СЕТЧАТЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 2018 года по МПК B01D47/06 

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является фильтр с вращающимися сетками, известный из патента РФ №2325940, содержащий корпус, установленный на укрытии источника паропылевой смеси, входной и выходной патрубки, фильтрующий элемент в виде вращающегося ротора, имеющего форму экспоноида вращения и выполненного из двух нержавеющих сеток, орошаемых форсунками, поддон для шлама и орошаемую зону фильтра в виде коаксиальной цилиндрической обечайки.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности распыления жидкости.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости форсунками.

Это достигается тем, что в сетчатом вертикальном фильтре, содержащем корпус, установленный на укрытии источника паропылевой смеси, входной и выходной патрубки, фильтрующий элемент в виде вращающегося ротора, имеющего форму экспоноида вращения и выполненного из двух нержавеющих сеток, орошаемых форсунками, поддон для шлама и орошаемую зону фильтра в виде коаксиальной цилиндрической обечайки, форсунки выполнены в виде вихревых форсунок, каждая из которых содержит полый цилиндрический корпус с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, и, закрепленную в нижней части корпуса, накидную гайку с рассекателем потока жидкости, причем в корпусе, соосно ему, выполнено цилиндрическое отверстие, в верхней части которого установлен сетчатый фильтр, а в нижней части установлена дроссельная шайба с жиклером и рассекателем, рассекатель потока жидкости прикреплен к торцевой поверхности накидной гайки и выполнен стержневого типа в виде усеченного тетраэдра, закрепленного к торцевой поверхности накидной гайки, ребрами которого являются стержни с закрепленными на них лопастями с упорами таким образом, чтобы была возможность их вращения от потоков, исходящих из дроссельной шайбы с жиклером форсунки, при этом ребра основания тетраэдра также соединены стержнями с закрепленными на них лопастями и упорами, а к поверхности пересечения торцевой поверхности накидной гайки с ее внешней поверхностью, прикреплен диффузор, охватывающий своей боковой конической поверхностью рассекатель потока жидкости, при этом выходное отверстие диффузора находится ниже основания усеченного тетраэдра, а само выходное отверстие соединено с дополнительным рассекателем, выполненным в виде круглой перфорированной пластины, перпендикулярной оси диффузора, при этом к перфорированной пластине присоединен сетчатый куполообразный элемент с вершиной, направленной в сторону от жиклера форсунки, а полость этого элемента заполнена пористым материалом, например проволокой типа «путанка», а осесимметрично выходному отверстию диффузора, к круглой перфорированной пластине дополнительного рассекателя, в ее центральной части, прикреплен центральный цилиндрический распылитель, выполненный в виде цилиндрической обечайки, сплошная часть которой расположена в сетчатом куполообразном элементе, полость которого заполнена пористым материалом, а перфорированная часть цилиндрического распылителя выходит за пределы сетчатого куполообразного элемента.

На фиг. 1 изображен продольный разрез вертикального фильтра с вращающимися сетками, на фиг. 2 представлена схема вихревой форсунки.

Вертикальный фильтр с вращающимися сетками представляет собой корпус в виде цилиндра высотой 1 м и диаметром 0,8 м, установленный на укрытии 8 источника паропылевой смеси 9. Фильтрующим элементом его является вращающийся ротор 1, имеющий форму экспоноида вращения и выполненный из двух нержавеющих сеток, орошаемых форсунками 4, соединенными с патрубком 10 подвода жидкости. На пути из укрытия до фильтрующего элемента паропылевая смесь проходит последовательно кольцевую завесу 5 стекающего в поддон 6 шлама и орошаемую зону фильтра 3 в виде коаксиальной цилиндрической обечайки. Укрупненные коагуляцией частицы входят в соприкосновение с фильтрующим элементом. Форма последнего рассчитана таким образом, что частицы под воздействием результирующей силы направляются на боковые стенки 2 фильтра, по которым стекают в поддон 6. Очищенный воздух через щель равномерного забора 7 выбрасывается в атмосферу.

Вихревая форсунка (фиг. 1) содержит полый корпус 11, состоящий из цилиндрической части с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру (на чертеже не показано) распределительного трубопровода для подвода жидкости, и, закрепленную в нижней части корпуса, накидную гайку 16 с рассекателем 17 потока жидкости. В корпусе 11, соосно ему, выполнено цилиндрическое отверстие 12, в верхней части которого установлен сетчатый фильтр 14, а в нижней части установлена дроссельная шайба 13 с жиклером 15.

Рассекатель 17 потока жидкости прикреплен к торцевой поверхности накидной гайки 16 и выполнен стержневого типа в виде усеченного тетраэдра, закрепленного к торцевой поверхности накидной гайки 16, ребрами 18 которого являются стержни с закрепленными на них лопастями 19 с упорами 20 таким образом, чтобы была возможность их вращения от потоков, исходящих из дроссельной шайбы 13 с жиклером 15 форсунки, при этом ребра основания тетраэдра также соединены стержнями с закрепленными на них лопастями и упорами.

К поверхности пересечения торцевой поверхности накидной гайки 16 с ее внешней поверхностью прикреплен диффузор 21, охватывающий своей боковой конической поверхностью рассекатель 17 потока жидкости, при этом выходное отверстие диффузора 17 находится ниже основания усеченного тетраэдра, а само выходное отверстие соединено с дополнительным рассекателем 22, выполненным в виде круглой перфорированной пластины, перпендикулярной оси диффузора 21, при этом к перфорированной пластине 22 присоединен сетчатый куполообразный элемент 23 с вершиной, направленной в сторону от жиклера 15 форсунки, а полость 24 этого элемента заполнена пористым материалом, например проволокой типа «путанка».

Работа форсунки с активным рассекателем осуществляется следующим образом.

При подаче жидкости в корпус 11 под действием перепада давления 0,4…0,8 МПа, она устремляется в цилиндрическое отверстие 12 через сетчатый фильтр 14, а затем в дроссельную шайбу 13 с жиклером 15. Из жиклера 15 потока жидкости попадает в рассекатель 17, в виде усеченного тетраэдра, закрепленного к торцевой поверхности накидной гайки 16, ребрами 18 которого являются стержни с закрепленными на них лопастями 19 с упорами 20 таким образом, чтобы была возможность их вращения от потоков, исходящих из дроссельной шайбы 13 с жиклером 15 форсунки, что позволяет увеличить мелко дисперсность фазы распыла жидкости.

Возможен вариант, когда осесимметрично выходному отверстию диффузора 21, к круглой перфорированной пластине 22 дополнительного рассекателя, в ее центральной части, прикреплен центральный цилиндрический распылитель 25, выполненный в виде цилиндрической обечайки, сплошная часть которой расположена в сетчатом куполообразном элементе 13, полость которого заполнена пористым материалом 24, а перфорированная часть 26 цилиндрического распылителя 25 выходит за пределы сетчатого куполообразного элемента 23.

Возможен вариант, когда к перфорированной части 26 обечайки цилиндрического распылителя 25 прикреплена круглая перфорированная пластина 27.

Возможен вариант, когда к круглой перфорированной пластине 27 цилиндрического распылителя 25 присоединен диффузор 28.

Возможен вариант, когда в диффузоре 28, выполненном в виде усеченной конической поверхности, перпендикулярно его оси, к внутренней поверхности, закреплена ось 29 расположенная посередине между перфорированной пластиной 27, и выходным сечением диффузора 28, при этом на оси 29 закреплены вращающиеся распылители 30, расположенные симметрично относительно оси корпуса 11, и выполненные в виде цилиндров с винтовыми канавками на поверхности, причем винтовые канавки вращающихся распылителей 30 имеют противоположное направление.

Вертикальный фильтр с вращающимися сетками работает следующим образом. Фильтрующим элементом его является вращающийся ротор 1, имеющий форму экспоноида вращения и выполненный из двух нержавеющих сеток, орошаемых форсунками 4. На пути из укрытия до фильтрующего элемента паропылевая смесь проходит последовательно кольцевую завесу 5 стекающего в поддон 6 шлама и орошаемую зону фильтра 3. Укрупненные коагуляцией частицы входят в соприкосновение с фильтрующим элементом. Форма последнего рассчитана таким образом, что частицы под воздействием результирующей силы направляются на боковые стенки 2 фильтра, по которым стекают в поддон 6. Очищенный воздух через щель равномерного забора 7 выбрасывается в атмосферу. Такие фильтры устанавливаются в местах наибольшего выделения паропылевой смеси, например, на перегрузочных узлах тракта возврата окатышей. Фильтры поместили на укрытиях перегрузочных узлов с удалением шлама через поддон, что позволило обойтись без часто выходящего из строя гидрозатвора. Вертикальное исполнение фильтров не мешало обслуживанию перегрузочных узлов и не требовалось применения подводящих воздуховодов, которые очень быстро засоряются налипающей пылью.

При среднем диаметре отверстия 21, находящемся в диапазоне 2,5…3,5 мм, и давлении подаваемой через впускное отверстие 13 жидкости под давлением 6…9 МПа обеспечивается распыление от 400 до 1000 кг/ч жидкости. Форсунка проста в изготовлении и обслуживании.

При начальной концентрации пыли 2,5 × 10^-3 кг/м³ степень очистки фильтров составляла 98,6%.

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности. Сетчатый вертикальный фильтр, содержащий корпус, установленный на укрытии источника паропылевой смеси, входной и выходной патрубки, фильтрующий элемент в виде вращающегося ротора, имеющего форму экспоноида вращения и выполненного из двух нержавеющих сеток, орошаемых форсунками, поддон для шлама и орошаемую зону фильтра в виде коаксиальной цилиндрической обечайки, форсунки выполнены в виде вихревых форсунок, каждая из которых содержит полый цилиндрический корпус с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, и, закрепленную в нижней части корпуса, накидную гайку с рассекателем потока жидкости, причем в корпусе, соосно ему, выполнено цилиндрическое отверстие, в верхней части которого установлен сетчатый фильтр, а в нижней части установлена дроссельная шайба с жиклером и рассекателем, рассекатель потока жидкости прикреплен к торцевой поверхности накидной гайки и выполнен стержневого типа в виде усеченного тетраэдра, закрепленного к торцевой поверхности накидной гайки, ребрами которого являются стержни с закрепленными на них лопастями с упорами таким образом, чтобы была возможность их вращения от потоков, исходящих из дроссельной шайбы с жиклером форсунки, при этом ребра основания тетраэдра также соединены стержнями с закрепленными на них лопастями и упорами, а к поверхности пересечения торцевой поверхности накидной гайки с ее внешней поверхностью прикреплен диффузор, охватывающий своей боковой конической поверхностью рассекатель потока жидкости, при этом выходное отверстие диффузора находится ниже основания усеченного тетраэдра, а само выходное отверстие соединено с дополнительным рассекателем, выполненным в виде круглой перфорированной пластины, перпендикулярной оси диффузора, при этом к перфорированной пластине присоединен сетчатый куполообразный элемент с вершиной, направленной в сторону от жиклера форсунки, а полость этого элемента заполнена пористым материалом, например проволокой типа «путанка», а осесимметрично выходному отверстию диффузора, к круглой перфорированной пластине дополнительного рассекателя, в ее центральной части, прикреплен центральный цилиндрический распылитель, выполненный в виде цилиндрической обечайки, сплошная часть которой расположена в сетчатом куполообразном элементе, полость которого заполнена пористым материалом, а перфорированная часть цилиндрического распылителя выходит за пределы сетчатого куполообразного элемента. Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости форсунками. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Сетчатый вертикальный фильтр, содержащий корпус, установленный на укрытии источника паропылевой смеси, входной и выходной патрубки, фильтрующий элемент в виде вращающегося ротора, имеющего форму экспоноида вращения и выполненного из двух нержавеющих сеток, орошаемых форсунками, поддон для шлама и орошаемую зону фильтра в виде коаксиальной цилиндрической обечайки, форсунки выполнены в виде вихревых форсунок, каждая из которых содержит полый цилиндрический корпус с внешней резьбой для подсоединения к штуцеру распределительного трубопровода для подвода жидкости, и, закрепленную в нижней части корпуса, накидную гайку с рассекателем потока жидкости, причем в корпусе, соосно ему, выполнено цилиндрическое отверстие, в верхней части которого установлен сетчатый фильтр, а в нижней части установлена дроссельная шайба с жиклером и рассекателем, рассекатель потока жидкости прикреплен к торцевой поверхности накидной гайки и выполнен стержневого типа в виде усеченного тетраэдра, закрепленного к торцевой поверхности накидной гайки, ребрами которого являются стержни с закрепленными на них лопастями с упорами таким образом, чтобы была возможность их вращения от потоков, исходящих из дроссельной шайбы с жиклером форсунки, при этом ребра основания тетраэдра также соединены стержнями с закрепленными на них лопастями и упорами, а к поверхности пересечения торцевой поверхности накидной гайки с ее внешней поверхностью прикреплен диффузор, охватывающий своей боковой конической поверхностью рассекатель потока жидкости, при этом выходное отверстие диффузора находится ниже основания усеченного тетраэдра, а само выходное отверстие соединено с дополнительным рассекателем, выполненным в виде круглой перфорированной пластины, перпендикулярной оси диффузора, при этом к перфорированной пластине присоединен сетчатый куполообразный элемент с вершиной, направленной в сторону от жиклера форсунки, а полость этого элемента заполнена пористым материалом, например проволокой типа «путанка», а осесимметрично выходному отверстию диффузора, к круглой перфорированной пластине дополнительного рассекателя, в ее центральной части, прикреплен центральный цилиндрический распылитель, выполненный в виде цилиндрической обечайки, сплошная часть которой расположена в сетчатом куполообразном элементе, полость которого заполнена пористым материалом, а перфорированная часть цилиндрического распылителя выходит за пределы сетчатого куполообразного элемента.

2. Сетчатый вертикальный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что к перфорированной части обечайки цилиндрического распылителя форсунки прикреплена круглая перфорированная пластина.

3. Сетчатый вертикальный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что к круглой перфорированной пластине цилиндрического распылителя форсунки присоединен диффузор.

4. Сетчатый вертикальный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что в диффузоре форсунки, выполненном в виде усеченной конической поверхности, перпендикулярно его оси, к внутренней поверхности, закреплена ось, расположенная посередине между перфорированной пластиной, и выходным сечением диффузора, при этом на оси закреплены вращающиеся распылители, расположенные симметрично относительно оси корпуса, и выполненные в виде цилиндров с винтовыми канавками на поверхности, причем винтовые канавки вращающихся распылителей имеют противоположное направление.