Дымовая труба Советский патент 1984 года по МПК F23J11/00 

Изобретение относится к устройствам для удаления дьмовых и вентиля ционных выбросои в атмосферу и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для наименьшего рассеивания газообразных отбросов в районе их выброса.

Известно устройство для удаления дымовых газов, включающее дымоход, на конце которого установлен вращающийся конусообразной оголовок, на внутренней поверхности которого имеется спиральная канавка и лопасти, установленные между ее витками Cl).

Недостатком известного устройства является небольшая высота подъема газов над устьем конусного оголовка вследствие того, что дьмовые газы выбрасьтаются в атмосферу вихрем, имеющим вращение выбрасываемых газов в горизонтальной плоскости, а не в виде тороидального вихря, относитель но высокого гидравлического сопротив 7ения начинки оголовка и несправедливых потерь энергии на закрутку атмосферного воздуха, подсасываемого внутрь восходящего вихря дыгювых газов.

Наиболее близкой к предлагаемой является дымовая труба, содержащая ствол, ускоритель выброса газов, имеющий гибкую диафрагму, и привод возвратно-поступательного перемещения диафрагмы С 2 0.

Недостатком указанной дымовой трубы является небольшая высота подъма дымовых газов над выходным отверстием вследствие низкой скорости выброса газов в атмосферу, так как воздействующая на газы диафрагма соединена с приводом возвратно-поступательного перемещения, который создает только последовательно нарастающее плавное усилие на диафрагму и позтому удаляемые газы не получают высокого ускорения выброса. При этом заполнение газами пространства над диафрагмой через отверстия ускорителя из полости ствола, требует неоправданных затрат знергии и увеличивает время между выбросами порций газов в атмосферу, что не возволяет эффективно использовать устройство и снижает его производительность.

Цель изобретения - снижение концентрации вредных веществ в приземном слое воздуха за счет увеличения высоты выброса дымовых газов.

Указанная цель достигается тем, что в дымовой трубе, содержащей ство снабженный.в верхней части конусным оголовком, в полости которого смонтирован ускоритель выбросу, газов в виде камеры с входным и выходным отверстиями, в полоста-которой установлена гибкая диафрагма с приводом перемещения,.камера ускорения выброса газов выполнена в виде расширяющегося книзу конуса, образованного упругогибкой спиральной лентой, внешняя кромка каждого витка которой снабжена бортиком, а гибкая диафрагма смонтирована в нижней части винтовой камеры и снабжена грузом и приводом осевого перемещения со спусковым механизмом.

Выполнение камеры из упругогибкой спиральной ленты, образующей полый конус, позволяет создать ударную нагрузку на выбрасываемые в атмосферу газы и сконцентрировать при этом всю энергию потока на входном отверстии. Снабжение высокими бортиками витков ленты позволяет пропускать газы в полость камеры без излишних затрат энергии, но и отсекать порцию газа, не позволяя рассеивать

энергию сжимающейся ленты путем утечки газов в щели между витками.

Размещение диафрагмы внизу ленты и снабжение ее грузом позволяет более полно передать энергию ударного сжатия ленты и создать благоприятные аэродинамические условия для формирования, адаптации и отсечки тороидального вихря в заключительной фазе выброса газов в атмосферу.

На фиг, 1 и фиг. 2 схематически изображена предлагаемая дымовая труба в двух фазах работы, продольный разрез.

Дымовая труба содержит ствол 1, оголовок 2, в полости которого смонтирован ускоритель 3 выброса газов, состоящий из камеры 4 с отверстием 5, выполненной в виде конусной, упругогибкой спиральной ленты 6. Спиральная лента 6 имеет наибольшие диаметры витков внизу, а внешняя верхняя или нижняя кромка каждого витка снабжена высоким бортиком 7. Внизу камеры 4 размещена гибкая диафрагма 8 с дополнительным грузом 9, который соединен с приводом спускового механизма 10. Механизм может состоять, например, из стального сердечника 11, помещенного. в центральную часть электрической

3 .1

обнотки 12, на которую периодично

поступает ток.

Дымовая труба работает следующим образом.

Ускоритель 3 находится в первом рабочем положении (фиг. 1). На обмотку 12 подается напряжение и движется ток, сердечник 11 втягивается в обмотку 12 механизма 10, лента 6 растягивается и бортики 7 открывают полость камеры 4. По стволу 1 движутся дымовые газы, как правило, под невысоким избыточным давлением. Газы, огибая бортики 7, заполняют камеру 4, проходя между витками ленты 6.

Затем напряжение с обмотки 12 механизма 10 снимается, на сердечник 11 не действует электромагнитная сила, поэтому усилие деформационного напряжения ленты 6 заставляет камеру 4 молниеносно-ударным движением резко сократить в нескольно раз объем. Газы, находящиеся внутри камеры 4, . сжимаются мгновенно до высокого давления. В процессе сжатия витков ленты 6 бортики 7, друг за друга, предотвращают утечку газа обратно в полость оголовка 2. Конусная форма спиральных витков лейты 6 позволяет очень резко сократить объем камеры 4 и сконцентрировать большой импульс энергии газов на отверстии 5. Одновременно, в момент окончания сжатия ленты 6, гибкая диафрагма 8 продолжает двигаться вверх за счет момента инерции, которым она обладает вследствие массы груза 9, что позволяет создать благоприятные аэродинамические условия для полноты передачи импульса количества движения удаляемым газом.

Порция газов в полости камеры 4 сжимается и, получив высокий импульс движения, через отверстие 5 выбрасывается в атмосферу с высокой скоростью, где формируется в тороидальный вихрь, который адаптируется в свободной атмосфере, отсекается от оголовка 2. Высокую скорость движения газам придает конусная спиральная: лента в с бортиками 7, адаптацию и отсечку вихря придает изгибание диафрагмы 8 вверх, под инерционным

усилием груза 9,

После сжатия ленты 6 на механизм 10 вновь подается электроэнергия и весь описанный процесс выброса газов повторяется.

15424

Предложенная дымовая труба имеет , следующие преимущества в Сравнении с прототипом:

высокую скорость выброса позиции газов в атмосферу вследствие создания ударного воздействия на них;

отбор очередной порции газбв непосредственно в объеме ствола без дополнительных затрат на различные Q перетоки через отверстия (здесь растяжка ленты 6 одновременно с созданием деформационного напряжения выполняет и отбор очередной порции газов ;

сохранение и полнота передачи ударного усилия за счет перекрытия щелей бортиками;

наличие спускового механизма позволяет увеличить скорость ударного воздействия на газы;

конусная форма ленты 6 позволяет сосредоточить наибольщее усилие удара на небольшой площади выходного отверстия и увеличить объем рабочей порции выбрасываемых газов; 5 сформировать плотньй тороидальный вихрь в атмосфере из газов, создать хорошие аэродинамические условия адаптации его в атмосфере и отрыва от оголовка.

Технико-экономические преимущества от использования изобретения в сравнении с базовым объектом, за который принята обычная дымовая труба отопи тельной или промьшленной котельной, высотой в 50. м,заключается в следующем

снижении капитальных затрат в

4 раза за счет исключения необходимости строительства ствола высотой в 50 м; подъем газов производится порциями в виде тороидальных вихрей,

которые самостоятельно поднимаются

на эту высоту, а устье дымовой

трубы устанавливается на уровне

крьш1И производственного здания;

срок службы неограничен, так

как в предлагаемом устройстве все элементы можно заменить, а в прототипе при износе ствола его полностью строят заново;

подъем газов производится на высоту в полтора раза вьше за счет формирования из газа тороидальных вихрей; регулирование высоты выброса вредностей в зависимости от метеоусловий в районе их рассеивания,

так как в предлагаемом устройстве можно регулировать скорость выброса газов, а следовательно, и высоту подъема газов в атмосферу.

ДЫМОВАЯ ТРУБА, содержащая . ствол, снабженный в верхней части конусным оголовком, в полости которого смонтирован ускоритель выброса газов в виде камеры с входным и выходным отверстиями, в полости которой установлена гибкая диафрагма с приводом осевого перемещения, отличающаяся тем, что, с целью снижения концентрации вредных веществ в приземном слое воздуха за счет увеличения высоты выброса дымовых газов, камера ускорения выброса газов выполнена в виде расширяющегося книз.у конуса, образованного упругогибкой спиральной лентой, внушняя кромка каждого витка которой снабжена бортиком, а гибкая диафрагма смонтирована в нижней части винтовой камеры § и снабжена грузом и приводом осевого перемещения со спусковым механизмом. (Л