Устройство для выброса газов в атмосферу Советский патент 1990 года по МПК F23J11/00 

Изобретение относится к устройствам для выброса дымовых газов в атмосферу и предназначено для охраны окружающей среды.

Цель изобретения - увеличение высоты выброса газов в атмосферу.

На фиг. 1 изображено устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - вид В на фиг. 1.

Устройство для выброса газов в атмосферу содержит камеру 1 с выходным отверстием 2 для газов, расположенный в ней ускоритель газового потока, выполненный в виде по.його цилиндра 3, установленного вертикально внутри камеры 1 с зазором относительно ее внутренней поверхности на сплошной кольцевой опоре 4,имеющей кл-апаны 5, и поршня 6, диаметр которого равен внутреннему диаметру цилиндра 3. Поршень 6 установлен с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси цилиндра 3, для чего снабжен приводом возвратно-поступательного перемещения. Цилиндр 3 открыт снизу таким образом, что существует зазор между дном камеры 1 и Н1сжним торцом цилиндра 3.

Полость 7, образованная внутренней поверхностью цилиндра 3 под поршнем 6, соединяется с дймовой трубой 8 дымоходом 9, имеющим нормально- открытый- клапан 10. Верхняя торцовая часть наружной поверхности цилиндра 3 вьшолнена в виде профилированного тела вращения с параболической образующей, обеспечивающей формирование тороидального вихревого кольца из

10

15

лопа, выполненный в виде .зонтичной конструкции, включает выполненные с шарнирами 16 спицы 17, шарнирно сое диненные с опорой 18, неподвижно ус тановленной на верхней торцовой гфо филированной части цилиндра 3. Межд спицами 17 натянут тонкий мягкий га зонепроницаемый материал 19,вьтолне ньй, например, из стойкого к химиче КИМ и температурным вoздeйdтвиям по лимерного материала. Число спиц 17 и способы крепления к ним материала 19 такие же, как у бытового зонта, Спии;ы 17 вместе с материалом 19 обр зуют створки механизма 14 выхлопа, Спицы 17 в раскрытом виде равномерн расходятся от шарнирной опоры 18 та ким образом, что материал 19 целжо закрывает выходное отверстие 2 для газов. .Число спиц 17 равно числу спиц 20, шарнирно соединенных одним концом Со спицами 17 через шарниры 16, а другим к шарнирному ползуну 2 способному перемещаться вдоль верти кальной оси стержня 22, неподвижно закрепленного на опоре 18. Ползун 21 приводится в действие приводом возвратно-потупательного движения (не показан), работа которого согла сована с работой поршня 6. При закр тых створках механизма 14 выхлопа .материал 19 прижат спицами 17 к вер нему торцу камеры 1, а в открытом п ложении механизма 14 выхлопа спицы 17 прижаты к стержню 22, а материал 19 свободно висит между спицами 17. Внутренний диаметр камеры 1 над сплошной кольцевой опорой 4 с клапа нами 5 монотонно уменьшается в напотверстия для га

20

25

30

35

дымовых газов. Наружная кромка верх- равлении выходного

ней части наружной поверхности ци-зов 2, достигая своего минимальнолиндра 3 выполнена острой для усиле-го значения на уровне острой наруж- ния завихрения и лучшего формирования

ной кромки верхней части наружной п верхности цилиндра 3, В результате, образуется дшЪфузорный кольцевой ка нал 15J образованный наружной боково поверхностью цилиндра 3 и внутренней поверхностью камеры 1. Минимальный внутренний диаметр камеры 1 остается

тороидального вихревого кольца. Верхняя торцовая часть цилиндра 3, выполненная в виде профилированного тела вращения, имеет кольцевые отверстия 11, расположенные на периферии верхней торцовой части цилиндра 3

45

ной кромки верхней части наружной поверхности цилиндра 3, В результате, образуется дшЪфузорный кольцевой канал 15J образованный наружной боковой поверхностью цилиндра 3 и внутренней поверхностью камеры 1. Минимальный внутренний диаметр камеры 1 остается

по окружности с центром на продольной 50 постоянным выше уровня острой наружной

йе

10

15

6102004

лопа, выполненный в виде .зонтичной конструкции, включает выполненные с шарнирами 16 спицы 17, шарнирно соединенные с опорой 18, неподвижно ус-, тановленной на верхней торцовой гфо- филированной части цилиндра 3. Между спицами 17 натянут тонкий мягкий газонепроницаемый материал 19,вьтолнен- ньй, например, из стойкого к химичес- о КИМ и температурным вoздeйdтвиям полимерного материала. Число спиц 17 и способы крепления к ним материала 19 такие же, как у бытового зонта, Спии;ы 17 вместе с материалом 19 обра.- зуют створки механизма 14 выхлопа, Спицы 17 в раскрытом виде равномерно расходятся от шарнирной опоры 18 таким образом, что материал 19 целжом закрывает выходное отверстие 2 для газов. .Число спиц 17 равно числу спиц 20, шарнирно соединенных одним концом Со спицами 17 через шарниры 16, а другим к шарнирному ползуну 21, способному перемещаться вдоль вертикальной оси стержня 22, неподвижно закрепленного на опоре 18. Ползун 21 приводится в действие приводом возвратно-потупательного движения (не показан), работа которого согласована с работой поршня 6. При закрытых створках механизма 14 выхлопа .материал 19 прижат спицами 17 к верхнему торцу камеры 1, а в открытом положении механизма 14 выхлопа спицы 17 прижаты к стержню 22, а материал 19 свободно висит между спицами 17. Внутренний диаметр камеры 1 над сплошной кольцевой опорой 4 с клапанами 5 монотонно уменьшается в напотверстия для га20

25

30

35

равлении выходного

го значения на уровне острой наруж-

ной кромки верхней части наружной поверхности цилиндра 3, В результате, образуется дшЪфузорный кольцевой канал 15J образованный наружной боковой поверхностью цилиндра 3 и внутренней поверхностью камеры 1. Минимальный внутренний диаметр камеры 1 остается

Изобретение относится к устройствам для выброса дымовых газов в атмосферу и может быть использовано для охраны окружающей среды от загрязнения вредными выбросами. Целью изобретения является увеличение высоты выброса газов в атмосферу. Устройство для выброса газов в атмосферу содержит камеру 1 с выходным отверстием 2 для газов, полый цилиндр 3, установленный на опоре 4 с клапанами 5, поршень 6. Верхняя часть цилиндра 3 выполнена в виде профилированного тела вращения и имеет кольцевые отверстия 11. При подаче дымовых газов при заполнении полости 7 поршень 6 вытесняет их в зазор между камерой 1 и цилиндром 3 и в диффузорный кольцевой канал 15. Срабатывает механизм выхлопа 14 зонтичной конструкции и тороидальное вихревое кольцо с дополнительной закруткой дымовых газов выбрасывается в атмосферу. 4 ил.

оси цилиндра 3, соединяющие внутреннюю полость 12, образованную внутренней поверхностью далиндра 3 над поршнем 6, с рабочей полостью 13, образованной верхней торцовой частью на- РУЖ.НОЙ поверхности цилиндра 3, внутренней поверхностью камеры 1 и меха- низмом 14 выхлопа. Механизм 14 выххромки верхней части поверхности цилиндра 3.

Устройство работает следующим образом.

При подаче дымовых газов из дымовой трубы 8 через дымоход 9 и нормально-открытый клапан 10 полость 7 заполняется дымовыми газами. При полном заполнении полости 7 по сигналу датчика поршень 6 приводится в движение приводом возвратно-прступател ного перемещения вдоль вертикальной оси цилиндра 3 вниз, вытесняя дымовые газы в зазор между внутренней поверхностью камеры 1 и внешней поверхностью 1щлиндра 3, где по закону по- CTOHHtTBa расхода дымовые газы ускоряются. При этом нормально-открытый клапан 10 закрывается, препятствуя выходу газов через дымоход 9 обратно в дымовую трубу 8. Пройдя через открытые клапаны 5, установленные на кольцевой опоре 4 , дымовые газы попа- дайт в диффузорный кольцев ой канал 15, где они приобретают дополнительную вертикальную составляю1 1ую скорости, которая имеет максимальное значение на уровне острой наружной кромки верхней части наружной поверхности 1щлиндра 3, где проходное сечение имеет минимальную площадь. Обтекая с большой скоростью острую наружную кромку верхней части наружной поверхности цилиндра 3, дымовые газы претерпевают значительные возмущения и завихряются, образуя тороидальное вихревое кольцо, формированию которого способствует профиль верхней торцовой части наружной поверхности цилиндра 3 в виде 1трофилирован о; ,j тела вращения с параболической обраэ лцей. Степень закрутки тороидального вихревого кольца значительЕГо усилиБае 1 ся благодаря наличию отверстий 11, через которые воздух, находямиисл в рабочей полости 13, под действием разрежения вызва}шого движением поршня 6 вниз относительно продольной оси цилиндра 3, поступает в полость 12, увлека за собой часть дымовых газов. Из-за малого расстояния между минимальным сечением диффузорного кольцевого ка- нала 15 и отверстиями 11 в газовой среде возникает система источник - сток, что позволяет рассматривать эту систему подачи и отвода газа как объемный диполь. По окончании вытеснент я дымовых газов из полости 7 поршень 6 останавливается, а дымовые газы продолжают по инерции совершать круговое движение. Система источник - сток исчезает, а объемный диполь окончательно формируется в тороидальное вихревое кольцо из дымовых газов с организованной структу10

15

20

25

30

5

0

5

0

5

рой и значительной степенью закрутки При этом срабатывает механизм 14 выхлопа, время срабатывания привода которого согласовано с работой поршня 6. Створки механизма 14, имеющего зонтичную конструкцию, складываются, поднимаясь к оси камеры 1 вверх, открывая выходное отверстие 2 для газов. При этом дымовые газы, сформи- рованные в тороидальное вихревое кольцо, получают дополнительную закрутку вследствие совпадения направлений векторов угловых скоростей вращения закрученных дымовых газов в сечении тороидального вихревого кольца и движения створок механизма 14 выхлопа, которые увлекают за собой частицы газа, дополнительно закручивающие тороидальное вихревое кольцо и ускоряющие его в направлении вертикальной оси камеры 1. Вследствие этого тороидальное вихревое кольцо с дополнительной закруткой дымовых газов отрывается от поверхности верхней части наружной поверхности цилиндра 3, выполненного в виде профилированного тела вращения, и, увлекаемое разрежением, возникающим от движения створок механизма 14 выхлопа и собственной подъемной силой, выбрасывается из устройства в атмосферу. Затем механизм 14 выхлопа возвращается в исходное положение. Поршень 6 поднимается вверх, при этом - клапаны 5 закрываются, отсекая полость 7 от остального объема устройства и от внешней среды. При подъеме поршня 6 возникающее разрежение способствует быстрому и полному заполнению полости 7 дымовыми газами, поступающими из дымовой трубы 8 через дымоход 9 и открытый при подъеме поршня б клапан 10, В верхнем исходном положении поршень 6 остар1авлива- ется и по сигналу датчика о полном заполнении дымовыми газами полости 7 поршень 6 приводится в движение приводом возвратно-поступательного перемещения вдоль вертикальной оси цилиндра 3 ВНИЗ , и цикл повторяется,

Повьпиенная с помощью такого устройства устойчиво.сть тороидального вихревого кольца, обусловленная значительной степенью закрутки дымовых газов, возникающей из-за обтекания ускоренным газовьич потоком острой на- р гжной кромки верхней части наружной поверхности цилиндра 3, образования системы источник - еток и как следствие этого объемного диполя, а также вследствие дополнительной зак рутки тороидального вихревого кольца механизмом выхлопа,.позволит дымовым газам подняться на большую высоту с меньшей, вероятностью быть рас- сеянньши атмосферными течениями у поверхности земли.

.Технико-экономическая эффективность устройства обуславливается уве- ,личвнием высоты выбррса газов в атмосферу, что приводит к снижению при- земНой концентрации вредных веществ в районе выброса и уменьшению высоты трубы, что дает эффект экономии материальных и денежных сред.ств, Формула изобретения

V -

Устройство для выброса газов в

атмосферу, содержащее камеру с выход HbiM отверстием дпя газов и расположённый в ней ускоритель газового

потока, отличающееся тем, что, с целью увеличения высоты выброса газов в атмосферу, ускоритель выполнен в виде полого цилиндра, установленного вертикально внутри камеры с зазором относительно ее внутренней поверхности на сплошной кольцевой опоре с клапанами и снабженного приводом поршня, диаметр которого ра-. вен диаметру цилиндра, установленного с возможностью перемещения вдоль вертикальной оси цилиндра, причём цилиндр открыт снизу, а его верхняя часть выполнена в виде профилированного тела вращения с острыми кромками и отверстиями, расположенными по окружности и -соединяющими внутреннюю полость цилиндра над поршнем с выходным отверстием для газов, которое имеет механизм выхлопа, выполненный в виде зонтичной конструкции, установленной на верхней части цилиндра и снабженной приводом. I

/1-А

11

Фиг. 2