Воздухоочистительное устройство

 

ВОЗДУХООЧИСТИТРЛЬНОе УСТРОЙСТВО , по авт. св., l 2535, о т .-г ли ц а К) щ ее с я тем, что, с целью пов| |шения степени очистки воздуха без увеличе я гидравлических потерь f, оио С1+:абжено плоскими перегородками выполненными с тсайциной

СОЮЗ. ССНЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ: . РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1018692

3Е59 в 01 0 45/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕХМзСТВУ

ГОСУДАРСТЭЕННИЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 542535 (21). 3416155/23-26 (22) 25.03.82 (46) 23.05.83. Бюл. 11 19 (72) Г. 8:. Березин, Г. Н. Леонов, 6. Я. Ситницкнй, B.И. Сушенцов и

В.Q. Цыбуля (53) 621.928-.9 (О88.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .М 542535, кл.. 8 01 0 45/04, F;02. С 7/04, 29. f0.74. (54)(57) ВОЗДУХООЧИСТИТГЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО,по авт:. св., li 542535, о т

:л и ч а ю щ е. е с я тем., что, с целью повыаения степени очистки воздуха.без увеличения:гидравлических потерь,.оио снабжена плоскими перегородкамй,: выполненными с тыйциной . (0,006-0,009) R и с закругленными

:выходной и входной- кромками и установлейными в гориэонтапьной, диаметральной плоскости криволинейного канала первой ступени, причем выходная кромка перегородки расположена перпендикулярно к центральной оси воздухоочистительного устройства .на расстоянии (0,49-0,51) R от выходе криволинейного канала первой ступени . в сторону входа, а входная кромка выполнена в виде дуги окружности радиусом, равным (0,35-0,37) R, направленной выпуклой частью в сторону входа в криволинейный канал первой етупени, с центром в точке, расположенной на расстоянии (1,08-1,1:) R от .выхода криволинейного канала первой ступени и от центральной Оси воздухо Я. очистительного устройства на расстоянии (1 48 - 1 5) R, где К - внут, ренний радиус еыходйого отвер : ,стия канала для отвода чистого воздуха. С3

1018692

Изобретение относится к вохдухоочистительным устройствам, предназначенным для забора во.здуха из атмосферы с одновременной очисткой его

° Ф от содержащихся в нем частиц пес ка," пыли, прочих посторонних пр=дметов: и подачи очищейного воздуха к гаэотурбинному двигателю вертолета, у которого входные устройства наход дятся под плоскостью: вращения несу1а щего винта.

По основному авт. св. 1г 542535 известнь воздухоочистительное устройство, содержащее первую ступень очистки, выполненную в виде криволинейного канала, образованного внеш-, ней и внутренней криволинейными стенками, последующую ступень очист-, ки, выполненную в виде инерционных сепараторов, канал для отвода чистого воздуха и канал для отвода пыле. вого концентрата.

В указанном устройстве инерционные сепараторы выполнены в виде .элементов с искривленными стенками с пере.пускными каналами между ниии, размещены на выходе криволинеиного канала пер вой ступенй и образуют с внешней криволинейной стеФкой первой ступени 30 канал для отвода пылевого концентрата, а с.внутренней - канал.для отвода чистого воздуха. Площадь входного сечения канала пылевого концентрата составляет не менее 0,15 от площади се:чения криволинейного канала первой сту« пени в выхадной зоне,а минимальная суммарная площадь проходных сечений пврепускных канадов составляет не менее О, 75 от площади входного сече- @ ния канала отвода пылевого концентрата.

Инерционные сепараторы образуют. сужающийся канал пылевого концентрата и установлены вдоль движения воздуха таким образом, что минимальная площадь каждого последующего канала не больше, чем,минимальная площадь предыдущего.

С целью предотвращения обледенения и воэможности обогрева теплоносителем, инерционные сепараторы выполнены полыми 1 J.

Известное устройство имеет допустимыв потери давления за счет гидравлических сопротивлений, но недостаточную степень очистки воздуха.„.

Цель изобретения- повышение степени очистки воздуха без увеличения гидравлических потерь.

Пост аале иная цел ь достигает ся тем, что воздухоочистительное устройство снабжено плоскими пере городка. ми, выполненными с толщиной (0,0060,009) R и с закругленными выходной и входной кромками и установленными в горизонтальной, диаметральной плоскости криволинейного канала, пер- вой ступени, причем выходная кромка перегородки расположена перпендикулярно к центральной оси воздухоочистительного устройства на расстоянии (0,49-0,51} К от выхода криволинейного канала первой ступени в сторону входа, а входная кромка выполнена в виде„дуги окружности радиусом, равным (О, 35-0, 37 ) Р, направленной выпуклой частью в сторону входав. криволинейный канал первой ступени, с центром в т.очке, расположенной на расстоянии (1,08-1,1) К от выхода криволинейного канала пер вой ступени и от центральной оси воздухоочистител ьного устройства на расстоянии (1,48-1,50) R, где

К - внутренний радиус выходного отверстия канала для отвода чистого воздуха..

На фиг. 1 изображено устройство, вид сверху,. разрез; на фиг. 2 - одна из последующих ступеней очистки; фиг. 3 - график изменения степени очистки («1,) в зависимости от удаления выходной кромки от выхода криволинейного канала первой ступени (й); на фиг. 4 - графики изменения степени очистки в зависимости от радиуса входной кромки перегородки () ); на фиг,5 -график изменения степени очистки в зависимости от удаления центра окружности входной кромки от выхода криволинейного канала первой ступени (z"); на фиг. 6 - график изменения степени очистки в зависимости от удаления центра окружности входной кромки от центральной оси воздухоочистительного устройства (ekj; на фиг.7график изменения гидравлических потерь перегородки (др), в зависимо- сти от ее толщины (С); на фиг.8график изменения напряжений в перегородке (d) в зависимости от ее толщины, Устройство содержит первую ступень очистки 1, образованную внешней 2 и внутренней 3 криволинейными стенками, которые формируют между собой искривленный канал со вхо3 дом 4 (сечение А-А) и выходом 5 (сечение Б-Б), угол поворота в канале составляет величину d-=70О. В горизонтальной. диаметральной плоскости криволинейного -канала первой ступени установлены плоские перегородки 6 толщиной (0,006-9,009). К, где К - внутренйий радиус выходного отверстия для отвода чистого воз духа, с закругленными выходной 7 и входной 8 кромками. Перегородки могут быть выполнены полыми с це-, лью обогрева теплоносителем в условиях низких температур. Выходная кром ка 7 перегородки- 6 перпендикулярна. центральной оси устройства и удалена от выхода 5 криволинейного канала первой ступени .на (0,49.0,51) R и сторону входа 4 . Вход- ная кромка 8 представляет собой дугу окружности радиусом (0,35-0,37) К направленную выпуклой стороной в сторону входа 4 в криволинейный .канал первой ступени, с центром в точке, удаленной от выхода 5 криволинейного канала первой ступени на (1,08-1,1) R и от центральной оси- воздухоочистительного устрой- ства на (1,48-1,5) й.

Указанные параметры получены при моделировании как оптимальные

1) Так, согласно фиг. 3, уменьше ние удаления выходной кромки от выхода криволинейного канала первой ступени менее 0,49 R не повышает степени"очистки,„ так как все частицы, попавшие ранее в двигатель, уже соударяются с перегородкой, на ведет к увеличению веса конструкции и повы" шению гидравлических потерь из-за трения.

2) Согласно фиг. 4 .размеры ра,диуса входной кромки выбраны из тех же соображений, что и на фиг.3.

3) Согласно фиг. 5 удаление

- цейтра .окружности входной кромки от выхода.криволинейного канала первой ступени обусловлено:получением максимально возможной степени очист.ки а

4) Согласно фиг. 6 удаление центра окружности входной кромки от цент-. ральной оси воздухоочистительного устройства выбрано иэ тех же соображений, что и на фиг. 3.

5):Согласно Фиг. 7 и 8.толщина перегородок выбрана наимейьшей из условия получения минимальных гидравлических потерь с учетом допусти18692 мых (с запасом прачности) напряжений в конструкции.

Последовательно с первой ступенью, т.е. за выходом 5,, установлейы четыре последующие сепарирующие .сту-.. пени с перепускными каналами 9 между ниии. Сепарирующие,ступени образованы элементами 10-.!3 лылесборником 14 и продолжением внешней криво1в линейной стенки 2. Элементы 10- 13 формируют совместно с продолжением внешней криволинейной стенки 2 сужа- . ющийся канал пылевого. концентрата . 15, а совместно с продолжением внут1з ренней криволинейной стенки."3 - расширяющийся выходной канал 16 для от-. вода чистого воздуха., Разделение выхо да. 5 на.каналы 15 и 16 осуществляет- . ся первым элементом 10 таким обра рв зом, что площадь входа- в канал пылевого концентрата составляет величину не менее 0,15 от общей площади выхода 5. Элементы 10»13 и пылесборник 14 установлены на некотором расстоянии друг -от друга и образуют между coho перепускные каналы 9, которые сообщают канал пылевого концентрата 15 с выходным каналом 16..

Форма элементов 10-13 такова, что - направление входа в пврепускиые кана- . лы составляет с направлением nî1oêà в канале пылевого концентрата 15 угол 3 45 -90о, а.направление выхода из перепускного канала совпас дает с направлением потока в выходном канале 16. Участки переходных каналов, на которых проясходит гшворот потока, имеют:радиусы скруглений. Каждый перепускной канал имеет по своей. длине примерно постоянные площади проходных сечений. Иинимальная площадь проходного сечения каждого последующего перепускного:кана- . ла не больше, чем соответствующая

-, площадь предыдущего перепускного канала, а минимальная . суммарная площадь проходных сечений перепуск-. ных каналов приблизительно .равна площади входа в канал пылеаого концентрата. Каждая из последующих ступеней очистки представляет. собой инерционный сепаратор {фиг. 2) и включает в себя участок входа пылевого концентрата а-й (располагается в канале пылевого концентрата. 15), . .з участок сепарации д-Фс углом поворота потока. на участке сепарации

45 - 90, участок выхода очищенного воздуха В-Ь:. (перепускной канал 9) и

1018

5 участок отвода пылевого концентрата

g- 2 (также располагается в канале пылевого концентрата 15), причеМ участок отвода пылевого концентрата иэ предыдущей ступени одновременно является участком входа в последуюЩую ступень, Участок отвода пылевого концентрата иэ посЛедйего сепарато-. ра примыкает к пылеприемной щели 17, образованной пространством между 1О пылесборником 14 и продолжением внешней криволинейной стенки 2, Устройство содержит средства удаления пылевого концентрата в виде канала.18 и зжектора 19. 1$

Устройство работает следующим образом.

При работе газотурбинного двигателя вертолета в условиях повышенной запыленности воздуха твердые части- т цы пыли и песка под воздействием воздушного потока и инерционных сил попадают на вход 4 первой ступени очистки 1. Часть частиц после соударений с перегородками 6 и под дей- и ствием воздушного потока концентрируется у внешней криволинейной стенки

2 . Затем вместе с частью воздуха (15 ь) частицы поступают в канал 15

„пылевого концентрата, а основная . щ часть воздуха f853), очистившись от загрязняющих частиц, поступает s вы692 ходной канал 16, Разделение потока осуществляется у передней кромки перв вого элемента 10, Двигаясь по каналу пылевого концентрата 15, 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 9 совершает поворот на участок сепарации на угол 90, за счет чего о загрязняющие частицы выводятся из потока и в перепускной канал 9 воздух поступает очищенным. Другая часть загрязненного воздуха поступает в следующую ступень и так далее. Окончательно пылевой концентрат поступает в пылеприемную щель 1, откуда отводится по каналу 18 и выбрасывается за борт эжектором 19..Таким образом, предлагаемое воздухоочистительное устройство за счет использования перегородок 6 при попадании частиц размером 140180 мкм имеет степень очистки 98,899,34, в то время как у известного

64,5-69,63. Установленные перегородки 6. отражают зти частицы, направляя их к внешней криволинейной стенке 2, с последующим попаданием во вторую ступень очистки, 1018692

09 10 ll г/»

Фиг.f

6Р она,О (,% о ою и с

Фиг.7 1 Ю Фюаб

0 ВЮ 0ef С/р ща8

Составитель Л. Бузмакова

Редактор Н. Гунько Техр»ед;Ж.Кастелевич . Корректор В. Гирняк

° ВИЮЮЮ Ю ЮВ ЮЮ» Ф «ЮЮЮЮ Ю

Заказ 3585/6 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

° В ВЮЮЮЭ ч

Филиал ППП "Патент". r. Ужгсфод, ул. Проектная, 4