостатком пылеуловителя является высокий удельный расход энергии на очистку воздуха вследствие преодоления дополнительного сопротивления, возникающего при вращении ротора и при повороте потока воздуха на 90° в центральной части ротора. Помимо этого в каналах ротора по его ширине возникает неравномерное распределение скоростей воздуха, характерное для центробежных машин (при удалении от рабочего колеса вентилятора скорость воздуха уменьшается), что снижает эффективность пылеулавливания.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности признаков к предлагаемому решению является поперечно-поточный ротационный пылеуловитель, содержащий корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с плоскими лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха, и снабженный с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки, установленные на корпусе напротив друг друга и сообщающиеся между собой посредством каналов ротора, пылесборник (патент РФ №2122462, МКИ⁶ В 01 D 45/14. Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель / Бурков А.И., Андреев В.Л., Казаков В.А. (RU). Заявлено 21.04.97. Опубл. БИ №33, 27.11.98).

Пылеуловитель работает по принципу диаметрального вентилятора и имеет плоскопараллельный поток воздуха во всей проточной части. От угла α установки плоских лопаток ротора зависит аэродинамический КПД и эффективность работы пылеуловителя. Для повышения аэродинамического КПД или эффективности пылеулавливания плоские лопатки могут устанавливаться под различным углом α к радиус-вектору (например, патент RU 2137529). Это приводит к сужению межлопаточных каналов, резкому повороту потока воздуха от радиального направления, возникновению отрыва потока и вихрей около кромок лопаток при движении его к центру ротора, удару о лопатки при движении от центра и в итоге - к увеличению потерь давления и снижению КПД пылеуловителя.

Задачей изобретения является повышение аэродинамического КПД поперечно-поточного ротационного пылеуловителя при сохранении эффективности пылеулавливания и простоты изготовления лопаток.

Поставленная задача решена с помощью предлагаемого поперечно-поточного ротационного пылеуловителя, содержащего корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с плоскими лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха, и снабженный с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки, установленные на корпусе напротив друг друга и сообщающиеся между собой посредством каналов ротора, пылесборник, при этом плоские лопатки ротора выполнены с изломом по длине, причем угол установки лопаток на внутреннем диаметре ротора β ₁=90± 5° .

Повышение аэродинамического КПД пылеуловителя при сохранении эффективности пылеулавливания достигается за счет создания безотрывного течения потока воздуха во всей проточной части ротора при отклоненных на угол α от радиус-вектора ротора наружных концах лопаток и установленных почти радиально внутренних концах лопаток. При этом сохраняется простота изготовления лопаток, повышается их жесткость и надежность конструкции ротора.

На фиг.1 изображена схема поперечно-поточного ротационного пылеуловителя, на фиг.2 - схема установки плоских, с изломом по длине лопаток ротора.

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

Вращающийся ротор 2 представляет собой колесо (фиг.2) с плоскими лопатками 7, выполненными с изломом по длине и образующими криволинейные каналы 8 для перемещения воздуха в поперечном направлении, и снабжен с боковых сторон сплошными дисками. Лопатки 7 ротора 2 установлены на внутреннем диаметре под углом β ₁=90± 5° . Наружные концы лопаток отогнуты от радиус-вектора ротора на угол α вперед или назад, величина которого зависит от требуемой степени очистки воздуха. Вращающийся ротор 2 (фиг.1) при большой его длине может иметь внутри вал. Входной 3 и выходной 4 патрубки установлены на корпусе 1 напротив друг друга, сообщаются между собой посредством каналов 8 ротора 2, имеют ширину, равную ширине корпуса и пылесборника.

Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель работает следующим образом.

Запыленный воздух, удаляемый, например, из пневмосистемы зерноочистительной машины, нагнетается во входной патрубок 3, попадает в криволинейные каналы 8 вращающегося ротора 2, проходит по ним сначала в центростремительном направлении, затем - в центробежном и выводится наружу через выходной патрубок 4. При этом частицы пыли, взаимодействуя с отогнутыми наружными концами плоских лопаток 7, отбрасываются за пределы вращающегося ротора 2 центробежными и кориолисовыми силами, попадают в пылесборник 5 и выводятся наружу устройством 6. Для повышения эффективности пылеулавливания наружные концы лопаток устанавливают отогнутыми назад (по ходу вращения ротора), а для снижения энергоемкости процесса - вперед (навстречу вращения ротора).

Наименьшие потери давления при движении потока воздуха во внутренней части ротора обеспечиваются при расположении лопаток вдоль вектора скорости. Это условие выполняется (теоретически - при бесконечном числе лопаток), когда вектор скорости на выходе из межлопаточных каналов в центростремительном направлении и вектор скорости на входе в межлопаточные каналы в центробежном направлении совпадают, т.е. угол β ₁ равен 90° . При конечном (малом) числе лопаток на выходе из межлопаточных каналов в центростремительном направлении вектор потока воздуха не совпадает с плоскостью лопаток, поэтому оптимальный угол β ₁&λτ;_{90° , а на выходе в межлопаточные каналы, наоборот, - угол β 1 должен быть более 90° . Оптимальное значение угла β 1 при различном числе лопаток и их параметрах (длине, угле установки на наружном диаметре) может быть меньше и больше 90° .}

Научными исследованиями и практикой конструирования диаметральных вентиляторов установлено, что оптимальные значения угла β ₁ находятся в пределах от 83 до 97° . При этом с увеличением числа лопаток ротора оптимальное значение β ₁ приближается к 90° .

При такой форме и установке лопаток поток воздуха движется по каналам 8 без отрыва и направляется радиально поперек ротора в его внутренней части, что снижает потери давления на удар о лопатки, местные потери и повышает аэродинамический КПД пылеуловителя при сохранении эффективности пылеулавливания и простоты изготовления лопаток.

Помимо этого плоские лопатки, выполненные с изломом по длине, имеют большую жесткость, чем прямые, что имеет важное значение для повышения надежности конструкции при большой длине ротора.

Изобретение предназначено для сухой очистки воздуха и газов от частиц пыли, в том числе 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. Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель содержит корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с плоскими лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха, и снабженный с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки, установленные на корпусе напротив друг друга и сообщающиеся между собой посредством каналов ротора, пылесборник. Плоские лопатки ротора выполнены с изломом по длине, причем угол установки лопаток на внутреннем диаметре ротора β=90±5°. За счет этого обеспечивается безотрывное движение потока воздуха в проточной части ротора, снижаются потери давления и повышается аэродинамический КПД пылеуловителя при сохранении эффективности пылеулавливания. 2 ил.

Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель, содержащий корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с плоскими лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха, и снабженный с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки, установленные на корпусе напротив друг друга и сообщающиеся между собой посредством каналов ротора, пылесборник, отличающийся тем, что плоские лопатки ротора выполнены с изломом по длине, причем угол установки лопаток на внутреннем диаметре ротора β₁=90±5°.