Воздухоочистительное устройство Советский патент 1986 года по МПК B01D45/04 

1

12

Изобретение относится к очистке воздуха от пыли, а именно к воздухоочистителям систем воздухоснабжения силовых агрегатов локомотивов.

На фиг, 1 изображено, воздухоочистительное устройс- во, продольный разрез; на; фиг.2 - разрез А-А на фиг i1 , . Ч

Возд ухоочистительШе устройство соде)жкт корпус 1 с установленными в нем баллистическими элементами - соплами-диффузорами 2 круглого сечения с углом раскрытия диффузоров 19®, по оси которых установлены конические уловители 3 пыли, оборудованные боковыми отводными патрубками 4, и канал 5 подвода загрязненного воздуха, на входе в который установлен турбулизатор 6, выполненный в виде защитной решетки с пластинами 7, размешенными параллельно направлению воздушного потока.

Воздухоочиститель работает следующим образом.

Запыленный воздух, втекая в канал 5, турбулизуется на входе за счет наличия турбулизатора 6, Поступая затем последовательно b конфузорнуго (сопловуь)) ив диффузорную части элементов 2, воздушный поток движется по криволинейной траектории, направленной выпуклостью к уловителю 3 пыли, За счет действия центробежных сил пылевые частицы концентрируются в центральной области диффузоров, имея при этом значительнз ю скорость, полученную при разгоне в сопле, вследствие чего они под действием сил инерции, а также из-за наличия отсоса сепарируются в уловителе 3 пыли.

Уловленные загрязнения вместе с отсасываемым воздухом последовательн через боковые отводные патрубки 4, полости 8 между элементами 2 и общий канал 9 отвода загрязнений при помощи вспомогательного устройства (не показан), например, вентилятора, удаляются в атмосферу. При зтом частицы газа из Центральных областей диффузора, имеющие значительную кинетическую энергию, вследствие турбулентных пульсаций попадают в пристеночную зону течения, сду;вая образовавшийся там отрьш погранслоя, чем обуславливается резкое уменьшение сопротивления в сравнении с известным устройством.

2499

Преимуществом даннох о устройства является применение турбулизатора для снижения аэродинамического сопротивления посредством уменьшения

5 сопротивления функционально самостоятельных (с точки зрения очистки воздуха) его частей - баллистических элементов, а также применение загоит- ной решетки в качестве турбулизато0 ра, обеспечивающего снижение сопротивления устройства.

Для данного воздухоочистителя (батарейного баллистического) выбран оптимальный тип турбулизатора, соз5 дающий степень турбулизации потока, достаточную для обеспечения минимального сопротивления воздухоочистительного устройства, содержащего батарейный баллистический воздухоочис20 титель и защитную решетку, чем обеспечивается их неразрывная взаимосвязь (объединение в единое функциональное целое).

Целесообразность установки турбу5 лизатора на входе в канал подвода

загрязненного воздуха к батарейному . баллистическому воздухоочистителю, содержащему сопла-диффузоры с углом раскрытия больше оптимальноI o, для

30 уменьшения его аэродинамического сопротивления установлена в результате специальных исследований.

Б совокупности с решеткой применяется батарейный баллистический воз,- духоочиститель, состоящий из элементов конфузорно-диффузионного профиля. Для таких элементов турбулизации потока на входе установка перед ними (по ходу воздуха) решетки, 40 как установлено-В результате специальных испытаний, приводит к резкому уменьшению аэродинамического сопротивления, при этом суммарное сопротивление устройства, включающе45 го решетку и баллистический воздухоочиститель, меньше, чем сумма сопротивлений отдельно взятых решетки и элементов воздухоочистителя. Причиной з еньщения сопротивления являет50 ся турбулизация ламинарного пограничного слоя (что обуславливает , 5гменьщение его размеров) в проточ- ной части баллистических элементов.

55 Уменьшение размеров ламинарного пограничного слоя при его турбулизации обуславливает уменьшение так называемой толтины вытеснения, а еле31

довательно, и потерь энергии (давления) в пограничном слое,

Для данного устройства отрыв ламинарного пограничного слоя в диффу- зорной части усугублен сжатием потока в центральном направлении в его конфузорной части (сопле). Иными словами воздух, устремляясь в сопле от периферии, к центру, продолжает за счет своей инерционности перемещение в этом направлении и в небольшой части диффузора, что достаточно, однако при большем угле раскрытия диффузора для образования отрьгоа ламинарного пограничного слоя от стенок. Следствием этого является перекрытие зоной отрыва проходного сечения диффузора, а значит, и значительное сопротивление баллистического элемента. При турбулизации потока на входе в баллистический воздухоочиститель за счет турбулентных пульсаций воздуха осуществляется перенос части воздуха из центральной зоны потока, именщей / значительную кинетическую энергию, в зону отрьгоа, что приводит к его турбулизации, распадению и попросту сдуванию, Зона отрыва уменьшается, а проходное сечение диффузора увеличивается, что сопровождается резким уменьшением сопротивления устройства.

Выполнение турбулизатора в виде защитной, решетки является целесообразным, так как в соответствии с тре99

Сованиями МПС входные отверстия воз- духозаборных каналов во избежание попадания вовнутрь крупных посторонних предметов должны быть перекрыты решетками. Поэтому установка на входе в канал турбулизатора, вьтол- ненного в виде защитной решетки, не приводит ни к увеличению массы, ни к увеличению габаритов батарейного баллистического воздухоочистителя.

Выбор в качестве, турбулизатора. решетки,состоящей из пластин, установленных параллельно направлению

воздушного потока, сделан по результатам испытаний, показавших, что она является наилучшей среди испытанных вариантов защитных решеток, так как аэродинамическое сопротивление входного участка, оборудованного такой решеткой (учитывая, сопротивление турбулизатора, канала загрязненного возд5оса, а также самого воздухоочистителя) является наименьшим,

Преимущество данного устройства в сравнений с известным заключается в меньшем аэродинамическом сопротивлении, что при применении на тепловозах позволяет уменьшить напор,

развиваемый вентиляторами систем воздухоснабжения силовых агрегатов окомотивов. Это позволяет соотвётст- енно снизить мощность на вспомогаельные нужды, и, как следствие, расод топлива.

.1

Ф14г.2

ВНИИПИ Заказ 669/9 Тираж 663 Подписное Филиал ППП Патент, г.Ужгород,ул.Проектная,4