Батарейный баллистический воздухоочиститель

 

Изобретение предназначено для очистки воздуха. Батарейный баллистический воздухоочиститель содержит пластмассовые конфузорно-диффузорные элементы круглого сечения с центрально расположенным уловителем пыли с симметрично расположенными боковыми пылеотводными патрубками. Конфузорно-диффузорные элементы - сборные, в составе двух деталей: сопла-диффузора и уловителя пыли. Сопло-диффузор на входе и выходе снабжено снаружи шестигранными юбками, на каждом из трех рядом расположенных торцов которых выполнены клиновидные выступы, на остальных трех - пазы аналогичной конфигурации. Каркас воздухоочистителя выполнен П-образньм, имеющим в сечении П-образный профиль. В устройстве обеспечивается облегчение технологии сборки-разборки батареи на отдельные элементы, а также повышение эффективности очистки воздуха. 18 ил.

Изобретение относится к области очистки воздуха /газа/ от твердых и жидких аэрозольных частиц, а более конкретно к газоочистителям инерционного типа, и предназначено для использования в системах воздухоснабжения и охлаждения силовых агрегатов и электроаппаратуры транспортных средств, а также для общепромышленного применения.

Известен батарейный баллистический воздухоочиститель /см. журн. "Diesel and Gas Turbines Progress", 1968, 34, N 1, p. 49, ст. "Development of an Advanced Air Cleaner Concept for Army Vehicular Gas Turbines", авт. Du Racher L. , Giannotti H., журн. An ASME Publication, ст. "Баллистический воздухоочиститель для газотурбинных двигателей армейских машин", авт. Дю-Роще, Джионнатти Х, 1976/, набранный из баллистических элементов, закрепленных в трубных досках, при этом центральные пылеулавливающие трубки каждого из элементов выполнены сообщающимися с общим в ряду пылеотводным каналом. Рядные каналы в свою очередь должны иметь выход в сборный канал /один или два/, общий для батареи /или блока/. Центральные пылеулавливающие трубки закреплены в диффузорах элементов при помощи одиночных установочных стержней, что при сборке элемента обуславливает трудности центровки относительно его оси.

Основным недостатком данного устройства является организация отвода загрязнений в осевом направлении по ходу воздуха, что неизбежно требует оборудования общим рядным каналом, который во избежание загромождения живого сечения может иметь лишь ограниченные размеры "в свету", а следовательно, подвержен забиванию уловленными загрязнениями /если увеличивать размеры общего пылеотводного канала по направлению хода воздуха, то соответственно увеличиваются габариты батареи, что резко уменьшает ее компоновочные возможности/ и обуславливает необходимость в частых промывках, увеличивая тем самым эксплуатационные издержки. Кроме того, ограниченное проходное сечение пылеотводного канала при его значительной протяженности обуславливает повышенное гидравлическое сопротивление, что приводит к повышению затрат мощности на привод отсосного вентилятора, необходимого для отсоса уловленных загрязнений из батареи; также из-за сложности конструкции батареи затруднен процесс ее сборки-разборки, что удорожает обслуживание при эксплуатации.

Известен также батарейный "Воздухоочиститель" по а.с. СССР N 1161149, кл. B 01 D 45/04,1985 г., содержащий конфузорно-диффузорные элементы круглого профиля, закрепленные в установочных трубных досках, при этом отдельные пылеулавливающие трубки элементов имеют выход в общий межэлементный объем батареи посредством двух или нескольких дополнительных боковых патрубков, служащих для отвода загрязнений, уловленных элементом, а межэлементный объем используется в качестве общего для батареи пылеотводного канала и элемент выполнен неразборным /прототип/.

Перечисленные выше особенности данной конструкции позволяют существенно упростить батарею как в конструктивном, так и в технологическом аспектах в основном из-за отсутствия автономных общих пылеотводных каналов, улучшить эксплуатационные показатели устройства /уменьшается засорение пылеотводного тракта при эксплуатации вследствие значительного увеличения его проходного сечения, упрощается сборка-разборка батареи для ее очистки от загрязнений/. Однако наличие трубных досок обуславливает необходимость герметичного крепления элементов в отверстиях, строго соосной установки самых трубных досок по отверстиям относительно друг друга. Сами указанные доски при большом количестве элементов в батарее являются довольно сложными деталями из-за наличия многочисленных отверстий большого диаметра. Кроме того, сборка-разборка такой батареи для очистки участков, загрязненных в процессе эксплуатации, все же являются довольно сложными технологическими операциями, связанными в основном с необходимостью извлечения элементов из трубных досок/ при этом посадка элементов в отверстиях досок выполнена герметичной/, в связи с чем возможна деформация или повреждение элементов либо досок.

Выполнение центральной пылеулавливающей трубки, боковых патрубков и сопла-диффузора в виде неразборного элемента исключает возможность его разборки на составляющие с целью их очистки от осевших на поверхностях загрязнений.

Помимо перечисленных недостатков боковые отводные патрубки прототипа образуют угол 45^o с вертикалью, что может способствовать накапливанию в пылеулавливающей трубке крупных фракций твердых загрязнений /на частичных режимах работы устройства, т.е. при малой скорости отсоса/ и даже накапливанию влаги на дне трубки, что, с одной стороны, приведет к образованию трудноудалимого осадка /загрязнению элемента/, а с другой - к уменьшению эффективности улавливания капельной влаги, а также, частично, и крупной фракции пыли.

Техническая задача, решаемая данным изобретением, - облегчение технологии сборки-разборки батареи на отдельные элементы при обеспечении герметичности соединений, а также аналогичных операций в отношении деталей, составляющих элемент, а также уменьшение засорения элементов уловленными загрязнениями при одновременном повышении эффективности очистки воздуха от влаги для повышения технологических и эксплуатационных характеристик устройства.

Повышение указанных технических показателей достигается тем, что в батарейном баллистическом воздухоочистителе, содержащем конфузорно-диффузорные элементы круглого сечения с центральным уловителем пыли, снабженным симметрично расположенными боковыми пылеотводными патрубками, открывающимися на наружную поверхность диффузора, конфузорно-диффузорные элементы выполнены пластмассовыми и сборными в составе двух деталей - сопла-диффузора и уловителя пыли, а боковые пылеотводные патрубки расположены вертикально, при этом сопло-диффузор на входе и выходе снабжено снаружи шестигранными юбками и имеет в задней (по ходу воздуха) части стенки диффузора прорези, конфигурация которых совпадает с наружной конфигурацией боковых пылеотводных патрубков, причем внутренняя поверхность прорези сопла-диффузора снабжена двумя противолежащими фиксирующими выступами, а на каждом из трех рядом расположенных торцев юбки выполнены клиновидные выступы, на остальных трех - пазы аналогичной конфигурации и, кроме того, каркас воздухоочистителя выполнен П-образным, имеющим в сечении П-образный профиль, при этом Г-образный участок каркаса оборудован жестко закрепленными на нем передними и задними пластинами, а прилежащий прямолинейный участок каркаса снабжен передней и задней пластинами, жестко связанными между собой проставкой, и выполнен раздвижным относительно указанного каркаса; замыкающая стенка с жестко закрепленными пластинами выполнена съемной и раздвижной относительно П-образного каркаса, при этом все пластины имеют вырезы, конфигурация которых совпадает с конфигурацией юбок прилежащих сопел-диффузоров, и оборудованы в вершинах вырезов установочными платиками, закрепленными на их внутренних поверхностях.

Выполнение конфузорно-диффузорных элементов пластмассовыми из двух деталей: сопла-диффузора с прорезями и фиксирующими выступами и уловителя пыли обеспечивает сборку элемента и его разборку для очистки в эксплуатации с обеспечением строгой фиксации уловителя пыли относительно сопла-диффузора с одновременной герметизацией по привалочным поверхностям.

Вертикальное расположение боковых пылеотводных патрубков уловителя пыли позволяет обеспечить интенсивный слив уловленной влаги, а также удаление крупных фракций твердых загрязнений, что способствует уменьшению загрязнений элемента в эксплуатации и повышению эффективности очистки воздуха от влаги, особенно на частичных режимах работы устройства.

Оборудование сопла-диффузора на входе и выходе шестигранными юбками с выполнением на их торцевых участках уплотнительных клиновидных выступов и соответственно пазов позволяет осуществить поэлементную сборку-разборку батареи конфузорно-диффузорных элементов при одновременной герметизации элементов в местах стыковки шестигранников и их фиксации относительно друг друга в осевом направлении, т.е. исключить трубные доски и обеспечить технологию указанной сборки-разборки.

Выполнение каркаса воздухоочистителя П-образным с раздвижным прилегающим прямолинейным участком и съемной раздвижной замыкающей стенкой позволяет осуществить сборку элементов батареи без применения дополнительных технологических приспособлений. При этом П-образный каркас с открытого конца последовательно заполняют элементами, устанавливаемыми рядно в габаритах каркаса. Фиксация элементов в батарее осуществляется за счет бокового перекрестного сдавливания раздвижным прилегающим прямолинейным участком и съемной раздвижной замыкающей стенкой, подсоединенных крепежными элементами к П-образному жесткому каркасу.

Выполнение всех пластин с вырезами, конфигурация которых совпадает с конфигурацией юбок прилежащих конфузорно-диффузорных элементов батареи, позволяет произвести герметизацию элементов в батарее по ее периметру.

Закрепление в вершинах вырезов на их внутренней стороне установочных платиков обеспечивает установку юбок элементов с лицевой и тыльной стороны батареи /относительно хода воздуха/ в одной плоскости, одновременно обеспечивая фиксацию элементов в осевом направлении.

На фиг. 1-4 приведен общий вид батарейного баллистического воздухоочистителя, конфузорно-диффузорный элемент воздухоочистителя представлен на фиг. 5-7, составляющие части конфузорно-диффузорного элемента представлены на фиг. 8-9 сопло-диффузор и фиг. 10-12 уловитель пыли.

Отдельные составляющие воздухоочистителя представлены на фиг. 13-18. П-образный каркас 2 с передними и задними пластинами - на фиг. 13, 14, прямолинейный участок каркаса 23 - на фиг. 15, 16, замыкающая стенка 24 - на фиг. 17, 18.

Воздухоочиститель (фиг. 1, 2, 3, 4) содержит произвольное число конфузорно-диффузорных элементов 1, установленных встык в пределах П-образного каркаса 2 и ограниченных передними 3, 4, 5 по ходу воздуха и задними 6, 7, 8 пластинами (фиг. 14, 16, 18), при этом пластины 3 и 6 жестко и герметично скреплены с каркасом 2, образуя Г-образный участок 22, пластины 4 и 7 жестко и герметично закреплены на соединительном элементе 9, образуя прилежащий прямолинейный участок каркаса 23 и могут перемещаться относительно каркаса 2 на крепежных элементах 10, а пластины 5 и 6 замыкающей стенки 24 жестко и герметично скреплены на соединительном элементе 11.

Замыкающая стенка 24 выполнена съемной и раздвижной относительно каркаса 2 посредством крепежных элементов 12. В вершинах вырезов пластин 3-8 с внутренней стороны закреплены фиксирующие платики 13.

Конфузорно-диффузорный элемент 1 (фиг. 5, 6, 7) содержит сопло-диффузор 14 и уловитель пыли 15, при этом на наружной поверхности сопла-диффузора (фиг. 8, 9) на входе и выходе выполнены шестигранные юбки 16, на торцах которых имеются клиновидные выступы 17 и клиновидные пазы 18. В стенке сопла-диффузора выполнены прорези 19, имеющие на внутренних поверхностях фиксирующие выступы 20, служащие соответственно для установки и закрепления уловителей пыли (фиг. 10, 11, 12), которые вводятся в прорези 19 боковыми пылеотводными патрубками 21 (фиг. 12).

Предпочтительно при этом изготовление конфузорно-диффузорных элементов батареи из упругих пластмасс, например полиэтилена. Сборка элемента заключается во вдвигании уловителя пыли в прорези 19 сопла-диффузора до отказа, при этом его положение в сопле-диффузоре будет зафиксировано в результате вхождения боковых пылеотводных патрубков 21 во внутреннюю поверхность прорезей 19 и фиксирующие выступы 20.

Сборка воздухоочистителя заключается в последовательном упорядоченном заполнении П-образного каркаса 2 со стороны его открытого конца конфузорно-диффузорными элементами 1, при этом устанавливаемые по периметру элементы опираются юбками 16 на фиксирующие платики 13 пластин 3, 6. Далее сдвигают посредством крепежных элементов 10 прямолинейный участок каркаса 23, устанавливают и сдвигают к центру батареи замыкающую стенку 24 при помощи крепежных элементов 12.

Разборка воздухоочистителя и элемента соответственно осуществляется путем выполнения операций, обратных по действию относительно перечисленных выше при выполнении их в последовательности, обратной вышеуказанной.

Таким образом, предлагаемая конструкция позволяет легко извлекать уловитель пыли, который, как показали испытания, подвергается наибольшему загрязнению при работе устройства. При этом в аспекте длительной эксплуатации возможна как очистка уловителя пыли, так и его замена /ввиду незначительной массы и дешевизны/.

При работе устройства загрязненный воздушный поток поступает (фиг. 1, 2, 5) на входы элементов 1 воздухоочистителя, где, двигаясь по криволинейным траекториям, обращенным выпуклостью к оси сопла-диффузора 14, сужается, при этом аэрозольные частицы получают не только осевое, но и осенаправленное /радиальное/ ускорение, за счет чего происходит их разгон и в направлении оси. В диффузоре частицы за счет инерции некоторое время продолжают осенаправленное движение, что приводит к их концентрации в центральной области диффузора. Сконцентрированные загрязнения, имеющие значительную осевую скорость, достигают входного сечения уловителя пыли 15, что обеспечивает их сепарацию из воздушного потока. Уловленные концентрированные загрязнения отсасываются через боковые пылеотводные патрубки в межэлементное пространство воздухоочистителя. Отсос загрязнений из батареи вместе с частью воздуха производят источником разрежения /например, вентилятором/, не показанном на фигурах.

Формула изобретения

Батарейный баллистический воздухоочиститель, содержащий конфузорно-диффузорные элементы круглого сечения с центрально расположенным уловителем пыли, снабженным симметрично расположенными боковыми пылеотводными патрубками, открывающимися на наружную поверхность диффузора, отличающийся тем, что конфузорно-диффузорные элементы выполнены пластмассовыми и сборными в составе двух деталей: сопла-диффузора и уловителя пыли, а боковые пылеотводные патрубки расположены вертикально, при этом сопло-диффузор на входе и выходе снабжено снаружи шестигранными юбками и имеет в задней (по ходу воздуха) части стенки диффузора прорези, конфигурация которых совпадает с наружной конфигурацией боковых пылеотводных патрубков, причем внутренняя поверхность прорези сопла-диффузора снабжена двумя противолежащими фиксирующими выступами, а на каждом из трех рядов расположенных торцов юбки выполнены клиновидные выступы, на остальных трех - пазы аналогичной конфигурации, кроме того, каркас воздухоочистителя выполнен П-образным, имеющим в сечении П-образный профиль, при этом Г-образный участок каркаса оборудован жестко закрепленными на нем передними и задними пластинами, а прилежащий прямолинейный участок каркаса снабжен передней и задней пластинами, жестко связанными между собой проставкой, и выполнен раздвижным относительно указанного каркаса; замыкающая стенка с жестко закрепленными пластинами выполнена съемной и раздвижной относительно П-образного каркаса, при этом все пластины имеют вырезы, конфигурация которых совпадает с конфигурацией юбок прилежащих сопл-диффузоров, и оборудованы в вершинах вырезов установочными платиками, закрепленными на их внутренних поверхностях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18