Пенный аппарат

 

Изобретение относится к устройствам для раздельного сухого улавливания пыли и мокрой очистки химических примесей и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - снижение энергозатрат за счет понижения гидравлических потерь напора газа. Согласно изобретению в пенном аппарате усеченный конус выполнен с продольными прорезями по образующей поверхности, при этом кромки прорезей выполнены с внутренней отбортовкой, суммарная площадь всех прорезей составляет 0,15-0,4 площади кольцевого сечения между корпусом аппарата и нижней кромкой усеченного конуса. Предусмотрен вариант выполнения устройства с заглублением кромки обечайки внутрь усеченного конуса не более чем на 1/3 его высоты. 1 э.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТ КИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 47/06

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4721994/26 (22) 20,07.89 (46) 07.10,91. Бюл. М 37 (71) Волгоградский инженерно-строительный институт (72) В.Г.Диденко, Е,B.Íîâèíñêèé, M.Ë.Ïритчина и Ю.И.Воронцов (53) 621.928.97(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1142142, кл. В 01 D 42/04, 1985.

Авторское свидетельствс СССР

N 1148148, кл. В 01 О 47/04, 1985. (54) ПЕННЫЙ АППАРАТ (57) Изобретение относится к устройствам для раздельного сухого улавливания пыли и мокрой очистки химических примесей и моИзобретение относится к средствам тепломассообменной обработки и очистки газов, в частности к стройствам для раздельного сухого улавливания пыли и мокрой нейтрализации химических примесей, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где для повторного использования необходимо улавливание сухой пыли.

Цель изобретения — снижение энерго-. затрат за счет снижения гидравлических потерь напора газа.

На фиг.1 представлен предлагаемый аппарат, общий вид; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 и 4 — графики экспериментальных результатов исследования работы аппарата.

Пенный аппарат включает корпус 1, тангенциальный патрубок 2 для входа очищаемого газа, установленную коаксиально корпусу выхлопную трубу 3, нижний торец которой снабжен закручивателем 4. Закру. Ы „168)918 А1 жет быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения— снижение энергозатрат за счет понижения гидравлических потерь напора газа, Согласно изобретению в пенном аппарате усеченный конус выполнен с продольными прорезями по образующей поверхности, при этом кромки прорезей выполнены с внутренней отбортовкой, суммарная площадь всех прорезей составляет 0,15-0,4 площади кольцевого сечения между корпусом аппарата и нижней кромкой усеченного конуса, Предусмотрен вариант выполнения устройства с заглублением кромки обечайки внутрь усеченного конуса не более чем на

1/3 его высоты. 1 э.п. ф-лы, 4 ил, чиватель 4 снабжен усеченным конусом 5, который выполнен с продольными прорезями 6, равномерно размещенными по его поверхности, при этом верхняя кромка конуса примыкает к поверхности выхлопной трубы 3, нижний торец которой размещен выше нижнего обреза усеченного конуса 5.

Вторая по ходу кругового движения основного потока газа кромка 7 каждой прорези

6 снабжена внутренней отбортовкой 8. Прорези 6 выполнены с суммарной площадью

0,15 — 0,4 площади кольцевого сечения между корпусом 1 и нижней кромкой усеченного конуса 5, Снизу закручиаатель снабжен перевернутым конусом 9 с обечайкой 10 по окружности его основания, которая залублена верхней кромкой внутрь усеченного конуса 5 не более чем на 1/3 его высоты.

Перевернутый конус снабжен штуцерами 11 и 12 для подачи чистой и удаления отработавшей жидкости. Корпус 1 снабжен снизу коническим бункером 13 для сбора сухой

1681918

20

10 пыли, удаляемой через патрубок 14. В верхней части выхлопная труба снабжена сепаратором 15 с патрубком 16 для выхода

ОчищеннОГО Газа.

ПенныЙ аппарат работает сл8ДуюЩим образом, Подлежащий обработке запыленный

Газ ЧBрез ВхоДной патрубок 2 танГенЦиальН0 вводится в верхнюю часть корпуса 1, где

В кОльцОВОИ пространстВ8 М8жду корпусом и ВыхлопнОЙ трубОЙ 3 получает ВращательныЙ импульс, ВызыВающий ВозникнОВ8ние в потоке центробежных сил. Спиралеобразно опускаясь, закрученный поток запыленного газа приобретает дополнительное ускорение в суживающемся канале между Ifc6H8HHbIM конусом 5 и cT6HKGA корпуса 1, При этом p63KG ВОэраст38т Д6Йствие центробежных сил в потоке и интенсифицируется под их влиянием перенос частиц пыли к

Внешней ГРаниЦ8 ОснОВМОГО эакРУченнОГО потока, а из нее к поверхности корпуса 1, тормозясь о которую и теряя скорость, частицы выделяются иэ потока и осаждаются в бункер 13. При движении между корпусом 1 и усеченным конусом 5 часть газа из обеспыленной внутренней области основного потока отводится через прорези 6 с отбортовками 8, Где формируется Вторичный закрученныйй и ОтОк„нисходящий между усеченным конусом 5 и выхлопной трубой 3.

При ЗтОм ДостиГается уменьш8ние инт8нcxBHQcTH (и в ряде режимов работы — ycTp3нение) поперечных циркуляций в основном закрученном ПОТОке, что приВОдит к сниж8нию Гидравлических потерь, QCT3BLU3ACA ЧВСТЬ QCHOBHGf O эаКруЧВННОГО пОтОка, нисхОдящая М6жду KopffvcoM u усеченным KGHJJCGM, Окончательн0 Очищается От частиц пыли эа счет изм6нения направленния и скорости своего движения

flpl Обтекании нижнеЙ кромки Qc836HHG G

КОНУС3, ОДНОВР8МЕННО ВСЛBДСТВИ8 ВРЗЩЕНМА f аза в Центоальной Верхней части бунк8р3 13 образуется 3GH3 разрежения, В

KoT0pgIG, прОдолжая Воащаться, перетекает достигшая бункера 13 часть потока обеспыленного газа, которая изменяет направлеНИ8 СВО6ГО ДВИЖЕНИЯ На ПРОТИВОПОЛОЖНО8 и формирует внутренний поток, восходящий по спирали вдоль поверхности перевернутого конуса 9. Проходя с ускорением через кольцевой канал между усеченным конусом

5 и обечайкой 10, восходягций поток газа сливается с нисходящим вторичным закрученным пОтОкОм и, формируя устОЙчивое круговое течение на входе В эакручиватель

4, равновеликими обьемами с ускорением движется в межлопатойных каналах, вызывая интенсивную инжекцию жидкости в выхлопную трубу 3 с образованием в ней пенного слоя с развитой поверхностью контакт3

Проходя через этот слой, гаэ очищается от химических примесей и поступает в сепар3Тор 15, ГД6 ОсвОбожда8тся GT Остаточной капельной влаги и через патрубок 16 удаля-. ется из аппарата. Пеннообразующая жидкость подается через штуцер 11, а отработавшая и шлам удаляются через штуцер 12. Сухая пыль периодически удаляется из бункера-пылесборника 13 через патрубок 14.

Выполнение усеченного конуса с продольными прорезями r„o образующей поверхности позволяет уменьшить интенсивность поперечных циркуляций в нисхОдящем между поверхностью конуса и

yc8 eHHQf.о конуса закрученном потоке газа (основной поток) за счет равномерного отвода части газа иэ внутренней (обеспыленной) области потока, что обеспечивает снижение гидравлических потерь, Продольные прорези {щели) обеспечивают отвод иэ внутреннего пограничного слоя тангенциально закрученной (первичноrG) некоторой части нисходящего потока газа в Вид8 плоскоструйных пОтОкОВ, из которых отбортовками вторых по ходу основного потока KpoMGK прорезей достигается формирование закрученного однонаправленно с первичным нисходящим потоком вторичного Внутреннего потока, нисходящего по спирали между внутренней поверхностью усеченного конуса и выхлопной трубой.

Плоскоструйный отвод части газа иэ первичного нисходящего потока устраняет возникновение в нем. поперечнь.х циркуляций, связанных с повышением гидравлических потерь, а эа счет Однонаправленности кругового движения при слиянии нисходяЩВГО(втОРичнОГО) ВнУтРеннВГО потока с ВОсходящим внутренним потоком достигается снижение турбулентности последнего. При отсутствии однонаправленного слияния турбулентность восходящего внутреннего потока (и гидравлические потери) резко возрастает в момент его поворота на входе в эакручиватель из-за значительного различия давления и скорости вдоль внешней и внутренней границ потока на участке поворота. Выполнение продольных прорезей с суммарной IIflGILppbIG живого сечения 0,15—

0,4 площади кольцевого сечения между корпусом и нижней кромкой усеченного конуса обеспечивает саморегулируемый отвод газа через щели равновеликими обьемами, который полностью устраняет поперечные циркуляции, обеспечивая тем самым максимальное

1681918 снижение гидравлических потерь лри нисходящем движении основного потока.

Выполнение продольных прорезей с внутренней отбортовкай второй по ходу основного потока кромки позволяет формировать 5 вторичный закрученный поток, движущийся между усеченным конусом и выхлопной трубой, который, сливаясь с восходящим абеспыленным потоком, образует на входе в закручиватель круговое движение газа с 10 равномерным его поступлением в межлопаточные каналы, чта снижает интенсивность поперечных циркуляций и обеспечивает снижение непроизводительных гидравлических потерь на входе в закручиватель. 15

Заглубление кромки обечайки внутрь усеченного конуса не более чем на 1/3 его высоты создает в образованном кольцевом канаЛе ускоряющееся поступательное движение восходящего закрученного потока 20 обеспыленного газа без возникновения поперечных циркуляций, повышающих гидравлические потери. . Достижение положительного эффекта подтверждают результаты графической аб- 25 работки опытных данных (фиг,3 и 4), На фиг.3 представлена графическая зависимость величины гидравлических потерь ат соотношения суммарной площади прорезей Sn и площади кольцевого сечения S 30 между корпусом и нижней кромкой усеченного конуса. Из графика (фиг.З) следует, что наименьшие гидравлические потери достигаются при изменении Sn/S в пределах

0,15 — 0,4 и возрастают при уменьшении или 3 => увеличении этого соотношения иэ-за возникновения и роста интенсивности noneSn речных циркуляций, При — < 0,15 это обусловлено увеличением разности давле- 40 ния на внешней и внутренней границах из-за повышения окружной скорости закрученного потока между корпусом и усеченным коSn нусом и при — > 0,4 — изменением разности

Я- 45 давлений иэ-за значительного увеличения объема газа, отводимого через прорези в канал между усеченным конусом и выхлопной трубой. На фиг.4 представлена графическая зависимость величины гидравлических 50 потерь ат глубины ввода кромки обечайки (Х) внутрь усеченного конуса по отношению к его высоте (Нк). Из графика (фиг.4) следует, что, оставаясь практически неизменными при отношении (Х/Нк)< 1/3, гидравлические потери в аппарате возрастают при (Х/Н )>1/3 из-за резкого увеличения скорости восходящего потока и возникновения поперечных циркуляций.

В данном аппарате движение газа от тангенциального ввода да выхода из выхлопной трубы (в сепаратор} обусловлено перепадом давления, равным сумме гидравлических сопротивлений на участках течения всего объема газа (общих участках) и участках с параллельным движением части объема газа, К общим участкам относятся: движение от тангенциального ввода по спирали в кольцевом зазоре между корпусом 1 и выхлопной рубай 3 (т,е., до отделения плоскаструйных потоков прорезями), а также движение через закручиватепь внутрь выхлопной трубы и далее после слияния внутренних нисходящего и восходящего потоков, К параллельным участкам течения газа относится движение первичного нисходящего потока между корпусом 1 и усеченным конусом 5 и движение вторичного (внутреннего) нисходящего патака между усеченным конусом 5 и выхлопной трубой 3.

Изменение высоты ввода кромки обечайки 9, сокращая расстояние между кромкой и торцом выхлопной трубы. влияет на сопротивление проходу газа через эакручиватель в трубу 3, т,е. на сопротивление движению газа после слияния втори .но а внутреннего нисходящего патока с внутренним восходящим потокам. Так как это сопротивление яв/ляется общим ло Отношению к обоим f1GTGKBM, То его изменение оказывает на них раьнавеликае воздействие, при катарам количество газа, движущееся через зазор между корпусом и кромкой усеченного конуса (а затем лад конус), ;, количества газа, движущееся-, через прорези, определяется тол ька соотн ашением их собственных гидравлических сопротивлений по закону гидравлики параллельных течений.

Следовательно, предлагаемое соотношение площадей прорезей и кольцевого зазора в значительной с гепени определяет характер движения потока в устройстве.

Формула изобретения

1. Пенный аппарат для телпомассоабменной обработки и очистки газов от пыли, содеожащий корпус с тангенциальным,патрубком входа газа. бункером-cGopHHKQM u штуцерами ввода и вывода жидкости, кааксиапьную корпусу выхлопную трубу с сепараторам на верхнем торце и эакручивателем на нижнем торце, загпубленным в усеченный конус, прикрепленный верхней кромкой к выхлопной трубе, и в перевернутый конус, выполненный с обечайкой, введенной внутрь усеченного конуса, о т и и ч а юшийся тем, чта, с целью снижения энергозатрат эа счет снижения гидравлических потерь, усеченный конус выполнен с ориентированными вдоль образующей его повер1681918 хности прорезями, при этом вторая по ходу основного потока газа кромка прорези выполнена с отбортовкой внутрь, а вуммарная площадь прорезей составляет 0,15-О,4 площади кольцевого зазора ме5кду корпусом аппарата и нижней кромкой усеченного конуса.

2. Аппаратпоп.1, отличаю щийся тем, что кромка обечайки заглублена внутрь усечен5 ного конуса не более чем на 1/3 его высоты.

168191В

Основан о р, оток з акр

Фкг.l еос

5 1

02 04 06

С,Е5 (Е/3)0,45 0,75 Х/Нк

Фкг. ф

Составитель B. Лукьянов

Редактор Н. Тупица Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М, Максимишенец

Заказ 3359 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101