Вихревой пылеуловитель с акустическим распылителем жидкости
Изобретение относится к устройствам для очистки газа от пыли и может быть использовано в системах пневмотранспорта, пневмоуборки, аспирации. Вихревой пылеуловитель содержит цилиндрический корпус, осевой ввод запыленного газа с завихрителем, эжекционным насадком, обтекателем и конической отбойной шайбой. В верхней части корпуса размещены осевой патрубок для вывода очищенного газа и периферийный ввод вторичного потока с завихрителем. В патрубке осевого ввода запыленного газа, а также в патрубке периферийного ввода вторичного потока установлены акустические форсунки для подачи орошающей жидкости. Форсунка включает корпус с размещенным внутри стаканом и центральным стержнем, образующими генератор акустических колебаний, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель. Резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, которая соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня. Центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками. Технический результат - повышение эффективности пылеулавливания. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к технике очистки газа от пыли и может быть использовано в различных отраслях промышленности в системах пневмотранспорта, пневмоуборки, аспирации.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является вихревой пылеуловитель по RU №2256487, кл. В04С 3/06, содержащий корпус, осевой ввод запыленного газа с завихрителем и обтекателем и отбойной шайбой, а также размещенные в верхней части корпуса осевой патрубок для вывода очищенного газа и периферийный ввод вторичного потока с завихрителем, корпус выполнен цилиндрическим, а отбойная шайба конической, при этом эжекционный насадок образует со стенкой ввода кольцевой канал, образованный коническими поверхностями соответственно осевого ввода и эжекционного насадка, при этом плоскость среза эжекционного насадка расположена выше плоскости среза конической отбойной шайбы.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность пылеулавливания за счет того, что сухое пылеулавливание не способствует коагуляции мелкодисперсных частиц.
Технический результат - повышение эффективности пылеулавливания.
Это достигается тем, что в вихревом пылеуловителе, содержащем корпус, осевой ввод запыленного газа с завихрителем и эжекционным насадком, обтекателем и отбойной шайбой, а также размещенные в верхней части корпуса осевой патрубок для вывода очищенного газа и периферийный ввод вторичного потока с завихрителем, корпус выполнен цилиндрическим, а отбойная шайба конической, при этом эжекционный насадок образует со стенкой ввода кольцевой канал, образованный коническими поверхностями соответственно осевого ввода и эжекционного насадка, при этом плоскость среза эжекционного насадка расположена выше плоскости среза конической отбойной шайбы, в нижнем патрубке осевого ввода запыленного газа с завихрителем, обтекателем и отбойной шайбой, а также в верхнем патрубке периферийного ввода вторичного потока с завихрителем установлены акустические форсунки для подачи орошающей жидкости, каждая из которых состоит из корпуса с размещенным внутри стаканом и стержнем с коническим буртиком, образующим генератор акустических колебаний, состоящий из сопла в виде кольцевой щели и резонатора, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, выполненный в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, соосно расположенного в стакане, соосном корпусу, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, а центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.
На фиг.1 представлен вихревой пылеуловитель, общий вид; на фиг.2 - акустическая форсунка.
Вихревой пылеуловитель (фиг.1) содержит цилиндрический корпус 1 с бункером 2, осевой ввод 3 с завихрителем 4, обтекателем 5, отбойной шайбой 6 и эжекционным насадком 7, ввод 8 вторичного потока с завихрителем 9, осевой патрубок 10 для вывода очищенного газа. Эжекционный насадок 7 образует со стенкой ввода 3 кольцевой канал, сообщающийся с полостью корпуса под отбойной шайбой 6, которая может быть выполнена тарельчатой, конической или плоской (на чертеже не показано), а кольцевой канал эжекционного насадка может быть образован цилиндрическими или коническими поверхностями соответственно осевого ввода 3 и эжекционного насадка 7, при этом плоскость среза эжекционного насадка может быть ниже плоскости среза конической шайбы.
В осевом вводе 3 запыленного газа с завихрителем 4, обтекателем и отбойной шайбой, а также в вводе 8 вторичного потока с завихрителем 9 установлены акустические форсунки 11 с патрубками подвода жидкости 12 и сжатого газа 13 (фиг.2) для подачи орошающей жидкости, причем каждая из них содержит корпус 14 с размещенным внутри стаканом 25 и центральным стержнем 23 с коническим буртиком 24, образующим генератор акустических колебаний в виде сопла, выполненного в виде кольцевой щели 17 и резонатора. Кольцо 19 выполнено с конической поверхностью 20, связанное с корпусом 14, а распылитель выполнен в виде кольцевой полости 16, ограниченной цилиндрической гильзой с площадкой 22, в которой равномерно расположены отверстия 21 для подачи жидкости. Резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости 28, расположенной в теле центрального стержня 23, соосно расположенного в стакане 25, соосном корпусу 14, причем сферическая полость 28 соединена калиброванным отверстием 29 с кольцевой щелью 18, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика 24, а центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 14 посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками 30.
Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели 18, образованной торцевыми плоскостями 26 стакана 25 и центрального стержня 23 со стороны конической поверхности буртика 24, посредством установки между днищем стакана 25 и торцем стержня 23 со стороны, противоположной конической поверхности буртика 24, калиброванных прокладок 29, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.
Вихревой пылеуловитель работает следующим образом. Пылегазовый поток входит через ввод 8 вторичного потока и, закручиваясь лопаточным завихрителем 9, двигается вниз в корпусе 1. Навстречу ему снизу через осевой ввод 3 подается первичный запыленный газ, который закручивается аксиально-лопаточным завихрителем 4 в ту же сторону, что и нисходящий вторичный поток. Частицы пыли при этом под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам корпуса 1. Закрученный вторичный поток, наталкиваясь на отбойную шайбу 6, частично разворачивается, взаимодействуя с первичным потоком, исходящим из центрального ввода 3. Частицы пыли, обладающие большей инерцией, отделяются от потока при его повороте у отбойной шайбы 6 и через зазор между ней и стенками корпуса 1 вылетают в бункер 2. В бункере 2 создается разрежение благодаря эжекционной насадке 7, установленной в осевом вводе 3 вплотную к завихрителю 4. Отсасываемый эжектором поток, который может содержать самые мелкие частицы пыли, особенно с малым удельным весом и размером менее 10 мкм (легкие твердые частицы), поступает сразу на лопатки завихрителя 4, причем на максимальном радиусе, что обеспечивает максимальную их закрутку и вывод с периферии газовой струи во вторичный поток и затем опять в бункер 2. Это способствует оптимальному взаимодействию закрученной струи первичного потока с нисходящими потоком закрученного вторичного потока и повышению эффективности пылеулавливания за счет возврата в бункер частиц пыли с малым удельным весом.
Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 15, где встречает на своем пути резонатор 28, выполненный в виде сферической полости, соединенной с соплом 17 посредством калиброванного отверстия 29. В результате прохождения резонатора 28 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в канал 16, из которого жидкость вытекает в виде пленки на площадку 22, а затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 20 кольца 19.
Таким образом, выполнение корпуса аппарата цилиндрическим и наличие эжектора, установленного в осевом газопроводе, позволяет обеспечить высокую эффективность отделения мелких частиц с малым удельным весом и может быть использовано для пылеочистки в различных отраслях промышленности. Предлагаемое устройство надежно в работе и эксплуатации за счет упрощения конструкции эжектора.
1. Вихревой пылеуловитель с акустическим распылением жидкости, содержащий цилиндрический корпус, осевой ввод запыленного газа с завихрителем и эжекционным насадком, обтекателем и отбойной шайбой, а также размещенные в верхней части корпуса осевой патрубок для вывода очищенного газа и периферийный ввод вторичного потока с завихрителем, корпус выполнен цилиндрическим, а отбойная шайба конической, при этом эжекционный насадок образует со стенкой ввода кольцевой канал, образованный коническими поверхностями соответственно осевого ввода и эжекционного насадка, при этом плоскость среза эжекционного насадка расположена выше плоскости среза конической отбойной шайбы, отличающийся тем, что в нижнем патрубке осевого ввода запыленного газа с завихрителем, обтекателем и отбойной шайбой, а также в верхнем патрубке периферийного ввода вторичного потока с завихрителем установлены акустические форсунки для подачи орошающей жидкости, причем каждая из форсунок состоит из корпуса с размещенными внутри стаканом и центральным стержнем с коническим буртиком, образующими генератор акустических колебаний, состоящий из сопла в виде кольцевой щели и резонатора, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом, и распылитель, выполненный в виде кольцевой полости, ограниченной цилиндрической гильзой, в которой равномерно расположены отверстия для подачи жидкости, причем резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в теле центрального стержня, которая соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, а центральный стержень расположен с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения, фиксируемого контргайками.
2. Вихревой пылеуловитель с акустическим распылением жидкости по п.1, отличающийся тем, что резонатор форсунки выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями стакана и центрального стержня со стороны конической поверхности буртика, посредством установки между днищем стакана и торцевой плоскостью центрального стержня со стороны, противоположной конической поверхности буртика, калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.
