Акустический пылеуловитель Советский патент 1992 года по МПК B01D45/12 

Изобретение предназначено для очистки воздуха от пыли и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства.

Наиболее близким предлагаемому изобретению по конструкции является акустический пылеуловитель, который имеет корпус с тангенциальным входным патрубком, осевым выхлопным и пылевыпускным патрубком, акустический излучатель и инерционный отделитель.

Интенсификация процесса коагуляции пыли и увеличение эффективности ее улавливания достигается тем, что пылеуловитель дополнительно содержит пылеподво- дящий патрубок, воздухоотводящий патрубок и второй акустический излучатель, причем, первый акустический излучатель жестко установлен в пылеподводящем патрубке по оси входного патрубка пылеуловителя, а второй акустический излучатель установлен с возможностью вертикального перемещения в воздухоотводящем патрубке по оси пылеуловителя и установлен на

расстоянии, которое удовлетворяет соотношение -г 1- 1,2. где L - расстояние первого

акустического излучателя от пылеуловителя: I - расстояние второго акустического излучателя от оси входного патрубка. С целью создания скрещенных акустических полей первый акустический излучатель установлен перпендикулярно второму.

К недостаткам известной конструкции следует отнести сложность конструкции, большую энергоемкость и недостаточную эффективность улавливания пыли.

Целью предлагаемого изобретения является интенсификация процесса коагуляции пыли и увеличение эффективности ее улавливания.

Поставленная цель достигается тем, что в пылеуловителе, содержащем корпус с тангенциальным входным патрубком, осевым выхлопным и пылевыпускным патрубками акустический излучатель и инерционный отделитель, согласно изобретению, акустиче(Л

С

XI

О

ю ю о

ский излучатель выполнен в виде сирены, снабженной ротором, причем ротор акустической сирены через редуктор жестко закреплен на выхлопном патрубке установленном совместно с инерционным отделителем с возможностью вращения вокруг вертикальной оси пылеуловителя.

Сущность изобретения заключается в оптимизации конструкции акустического излучателя путем создания в пылеуловителе вращательного движения, как для инерционного отделителя и выхлопного патрубка, так и для ротора акустической сирены одним приводом, причем, соответствующие скорости их вращения вокруг вертикальной оси аппарата создаются при помощи редуктора.

На чертеже показан предлагаемый акустический пылеуловитель в разрезе.

Акустический пылеуловитель состоит из цилиндроконического корпуса 1 с тангенциальным входным патрубком 2, осевым пыле- выпускным патрубком 3. Внутри корпуса 1 коаксиально расположен инерционный отделитель 4, который вместе с выхлопным патрубком для очищенного воздуха 5, являющимся продолжением инерционного отделителя 4 в верхней части, имеет возможность вращения вокруг оси (привод вращения на чертеже не показан) пылеуловителя. Фланец 6 служит для соединения через фланец 7 корпуса пылеуловителя 1 с корпусом акустического излучателя 8. состоящего из патрубка подачи сжатого воздуха 9 и рабочей камеры 10 с отверстием 11. Ротор 12 через редуктор 13 жестко крепится к выхлопному патрубку 5 пылеуловителя и вращается вместе с ним. Ротор 12 имеет отверстия 14 (их количество зависит от необходимой мощности излучения, обычно 32 или 64), расположенные согласно отверстиям 11 рабочей камеры 10. Инерционный отделитель 4, выхлопной патрубок 5, ротор 12 и редуктор 13 вращается вокруг вертикальной оси аппарата. Ротор 12 имеет возможность вертикального перемещения.

Работает акустический пылеуловитель следующим образом.

Пылевоздушный поток через входной патрубок 2 тангенциально подается в цилиндрический корпус 1, где совершает винтообразное движение сверху вниз сначала вокруг выхлопного патрубка. При этом под действием центробежных сил происходит первичная послойная очистка воздуха от пыли. Для усиления эффекта послойного разделения потока выхлопной патрубок 5 вращается вокруг своей оси, что способствует усилению действия центробежных сил и ускорению или разгону пылевых частиц.

Затем уже послойно разделенный поток поступает в полость между корпусом 1, инерционным отделителем 4, проходит сквозь щели последнего и выводится из аппарата

через выхлопной патрубок для очищенного воздуха 5. Придавая инерционному отделителю 4 возможность вращения вокруг своей оси, мы тем самым способствуем усилению действия центробежных сил, и инерционных сил, а подбирая определенное соотношение скорости движения пылевоздушной смеси внутри аппарата и скорости вращения инерционного отделителя 4 и 5 мы добиваемся наибольшего эффекта пылеочистки.

Из сказанного выше очевидно, что на частицы пыли в первую очередь действуют центробежные силы Fy:

20

Fy

m V R

где m - масса частиц, г;

V - скорость частиц, м/с; R - радиус вращения, м.

Таким образом, в пылеуловителе мы уже добивались увеличения скорости движения частиц пыли, нам хорошо было бы еще увеличить их массу, т.е. скоагулировать части- цы.

С этой целью к корпусу пылеуловителя

Iпри помощи фланцев 6 и 7 прикреплен акустический излучатель 8, который работает следующим образом. Через патрубок 9 и

рабочую камеру 10 (от сети сжатого воздуха) поступает сжатый воздух, откуда через отверстие 11 (их количество зависит от требуемой мощности излучения) подается в корпус 1 пылеуловителя. Акустические колебания в корпусе 1 происходят за счет прерывания этих поступающих через отверстия

IIструй воздуха вращающимся ротором 12 с отверстиями 14. Ротор связан жестко через редуктор 13с выхлопным патрубком 5 и вращается вместе с ним вокруг вертикальной оси аппарата. Ввиду того, что скорость вращения ротора 12, зависящая от требуемой мощности излучателя, намного превышает скорость вращения инерционного

отделителя 4 и выхлопного патрубка 5, установлен редуктор 13, позволяющий менять (в зависимости от вида пыли, ее удельного веса, дисперсности и состава) соотношение скоростей их вращения. Ротор 12 установлен с возможностью вертикального перемещения с целью изменения длины волны.

Ввиду того, что излучатель 8 создает акустические волны направленные в сторону конической части аппарата и пылевыпускного патрубка 3, он во-вторых коагулирует, т,е, соединяет в агрегате (масса частиц увеличивается в 5-8 раз), частицы пыли отделившиеся в аппарате и движущиеся под действием силы веса к пылевыпускному патрубку 3, предотвращая таким образом их обратное движение вверх, во-вторых, создает отраженную волну от конической части корпуса 1 аппарата, что усиливает процесс коагуляции части, в-третьих, воз- можность вертикального перемещения ротора 12 позволяет создать режим стоячей волны также способствующий процессу коагуляции.

Таким образом в аппарате происходит послойное разделение потока под действием центробежных сил, инерционное отделение пыли от воздуха при прохождении инерционного отделителя 4, коагуляция аэрозолей прямой волной сверху вниз и от- раженная от конической части корпуса аппарата волной снизу вверх, что укрупняет частицы в 3-8 раз и во столько же раз усиливает действие первых двух эффектов.

Экспериментальные исследования по- казали, что при весовой концентрации 24 г/см3 и звуковом давлении 459 Па (Р 147 дБ) на частоте 180 Гц средний медианный диаметр частиц увеличивается за 1 сек с 1,4 мкм до 4,1 мкм, при этом счетная концент- рация частиц составляет (2-4) х 10 .

Укрупнение частиц пыли приводит к увеличению среднего расстояния между частицами, что уменьшает степень взаимного возмущения частицами полей оттекания. т.е. значительно повышает эффективность пылеочистки.

Испытания проводились на экспериментальном стенде Львовского политехнического института кварцевой пылью с медианным диаметром частиц 32 и 50 мкм. Результаты испытаний приведены в таблице.

Сравнительные данные показывают, что предложенное устройство имеет наибольшую эффективность.

Формула изобретения

Акустический пылеуловитель, содержащий корпус, тангенциальный входной, осевой выхлопной и пылевыпускной патрубки, акустический излучатель и инерционный отделитель, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса коагуляции пыли и увеличения эффективности ее улавливания, акустический излучатель выполнен в виде сирены, снабженной ротором, причем ротор акустической сирены через редуктор жестко закреплен на выхлопном патрубке, установленном совместно с инерционным отделителем с возможностью вращения вокруг вертикальной оси пылеуловителя.

Ј

Использование: очистка воздуха от пыли в горной, химической и других отраслях народного хозяйства. Сущность изобрете:/ ния: в пылеуловителе, содержащем корпус с тангенциальным входным патрубком, осевыми выхлопным и пылевыпускным патрубками, акустический излучатель и инерционный отделитель, ротор акустической сирены через редуктор жестко закреплен на выхлопном патрубке и вместе с ним и инерци- онным отделителем приводится во вращательное движение вокруг вертикальной оси пылеуловителя, причем, ротор имеет возможность вертикального перемещения. 1 табл., 1 ил.