Устройство для отделения дисперсных частиц от потока газа или жидкости

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 С 02 F i/36, В 01 D 51/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А5ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ром установлена перегородка со щелями для прохода очищенного потока и щелями для прохода загрязненного потока, причем щели соединены с трубопроводами для вывода очищенного потока и загрязненного потока соответственно,о т л и ч а ю щ е е с я . тем, что, с целью уменьшения энергетических затрат на отделение дисперсных частиц от потока и повышения качества очистки, оно снабжено генератором колебаний, установленным в канале перед перегородкой, при этом щели перегородки выполнены взаимно перпендикулярно по отношению одна к другой.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITVM (21) 3863885/23-26 .(22) 25-,12.84 (46) 07.07.86. Бюл, ¹ 25 (71) Хабаровский политехнический институт и Институт горного дела Дальневосточного научного центра АН СССР (72) Г,Б. Горелик, В.И. Коробко и В,К. Сыркин (53) 628.16.084(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 955987, кл. В 01 D 45/00, 1979. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ

ДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ ОТ ПОТОКА ГАЗА ИЛИ

ЖИДКОСТИ, содержащее канал, в котоSU„, 1242473 A 1

1242473

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено насосом, а трубопровод для выво. да загрязненного потока через насос соединен с каналом, причем место соединения расположено перед генератором колебаний.

Изобретение относится к разделению двухфазных потоков и может исполь.— зоваться в различных областях народ-. ного хозяйства, например, для очистки горючесмазочных материалов, для 3 очистки воздуха в шахтах, производственных помещениях мукомольных, цементных и других предприятиях, для выделения минералов при обогащении руд 10

Цель изобретения — уменьшение энергетических затрат на отделение дисперсных частиц от газов или жидкостей и повышение качества очистки °

На фиг. 1 представлено устройство общий вид; на фиг. 2 — разрез Л-Л на фиг, 1; на фиг. 3 — схема устройства с рециркуляцией рабочей среды, Устройство содержит канал 1, в котором установлена перегородка ? с 20 горизонтальными 3 и вертикальными 4 щелями ° Горизонтальные щели 3 выходят за перегородкой 2 в общую полость 5, соединенную с выводным трубопроводом 6 очищенного газа или жикости. Вертикальные щели 4 выходят за перегородкой 2 в полость 7 и соединены с трубопроводом 8 вывода загрязненного газа или жидкссти.

Перед перегородкой 2 установлен З0 генератор 9 колебаний. В качестве генератора колебаний в данном примере использован ультразвуковой генератор (ультразвуковой свисток).

Кроме того, трубопровод 6 через насос 10 соединен с каналом 1, при этом место соединения расположено перед генератором 9 колебаний.

Кроме того, канал 1 перед перегородкой 2 имеет прямоугольную форму.

Устройство работает следующим образом.

Поток газа или жидкости, содержащий дисперсHblp. частицы, направляется

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что часть канала, расположенная перед перегородкой, выполнена прямоугольной формы. по каналу 1 к перегородке 2. Перед последней при помощи генератора 9 колебаний в потоке возбуждаются вертикальные колебания в плоскости, перпендикулярной оси движения газа или жидкости,-вследствие этого через горизонтальные щели 3 в перегородке 2 под перепадом давления до и после перегородки 2 в общую полость 5 поступает очищенный газ или жидкость и по выводному трубопроводу 6 направляется для последующего использования. Частицы пропускаются вертикальными щелями 4, собираются в общую систему и полученный концентрат через трубопровод 8 либо отводится, либо направляется для последующей очистки, Колебания среды, создаваемые генератором перед перегородкой в направлении, перпендикулярном потоку определенной амплитуды и частоты, приводят к тому, что существенно изменяются условия прохождения через узкие щели перегородки для газа (жидкости) и дисперсных частиц, Для газа (жидкости) расход через щели в перегородке определяется соотношением давлений до и после перегородки, что подтверждается высокой достоверностью уравнения Бернулли. как для стационарных процессов движения газа (жидкости), так и для нестационарных процессов для каналов малого диаметра, когда движение практически одномерное, и для больших каналов, когда движение жидкости трехмерное. Для возбужденных дисперсных частиц, например, в вертикальном направлении горизонтальные щели становятся непроходимыми при соответствующих частоте и амплитуде колебаний, т.е. как бы вертикальный размер частицы возрастает до величины, равной удво з 12424 енной амплитуде колебаний А. Поэтому дисперсные частицы могут пройти только лишь через вертикальные щели, объединенные в общую систему за перегородкой. Этим и достигается отделение дисперсных частиц от газа или жидкости.

При необходимости обеспечить полное разделение фаз трубопроводы для вывода загрязненной жидкости и.газа 10 через насос соединяют с каналом перед генератором колебаний. Этим достигается рециркуляция.рабочей среды и тем самым более высокая степень цами. м примем 120— с

Ес<Н макс v 5макс

+>axe тогда 1 = — — — — = 20000 Гц.

2n A

73 4 ным. Например, для жидкости примем м

2 -- . (Такое значение принята с для того, чтобы гидравлические потер, в устройстве были минимальны), При реальной ширине щели 0,5 мм для заданной амплитуды А=+1 мм определяют требуемую частоту колебаний, обеспечивающих непрохождение щели части20

30

2 Ы

W= А — 4п.— t

Т Т

2 M=A — =A2«7 т

40 очистки, Кроме того, для повьппения производительности устройства необходимо обеспечить колебания среды в плоскости, параллельной перегородке, и чтобы все частицы имели одинаковую амплитуду и фазу колебаний, Выполнение этого условия достигается тем, что канал перед перегородкой имеет прямоугольное поперечное сечение, При выбранной реальной ширине а горизонтальной щели 3 степень отделения зависит от амплитуды .и частоты колебаний. Частота колебаний устанавливается из условия, чтобы скорость пульсаций частицы (W) была намного больше скорости потока (1 ) где A — амплитуда колебаний, Т вЂ” период колебаний

1 где 1 — частота колебаний у =--т

Условие разделения можно записать в виде

W»V.

С целью снижения V перед перегородкой желательно увеличить поперечное сечение канала 1, при этом целесообразно сечение сделать прямоугольТаким .образом, источником подобных колебаний может быть, например, ультразвуковой свисток.

В результате сложения переносной скорости 1 (скорость потока) и относительной скорости Ю (скорость коле бательного перемещения), абсолютная скорость частицы изменяется синусоидально. При подходе к перегородке

2 частица имеет значительную вертикальную составляющую скорости, которая обусловливает ее прохождение в вертикальную щель 4. Расстояние между генератором 9 колебаний и перегородкой 2 и частота генератора 9 колебаний определяют степень разделения. Поэтому в реальной установке эти параметры необходимо экспериментально подбирать, ориентируясь на достижение максимальной производительности.

Таким образом, устройство позволяет уменьшить энергетические затраты на отделение дисперсных частиц (поскольку размер щелей в перегородке значительно больше размера частиц и ее гидравлическое сопротивление невелико), повысить качество очистки,. поскольку проскок дисперсных частиц в очищенную жидкость практически исключен, и уменьшить издержки при эксплуатации фильтра, так как он может работать без засорения неограниченно долгое время.

1242473

Составитель Л. 1Слдащева

Техред М.Ходанич

Корректор А. Обручар

Редактор Н. Рогулич

Заказ 3664/24 Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4