Воздушно-струйное укрытие источника выделения вредностей

 

Область применения: изобретение относится к вытяжной вентиляции от источников выделения вредных веществ и может быть использовано в различных областях техники для локализации источников вредностей и улучшения санитарно-гигиенических условий Труда на рабочих местах. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства путем увеличения дальнобойности действия потока за счет совместного (взаимодействующего) закручивания удаляемого и приточного вихревых потоков. Сущность изобретения: устройство содержит вытяжной зонт 1, приточную щель 2, патрубок 4, спиралеобразный канал 5, соединенный с тороидальным кольцевым при

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (I I) (si)s В 08 В 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 .2 (21)4799254/12 (57) Область применения: изобретение от(22).05.03.90 носится к вытяжной вентиляции от источни(46) 30.06.92. Gen. I4 24 . ков выделения вредных веществ и может (71) Специальный проектно-конструктор- быть использовано в различных облвстях ский институт техники для локализации источников вред- (72) В.А.Лукашев, М.Я,Фарберович,.Л.Л;Лу- ностей и улучшения санитарно-гигиениче-. кашева и Г.А. Шевченко .. ских условий труда на рабочих местах. Цель (53) 697.92(088.8) - . изобретения — повышение эффективности (56) Указания по устройству и расчету мест-; работы устройства путем увеличения дальных отсосов и струйных укрытий компенса- нобойности действия потока за счет совмецион ного типа для основного оборудования стного (взаимодействук)щего) закручивания предприятий по обработке цветных метал- удаляемого и приточного вихревых.потоков. лов. Свердловск: ВНИИОТ, ВЦСПС, 1986, с, Сущность изобретения: устройство содер36, рис, 10. . жит вытяжной зонт 1, приточнук) щель 2,. i (54) ВОЗДУШНО-СТРУЙНОЕ УКРЫТИЕ ИС- .. патрубок 4, спиралеобразный канал 5, соеТОЧНИКА ВЫДЕЛЕНИЯ ВРЕДНОСТЕЙ . диненный с тороидальным кольцевым приФ

О 1

Ою

ЪФ

1743662 точным коллектором 6, тангенциальные кольцевые вводы, кольцевой лопастный завихритель, изогнутые пластины, камеру,10 разрежения, кольцевую воздухоприемную щель 17, в которой размещен лопастный завихритель 18, состоящий из равномерно расИзобретение относится к вытяжной вентиляции от источников выделения вредных веществ и может быть использовано в различных областях техники для локализации источников вредностей и улучшения санитарно-гигиенических условий труда на рабочих местах.

Наиболее близким к предлагаемому является кольцевое воздушно-струйное ограждение источника выделения вредностей, представляющее воздушноструйное укрытие компенсационного типа, Это укрытие включает в себя расположенный аксиально по оси над источником вредностей вытяжной зонт с экраном, пристроенный к вытяжной вентсистеме, и приточную щель в виде кольцевого патрубка. направленного под заданным углом к оси источника. Вытяжной зонт представляет собой корпус в виде усеченного конуса с камерой разрежения и с центральным круглым экраном, расположенным в плоскости всасывания и образующего с кромками зонта всасывающую кольцевую щель. Приточный.кольцевой патрубок имеет в сечении йрямоугольную форму, а приточная щель— кольцевыю форму, Патрубок присоединен к кольцевому приточному каналу прямоугольного сечения, подключенного к приточной вентсистеме. Это укрытие компенсационно. го типа, активированное кольцевыми струями, обеспечивает достаточно эффективную локализацию источника выделения, снижает объем удаляемого воздуха, доп, скает подачу необработанного приточного воздуха и улучшает санитарно-гигиенические условия.

Недостатками в. конструкции и принципе действия укрытия является то, что подача приточного воздуха потенциальным кольцевым потоком не обладает достаточной даль-. нобойностью факела и не обеспечивает надежного укрытия источника вследствие недостаточной аэродинамической стабильности при возмущающих воздействиях внешней среды, например при отклонении конвективного потока от оси, его размывании. при сносящих потоках воздуха в цеху или случайных — хаотических вихревых попределенных прямолинейных пластин 19 трапецеидального профиля, обтекатель 20, выполненный в виде акколады, обращенной вершиной навстречу потоку отсасываемого воздуха, вставку 21, выполненную в аиде гиперболоида вращенИя. 3 з.п. ф-лы, 5 ил. токах при нарушении оптимального режима воздухообмена.

Хотя эффективность вытяжного зонта с диском и кольцевой щелью выше эффективности обычных зонтов конического типа, егодальнобойность, т.е длина спектра всасывания, в ряде случаев недостаточна для эфЬ фективного взаимодействия с приточной кольцевой струей. Прибли>кение всасываю10 щей щели к источнику и приточной щели не . всегда возможно по технологическим соображениям (загрузка-выгрузка изделий, зона обслуживания подьемно-транспортных устройств, габариты и форма изделий и т.п.). В

15 этих случаях; т.е; в случае необходимости достаточно удаленного расположения зонта от приточной щели, а также в случаях возмущающих аэродинамических явлений в воздушном пространстве рабочей зоны .

20 производственного помещения, для дости. жения требуемой эффективности конструкции известного ограждения есть только один путь — увеличение подачи приточного воздуха и объема удаляемого через зонт

25 воздуха. Это делает такое укрытие неэкономичным и громоздким и резко снижает его эффективность по аэродинамическим и санитарно-гигиеническим параметрам.

Цель изобретения — повышение эффек30 тивности локализации и удаления вредностей и повышение аэродинамической устойчивости укрытия при нестабильности потока вредностей и возмущающих воздействиях внешней среды..

35 Поставленная цель достигается тем, что коллектор выполнен тороидальным, патрубок — криволинейным, а соединение их выполнено в виде спиралеобразного участка воздуховода, при этом патрубок снабжен

40 лопастным завихрителем, размещенным в нижней части зонта между стенками. его корпуса и обтекателем. Зонт установлен с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, обтекатель выполнен в виде соеди45 ненных основаниями акколады, вершина которой направлена в сторону источника выделения вредностей, и гиперболоида вращения.

На фиг. 1 изображено предлагаемое ро-.

50 торно"струйное укрытие, общий вид; на фиг, 1743662

2 — сечение А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 — узел! на фиг. 1.

Воздушно-струйное кольцевое укрытие источника выделения вредностей содержит . 5 размещенные по оси источника теплогазо-. выделений на некотором расстоянии один от другого (ti) два основных элемента — вытяжной зонт 1 (отсасывающее устройство) и приточную щель 2 (подающее устройство). 10

Приточная щель 2 образована между криволинейными внутренними поверхностями 3 приточного изогнутого кольцевого патрубка

4. Последний спиралеобразным участком 5 го представляет собой камеру 10 разрежения. Верхняя кромка 11 зонта соединена с выходным патрубком 12, имеющим фланец 13. В плоскости нижней кромки кор40 пуса зонта размещен обтекатель 14, между кромкой 15 которого и кромкой 16 зонта 1 образована кольцевая воздухоцриемная щель 17, в которой размещен лопастный завихритель 18, состоящий из расположен-. ных с равномерным шагом прямолинейных 45 пластин 19 трапецеидального профиля.

С наружной стороны к обтекателю 14 прикреплен обтекатель 20, выполненный в виде акколады; обращенной вершиной на50 встречу потоку отсасываемого воздуха. С внутренней стороны к диску-экрану 14 при-. креплена внутренняя вставка 21, размещенная в камере 10 разрежения и выполненная в виде гиперболоида вращения. За выходным патрубком 12 зонта 1 расположен на 55 одной оси с ним входной патрубок 22 вытяжной вентсистемы с фланцем 23. Между фланцами 23 и 13 размещен роликовый" упорный подшипник 24, а к фланцу 13 при- креплено гибкое кольцевое уплотнение 25 соединен с тороидальным кольцевым при- -15 точным коллектором 6. Подача приточного воздуха производится в колектор 6 через . тангенциальные кольцевые вводы (патрубки) 7 от компрессорной сети с побудителями, тяги типа ВВН, ТВ или 2АФ или от.вентси- 20 стемы высокого давления с вентиляторами

ВВД. В кольцевой приточной щели 2 размещен кольцевой лопастный завихритель .8, . отстоящий из размещенных по периметру щели с равномерным шагом изогнутых пла-..25 стин 9.. Описанная приточная система (подающая) концентрично охватывает источник теплогазовыделений и расположе-: . на в одной с ним плоскости или несколько выше (в зависимости от вида технологиче- 30 ского оборудования и его компоновки с .подъемно-транспортными устройствами).

Вытяжной зонт 1 (отсасывающая система) . представляет собой корпус в виде усеченно" го конуса; внутреннее пространство которо- .35 зазора, выполненное, например, из бельтинга.

Система привода зонта 1 во вращение образована круговым желобом 26, прикрепленным к наружной нижней кромке 16 зонта

1. С внутренней поверхностью 27 желоба 26 контактируют приводные ролики 28, а его наружная поверхность 29 опирается на опорные ролики 30, что в целом образует фрикционную передачу, Прижим роликов 28 регулируется винтовыми Парами 31, Ролики

28 выполнены обрезиненными, а ролики.30 могут быть выполнены иэ термостойких и прочных пластмасс (тефлон, фторопласт}.

Внутренняя поверхность 27 желоба 26 может быть выполнена с искусственной шероховатостью (насечкой, абразивом и т.п.) для улечшения контакта.

Предлагаемое укрытие. работает следующим образом.

Конвективный поток от источнйка теплогазо(пыле)выделений поднимается вертикально вверх.

В кольцевой тороидальный коллектор 6 подается приточный воздух, который, проходя через спиральный канал 5; попадает:в приточный патрубок 4, где закручйвается завихрителем 8. Закрученный приточный поток через щель 2 истекает вертикально вверх. Так как закрученный поток обладает высокой энергией и устойчивой внутренней структурой, а также высокой аэродинамической устойчивостью к воздействиям внешней среды, он эффективно препятствует проникновению вредных веществ- сквозь приточную струю в воздух производственного помещения и размыванию и скосу кон.вективного потока от источника теплогазовыделения. Закрученная приточ-. ная струя обладает также высокой дальнобойностью факела. Для реализации эффективной закрутки потока непримени-. мы вентиляторы обычного исполнения, поэтому целесообразно испольэовать для подачи приточного воздуха вакуум-компрессоры типа ВК, 2АФ, трубовоздуходувки типа ТВ или, в .ряде случаев, вентиляторы высокого давления. Некоторое увеличениеэнергопотребления компенсйруется в этом случае резким (в десятки и сотни раз) сниже-. нием объемов подаваемого приточного воздуха, что показал, например, опыт внедрения вакуумных систем вентиляции в сборочно-сварочных цехах, Приточной воздух от вакуумной сети подается в коллектор

6 через тангенциальные вводы (врезки)— патрубки 7, что способствует дополнитель- . ной закрутке потока.

Вытяжной зонт 1 расположен над источником выделений по его оси на некотором

1743662 расстоянии h от приточной системы, описанной выше, и взаимодействует с нею.

При .работе вытяжной вентсистемы обычного разрежения воздух отсасывается через пзтрубки 12 и 22, при этом в камере 10 создается разрежение. Проходя через завихритель 18, поток закручивается и удаляется через воздухоприемную щель 17.

Обтекатель 20 в виде акколады способствует более плавному обтеканию обтекателя 14, з внутренняя вставка 21 в виде гиперболоида вращения препятствует образованию вредной области вихревых обратных токов в "мертвой" зоне камеры 10 разрежения, что стабилизирует закрученный поток и снижает гидравлическое сопротивление зонта 1.

Зонт 1 с определенной окружной скоростью приводится во вращение фрикционной передачей эа счет контакта приводных роликов 28 с внутренней поверхностью 27 желоба 26 и вращения относительно фланца

23.

При вращении зонт 1 опирается на ролики 30. Степень прижатия регулируется винтовыми парами 31. Фланец 23 неподвижен, а фланец 13 вращается. Сочленейие

° флзнцев осуществляется через подшипник

24. Уплотнение 25 препятствует подсосу воздуха в систему.

Выполнение приточного канала-коллектора тороидальным и соединение его спиралеобразным участком воздуховода (каналом) с криволинейным изогнутым кольцевым приточным патрубком, в котором размещен кольцевой лопастный завихритель. способствует созданию коаксиально круглому источнику вредностей газодинамически.устойчивого закрученного восходящего потока значительной дальнобойности, что увеличивает эффективность и надежность рэботы укрытия источника, препятствует размыванию потока вредностей при его неустойчивости и возмущающих воздействиях окружающей воздушной среды цеха, При этом закрученный кольцевой поток приточного. воздуха обладает большей дальнобойностью, чем плоский кольцевой, что позволяет увеличить расстояние h no технологическим требованиям.

Размещение в воздухоприемной щели вытяжного зонта также кольцевого лопастного завихрителя способствует увеличению эффективности отсосз вредностей за счет большей аэродинамической устойчивости и плотного потока закрученного газа и большей глубины спектра всзсывания вихревого отсосз, Выполнение вихревого зонта-отсоса роторным (вращаюшимся) при помощи системы фрикционных ведущих и ведомых катков способствует более эффективному взаимодействию приточного и удаляемого потока, увеличивает надежность и эффективность укрытия и позволяет увеличить

5 расстояние h в случае выполнения специфических требований технологического процесса и наличия в этом пространстве .строительных конструкций и подъемнотранспортных устройств.

10 Размещение с наружной стороны диска-экрана обтекателя в -виде акколады, а с внутренней стороны — вставки в виде гиперболоида вращения способствует более плавному обтеканию диска-экрана закру15 ченным потоком и ликвидации "мертвых" циркуляционных зон в пристенной области.

Это способствует снижению аэродинамического сопротивления зонта; Соединение зонта с вытяжной системой при помощи

20 фланцев с подшипником и гибким кольцевым уплотнением позволяет реализовать вращение зонта при незначительном подсосе окружающего воздуха.

Технико-экономические преимущества

25 предлагаемого устройства заключаются в том, что создается роторный закрученный отсасывающий поток, обладающий высокой эффективностью отсоса, большой длиной спектра всасывания и аэродинамической

30 устойчивостью. Взаимодействие этого потока с закрученным приточным потоком создает роторное воздушно-струйное укрытие компенсационного типа, которое обеспечи-. вает высокую эффективность локализации и

35 удаления теплогазо(пыле)выделений от источника. вредностей в случаях нестандартности и неустойчивости структуры потока выделения при возмущающих воздействиях в воздушной среде помещений, Такое укры40 тие особенно эффективно в тех случаях, когда по технологическим или иным условиям

- процесса размещение вытяжного зонта возможно лишь на некотором. достаточно значительном, расстоянии и, что требует в

45 известных конструкциях значйтельного увеличения объемов удаляемого и приточного воздуха. В данной конструкции объемы воздуха за счет применения закрученных потоков могут быть значительно снижены. Таким

50 образом, предлагаемое роторно-струйное воздушное укрытие (ограждение) источника вредностей обладает высокой эффективностью локализации и удаления вредностей и аэродинамической стабильностью при воз55 мущающих воздействиях внешнего воздуха.

Это позволяет достичь значительного экологического и санитарно-гигиенического эффекта при снижении объемов удаляемого и приточного воздуха При создании норми-. руемых параметров микроклимата s зоне

1743662 б дыхания воздушной среды производствен- ды, коллектор выполнен тороидальным, патных помещений.. рубок - криволинейным, а cîâäèíeéèå их выполнено в виде спиралеобразного учестФ о р м у л а и э о б р е т е н и я ка воэдуховода, при этом патрубок снабжен . 5 лопастным эавихрителем.

1. Воздушно-струйное укрытие источни- 2. Укрытие по и. 1 о т л и че-ю ще е с я ка выделения вредностей, содержащее раз- тем, что оно снабжено кольцевым ланастмещенный по оси источника вытяжной зонт ным завихрителем, размещенным в нижней с обтекателем; размещенным в плоскости, части зонта между стенками его корпуса и его воэдухоприемной щели по оси зонта. и 10 обтекателем. средство подачи приточного воздуха, вы;. 3. Укрытие попп, 1 и2, Отл уча ю щеполненное в виде сообщенных между собой e с я тем, что зонт установлен с возможнокольцевого коллектора и патрубка, соеди-: . стью вращения вокруг вертикальнойоси. ненных с приточной вентиляционной систе- 4. Укрытие по hll, 1 - 3, О т л и ч а ю щ емой,отл ича ю щееся тем,что,с целью 15 еся тем,что,сцельюсниженияаэродинаповышения эффективности локализации и мического сопротивления. обтекатель выудаления вредностей и повышения аэроди- полнен в виде соединеннмх Основаниями

: намической устойчивости укрытия при не-. :- акколады, вершина которой направлена в стабильности потока вредностей и. сторону источника выделения вредностей, и возмущающих воздействиях внешней сре-, 20 гиперболоида вращения.

1 (4л)62

Составитель B.Ëóêàøåâ

Редактор М.Петрова Техред М.Моргентал . Корректор Ч. Матьковская

Заказ 2146 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