Воздухоочистительное устройство Советский патент 1977 года по МПК B01D45/04 F02C7/04 

1

Изобретение относится к воздухоочистительным устройствам, предназначенным для забора воздуха из атмосферы с одновременной очисткой его от содержащихся в нем частиц песка, пыли и прочих посторонних предметов и подачи очищенного воздуха к потребителю, например, к газотурбинному двигателю вертолета.

Устройство может быть также использовано в воздухоочистительпых устройствах передвижных и стационарных газотурбинных установок, в большерасходных компрессорных станциях, в технике газоочистки и пылеулавливания.

Известно воздухоочистительное устройство, предназначенное для забора воздуха из атмосферы с одновременной очисткой его от содержащихся в пем посторонних частиц и подачи очищенного воздуха к вертолетам, газотурбинному двигателю, включающее корпус, выполненный в виде криволинейного канала, образованного внешней и внутренней криволинейпыми стенками, с установленными в нем последующими ступенями очистки, выполненными в виде набора последовательно установленных инерционных элементов, пылесборником и средством удаления иылевого концентрата.

Однако известное устройство имеет большие потери давления, за счет гидравлических потерь, что приводит к снижению мощности двигателя и, кроме того не исключает возможности обледенения сепарационных элементов.

Для повышения эффективности очистки воздуха, снижения гидравлических потерь и псключенпя возможности обледепеиня сепарационных элементов в предлагаемом воздухоочистительном устройстве инерционные сепараторы выполнены в виде элемеитов с искривленными стенками с перепускными клапанами между ними, п размещены на выходе криволинейного канала первой ступенп и образуют с внещней криволинейной стенкой первой ступени канал для отвода иылевого концентрата, а с внутренней - канал для отвода чистого воздуха, причем площадь входного сечения канала пылевого концентрата составляет 0,15 от площади сечения криволинейного канала первой ступени в выходной зоие, а минимальная суммарная площадь проходных сечений перепускных каналов составляет не менее 0,75 от площади входного сечения канала отвода иылевого концентрата.

Кроме того, инерционные сепараторы выполпены полыми и образуют сужающийся канал пылевого концентрата и установлены вдоль движения воздуха таким образом, что минимальиая площадь последующего перепускного каиала не больше, чем минимальная площадь предыдущего.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез устройства, выполненного в виде осесимметричного искривленного канала, со сбором пылевого концентрата в центральной зоне устройства.

На фиг. 2 в увеличенном масштабе показана одна из последующих ступеней очистки.

На фиг. 3 изображен поперечный разрез устройства, выполненного в виде осесимметричного искривленного канала, со сбором иылевого концентрата по кольцевой периферийной зоне устройства.

На фиг. 4 изображен поперечный разрез устройства, выполненного в виде искривленного канала, со сбором пылевого концентрата только у одной стороны устройства (в нижнем секторе).

Устройство состоит из первой ступени очистки 1 (см. фиг. 1), образованной внешней 2 и внутренней 3 криволинейными стенками, которые формируют между собой искривленный канал со входом 4 (сечение А-А) и выходом 5 (сечение Б-Б), угол поворота в канале составляет величину . Носледовательно с первой ступенью, то есть за выходом 5, установлены четыре последующие сепарирующие ступени с перепускными каналами 6 между ними. Сепарирующие стуиени образованы элементами 7, 8, 9, 10, пылесборником 11 и продолжением внешней криволинейной стенки 2. Элементы 7-10 формируют совместно с продолжением внешней криволинейной стенки 2 сужающийся канал пылевого концентрата 12, а совместно с продолжением внутренней криволинейной стенки 3 - расширяющийся выходной канал 13. Разделение выхода 5 на каналы 12 и 13 осуществляется первым элементом 7 таким образом, что площадь входа в канал пылевого концентрата составляет величину не менее 0,15 от общей площади выхода 5. Элементы 7-10 и пылесборник 11 установлены на некотором расстоянии друг от друга и образуют между собой перепускные каналы 6, которые сообщают канал пылевого концентрата 12 с выходным каналом 13. Форма элементов 7-10 такова, что нанравление входа в перепускные каналы составляет с направлением потока в канале пылевого концентрата 12 угол р 45-90°, а направление выхода из перепускного канала совпадает с направлением потока в выходном канале 13. Участки перепускных каналов, на которых происходит поворот потока, имеют радиусы скруглений. Каждый иерепускной канал имеет по своей длине примерно постоянные площади проходных сечений. Минимальная площадь проходного сечения каждого последующего перепускного канала не больше, чем соответствующая площадь предыдущего перепускного канала, а минимальная суммарная площадь проходных сечений перепускных каналав приблизительно равна площади входа в канал пылевого концентрата. Каждая из последующих ступеней очистки представляет собой инерционный сепаратор (см. фиг. 2) и

включает в себя участок входа пылевого концентрата а - а (располагается в канале пылевого концентрата 12), участок сепарации б-б с углом поворота потока на участке сепарации р 45-90°, участок выхода очищенного воздуха в-е (перепускной канал 6) и участок отвода пылевого концентрата г-г (также располагается в канале пылевого концентрата 12), причем участок отвода

0 пылевого концентрата из предыдущей ступени одновременно является участком входа в последующую ступень. Участок отвода пылевого концентрата из последнего сепаратора (см. фиг. 1) иримыкает к пылеприемной щели 14,

5 образованной пространством между пылесборником 11 и продолжением внещней криволинейной стенки 2. Устройство включает в себя средства удаления пылевого концентрата в виде канала 15 и эжектора 16.

Устройство работает следующим образом. Ноступив во вход 4 первой ступени очистки 1, загрязненный воздух проходит по искривленному каналу к выходу 5. Нод действием

S центробежных сил взвешенные частицы концентрируются у внещней криволинейной стенки 2 и вместе с частью воздуха (15%) поступают в канал пылевого концентрата 12, а основная часть воздуха (85%), очистившись от загрязняющих частиц, поступает в выходной канал 13. Разделение потока осуществляется у передней кромки первого элемента 7. Двигаясь по каналу пылевого концентрата 12, загрязненный воздух поступает в первый сепаратор из числа последующих ступеней очистки, здесь поток воздуха разделяется на две части, одна из которых перед входом в перепускной канал 6 совершает поворот на участке сепарации на угол , за счет чего

Э загрязняющие частицы выводятся из потока и в перепускной канал 6 воздух поступает очищенным. Другая часть загрязненного воздуха поступает в следующую ступень и так далее. Окончательно нылевой концентрат поступает

в пылеприемную щель 14, откуда отводится по каналу 15 и выбрасывается за борт эжектором 16.

Формула изобретения

1. Воздухоочистительное устройство, включающее первую ступень очистки, выполненную

в виде криволинейного канала, образованного внещней и внутренней криволинейными стенками, последующую ступень очистки, выполненную в виде инерционных сепараторов, канал для отвода чистого воздуха и канал для

отвода пылевого концентрата, отличающееся тем, что, с целью повыщения степени очистки воздуха и снижения гидравлических потерь, инерционные сепараторы выполнены в виде элементов с искривленными стенками с

перепускными каналами между ними и размещены на выходе криволинейного канала первой ступени, и образуют с внешней криволинейной стенкой первой ступени канал для отвода пылевого концентрата, а с внутренней - канал для отвода чистого воздуха, причем площадь входного сечення канала пылевого концентрата составляет 0,15 от площади сечения криволинейного канала первой ступени в выходной зоне, а минимальная суммарная площадь проходных сечений перепускных каналов составляет не менее 0,75 от площади входного сечения канала отвода пылевого концентрата.

2.Воздухоочистительное устройство но и. 1, отличающееся тем, что инерцноиные сепараторы образуют сужающийся канал пылевого концентрата и установлены вдоль двил еиия воздуха таким образол;, что минимальная площадь каждого последующего перепускного канала не больще, чем минимальная площадь предыдущего.

3.Воздухоочистительное устройство по п. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью предотвращения обледенения и возможности обогрева теплоносителем, инерционные сепараторы выполнены нолыми.

,3 J

5 6

Nfk/n™..

т 1 г. J I

i i

о /о /; /J /V

/23 /

п

У 5 3/0 Н 11 16 uf.