Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель

Изобретение относится к устройствам для сухой очистки воздуха и газов от частиц пыли, в том числе для очистки отработанного воздуха в системах аспирации зерноочистительных машин, агрегатов и комплексов послеуборочной обработки зерна. Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель содержит корпус, установленный в нем вращающийся ротор, входной и выходной патрубки, пылесборник. Ротор выполнен в виде колеса с плоскими лопатками с изломом по длине, установленными на внутреннем диаметре под углом β₁=90±5°, наружные концы которых отогнуты назад на угол 20...30° к радиус-вектору ротора. Плоские лопатки образуют каналы для перемещения воздуха в поперечном направлении. С боковых сторон ротор закрыт сплошными дисками. Входной и выходной патрубки установлены на корпусе напротив друг друга и сообщаются между собой посредством каналов ротора. Внутренний диаметр ротора составляет 0,6...0,7 его наружного диаметра, угол дуги входа воздуха в ротор - 170...190°, угол дуги выхода воздуха из ротора - 90...110°. Зазоры между ротором и входной кромкой выходного патрубка и входной и выходной кромками корпуса - 0,01...0,02 наружного диаметра ротора. Глубина пылесборника - не менее 3-х наружных диаметров ротора. Технический результат: повышение эффективности очистки. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для сухой очистки воздуха и газов от частиц пыли, в частности для очистки отработанного воздуха в системах аспирации зерноочистительных машин, агрегатов и комплексов послеуборочной обработки зерна.

Известен поперечно-поточный ротационный пылеотделитель, содержащий корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с плоскими лопатками, образующими каналы для перемещения воздуха, и снабженный с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки, установленные на корпусе напротив друг друга и сообщающиеся между собой посредством каналов ротора, пылесборник (патент РФ №2137529, МКИ⁶ В01D 45/14. Поперечно-поточный пылеуловитель / Бурков А.И., Казаков В.A. (RU) - Заявлено 25.09.98. Опубл. БИ №26, 20.09.99).

Для повышения эффективности пылеулавливания плоские лопатки могут устанавливаться под острым углом α к радиус-вектору ротора. Это приводит к сужению межлопаточных каналов, резкому повороту потока воздуха от радиального направления, возникновению отрыва потока и вихрей около кромок лопаток при движении его к центру ротора, удару о лопатки при движении от центра и в итоге - к увеличению потерь давления и снижению КПД пылеуловителя.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности признаков к предлагаемому решению является поперечно-поточный ротационный пылеуловитель, содержащий корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса, снабженного плоскими лопатками с изломом по длине, установленными на внутреннем диаметре ротора под углом β₁=90±5° и образующими каналы для перемещения воздуха, закрытый с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки, установленные на корпусе напротив друг друга и сообщающиеся между собой посредством каналов ротора, пылесборник (патент РФ №2244585, МКИ⁷ В01D 45/14. Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель / Бурков А.И., Рощин О.П., Казаков В.А., Ефремов Д.Ф., Кутюков А.М. (RU) - Заявлено 16.06.2003. Опубл. БИ №2, 20.01.2005). Выполнение плоских лопаток с изломом по длине и установке их внутренних концов почти радиально уменьшает гидравлические потери давления в проточной части ротора и повышает КПД пылеуловителя. Однако соотношение конструктивных параметров, обеспечивающее низкие гидравлические потери и высокий КПД, не создает благоприятных условий для эффективной очистки воздуха.

Задачей изобретения является повышение эффективности очистки воздуха при небольшом гидравлическом сопротивлении пылеуловителя.

Поставленная задача решена с помощью предлагаемого поперечно-поточного ротационного пылеуловителя, содержащего корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса с плоскими лопатками с изломом по длине, установленными на внутреннем диаметре ротора под углом β₁=90±5° и образующими каналы для перемещения воздуха, закрытый с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки, установленные на корпусе напротив друг друга и сообщающиеся между собой посредством каналов ротора, пылесборник, при этом внутренний диаметр ротора составляет 0,6...0,7 его наружного диаметра, угол дуги входа воздуха в ротор λ_BX=170...190°, угол дуги выхода воздуха из ротора λ_ВЫХ=90...100°, наружные концы плоских лопаток отогнуты назад на угол 20...30° к радиус-вектору ротора, зазоры между ротором и входной кромкой выходного патрубка и входной и выходной кромками корпуса составляют 0,01...0,02 наружного диаметра ротора, глубина пылесборника - не менее 3-х наружных диаметров ротора.

Повышение эффективности очистки воздуха при небольшом гидравлическом сопротивлении пылеуловителя достигается за счет оптимального соотношения конструктивных параметров ротора, корпуса и пылесборника.

На фиг.1 изображена схема поперечно-поточного ротационного пылеуловителя, на фиг.2 - схема вращающегося ротора.

Пылеуловитель содержит корпус 1, вращающийся ротор 2, входной 3 и выходной 4 патрубки, пылесборник 5 с устройством 6 вывода уловленной пыли.

Вращающийся ротор 2 представляет собой колесо (фиг.2) с плоскими лопатками 7, выполненными с изломом по длине и образующими криволинейные каналы 8 для перемещения воздуха в поперечном направлении, и снабжен с боковых сторон сплошными дисками. Лопатки 7 ротора 2 установлены на внутреннем диаметре Д₁ под углом β₁=90±5°, на наружном Д₂ - отогнуты назад на угол α=20...30° к его радиус-вектору. Вращающийся ротор 2 (фиг.1) при большой длине может иметь внутри вал. Входной 3 и выходной 4 патрубки установлены на корпусе 1 напротив друг друга, сообщаются между собой посредством каналов 8 ротора 2, имеют ширину, равную ширине корпуса и пылесборника. Выходной патрубок 4 имеет входную кромку 9, которая расположена относительно входной 10 и выходной 11 кромок корпуса 1 на угловом расстоянии λ_ВХ=170...190° и λ_ВЫХ=90...110° и определяет углы дуг входа и выхода воздуха из ротора. Относительно наружного диаметра Д₂ ротора 2 входная кромка 9 выходного патрубка 4 и входная 10 и выходная 11 кромки корпуса 1 установлены с зазором δ=0,01...0,02 наружного диаметра ротора.

Внутренний диаметр ротора 2 составляет 0,6...0,7 его наружного диаметра. Количество плоских лопаток 7 зависит от технологии изготовления ротора и устанавливается максимально возможным.

Пылесборник 5 установлен под ротором 2, сообщен с ним окном 12 и имеет глубину Н не менее 3-х наружных диаметров ротора.

Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель работает следующим образом.

Запыленный воздух, удаляемый, например, из пневмосистемы зерноочистительной машины, нагнетается во входной патрубок 3, попадает в криволинейные каналы 8 вращающегося ротора 2, проходит по ним сначала в центростремительном направлении, затем - в центробежном и выводится наружу через выходной патрубок 4. При этом частицы пыли, взаимодействуя с отогнутыми назад наружными концами плоских лопаток 7, отбрасываются за пределы вращающегося ротора 2 центробежными и кориолисовыми силами, через окно 12 попадают в пылесборник 5 и выводятся наружу устройством 6.

Наибольшая эффективность пылеулавливания обеспечивается при бóльших длине и угле отгиба наружных концов плоских лопаток, меньших зазорах между ротором и входной кромкой выходного патрубка и входной и выходной кромками корпуса, больших значениях углов дуг входа и выхода воздуха из ротора и глубины Н пылесборника.

Наименьшее гидравлическое сопротивление пылеуловителя достигается при больших значениях внутреннего диаметра ротора, углах дуг входа и выхода воздуха из ротора, меньших длине и угле отгиба наружных концов плоских лопаток.

Испытания поперечно-поточного ротационного пылеуловителя с оптимальными параметрами (Д₁=0,7 Д₂; λ_ВХ=170°; λ_ВЫХ=90°; α=25°; β₁=90°; δ=0,012 Д₂) показали, что эффективность пылеулавливания при очистке воздуха от легких примесей, выделенных при очистке зернового вороха ячменя, составила 97...98%, а гидравлическое сопротивление P_SV=50 Па.

Таким образом, оптимальное соотношение конструктивных параметров ротора, корпуса и пылесборника обеспечивает высокую эффективность очистки воздуха при небольшом гидравлическом сопротивлении пылеуловителя.

1. Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель, содержащий корпус, установленный в нем вращающийся ротор, выполненный в виде колеса, снабженного плоскими лопатками с изломом по длине, установленными на внутреннем диаметре ротора под углом β₁=(90±5)° и образующими каналы для перемещения воздуха, закрытый с боковых сторон сплошными дисками, входной и выходной патрубки, установленные на корпусе напротив друг друга и сообщающиеся между собой посредством каналов ротора, пылесборник, отличающийся тем, что внутренний диаметр ротора составляет 0,6...0,7 его наружного диаметра, угол λ_ВХ дуги входа воздуха в ротор - 170...190°, угол λ_ВЫХ дуги выхода воздуха из ротора - 90...110°.

2. Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что наружные концы лопаток отогнуты назад на угол 20...30° к радиус-вектору ротора.

3. Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что зазоры между ротором и входной кромкой выходного патрубка и входной и выходной кромками корпуса составляют 0,01...0,02 наружного диаметра ротора.

4. Поперечно-поточный ротационный пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что глубина пылесборника составляет не менее трех наружных диаметров ротора.