Разнотемпературная конденсационная камера
Владельцы патента RU 2483781:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к оборудованию для пылеулавливания. Разнотемпературная конденсационная камера с газовым трактом преимущественно прямоугольного сечения, содержащая нижнее днище, верхнее днище, холодную и горячую боковые стенки с устройствами обеспечения разности температур их наружных поверхностей, при этом боковые стенки выполнены состоящими из нескольких подвижно соединенных между собой частей, имеющих возможность углового и радиального перемещений как внутрь, так и наружу газового тракта, при этом проходное сечение тракта определяется положением подвижных частей. Изобретение позволяет обеспечить более полное отделение конденсата и механических примесей от потока газа, подвергаемого очистке при меньших затратах энергии. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к оборудованию для пылеулавливания и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где требуется улавливание высокодисперсных аэрозолей из воздушного протока, в частности в пищевой промышленности.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка, содержащая увлажнитель всасываемого воздуха, компрессор, увлажнитель сжатого воздуха, подогреватель, разнотемпературную конденсационную камеру с газовым трактом преимущественно прямоугольного сечения, соединенные последовательно между собой, при этом тракт конденсационной камеры выполнен с соотношением длины к высоте более 20, одна из его продольных стенок выполнена с возможностью радиального перемещения, а выходная часть газового тракта разнотемпературной конденсационной камеры соединена с влагоотделителем, работающим по принципу трубы Вентури (Патент РФ №2323033, МПК B01D 47/05 - прототип).
Основным недостатком известной камеры является то, что конструкция холодной и горячей стенок не позволяет изменять геометрию тракта в зависимости от условий работы камеры, что приводит к значительным потерям энергии.
Технической задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и создание установки для очистки воздуха, применение которой позволит обеспечить более полное отделение конденсата и механических примесей от потока газа, подвергаемого очистке.
Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в предложенной разнотемпературной конденсационной камере с газовым трактом преимущественно прямоугольного сечения, содержащей нижнее днище, верхнее днище, холодную и горячую боковые стенки с устройствами обеспечения разности температур их наружных поверхностей, согласно изобретению, боковые стенки выполнены состоящими из нескольких подвижно соединенных между собой частей, имеющих возможность углового и радиального перемещений как внутрь, так и наружу газового тракта.
Для улучшения условий конденсации и упрощения конструкции, холодная и горячая стенки выполнены в виде полых тел со штуцерами подвода и отвода рабочего тела.
Для упрощения конструкции, горячая стенка выполнена в виде пластины с размещенным на ее поверхности электронагревательным элементом.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показана разнотемпературная конденсационная камера в аксонометрии с трактом, сужающимся во входной части, на фиг.2 - разнотемпературная конденсационная камера в аксонометрии с трактом, расширяющимся во входной части.
Разнотемпературная конденсационная камера содержит нижнее днище 1, верхнее днище 2, холодную 3 и горячую 4 боковые стенки, соединенные между собой по периметру. Холодная стенка 3 выполнена состоящей из нескольких полых секций 5, имеющих штуцера 6 и 7 соответственно подвода и отвода рабочего тела. Секции 5 соединены между собой с возможностью радиального и осевого перемещений.
Горячая стенка 4 выполнена состоящей из нескольких полых секций 8, имеющих штуцера 9 и 10 соответственно подвода и отвода рабочего тела. Секции 8 соединены между собой с возможностью радиального и осевого перемещений.
Предложенная разнотемпературная конденсационная камера работает следующим образом.
Очищаемый воздух поступает в компрессор, где происходит его сжатие до заданных параметров.
Из компрессора сжатый очищаемый воздух подается в увлажнитель сжатого воздуха и далее в подогреватель, где ему придается требуемая влажность и температура.
Далее сжатый воздух, вырабатываемый компрессором, прошедший через увлажнитель сжатого воздуха и подогреватель, подается в разнотемпературную камеру, в которой происходит конденсация водяных паров на ядрах конденсации, например механических примесях, газовых ионах и на поверхности самопроизвольно образующихся зародышей и их рост до размеров капель.
Разнотемпературная организация процесса конденсации в канале способствует смещению зоны конденсации от холодной стенки в ядро потока и одновременно позволяет расширить ее по поперечному сечению тракта. При таком температурном режиме основная масса конденсата выделяется не на холодной стенке в виде пленки, а в ядре потока, потому что там создаются первые условия конденсации. Это приводит к более эффективной работе камеры.
Проходя через образованную зону конденсации в разнотемпературном канале, содержащиеся в очищаемом потоке воздуха аэрозольные частицы представляют собой готовые центры конденсации, тем самым сокращая время ведения процесса очистки, что положительно отражается на эффективности всей установки. В этой зоне газообразные и жидкостные примеси, присутствующие в воздушном потоке, конденсируются и оседают на поверхности присутствующих центров, тем самым утяжеляя их до размера капель, которые затем осаждаются на дно канала.
За счет того, что части стенок разнотемпературной камеры выполнены с возможностью радиального перемещения, обеспечиваются требуемые условия прохождения очищаемого потока через газовый тракт разнотемпературной камеры путем изменения площади проходного сечения тракта.
За счет выполнения начальной части стенок более горячей, чем остальные части, происходит значительное уменьшение на входе метастабильного пересыщения и, соответственно, увеличивается зона устойчивого пересыщения, однородного по сечению как вдоль, так и поперек потока.
За счет того, что верхнее 2 и нижнее 1 днища соединены между собой по периферийной части при помощи боковых стенок 4 с образованием замкнутой полости, в тракте камеры и в указанной замкнутой полости, создается повышенное давление, что приводит к улучшению условий отделения конденсата.
Одна часть конденсата улавливается в камере, а другая, оставшаяся, в расположенном за ней водоотделителе. Комплект, состоящий из увлажнителей и подогревателя, позволяет изменять влажность и температуру воздушного потока в широком диапазоне.
Проведенные авторами и заявителем испытания полноразмерной установки для очистки воздуха подтвердили правильность заложенных конструкторско-технологических решений.
Использование предложенного технического решения позволит обеспечить более полное отделение конденсата и механических примесей от потока газа, подвергаемого очистке при меньших затратах энергии.
1. Разнотемпературная конденсационная камера с газовым трактом преимущественно прямоугольного сечения, содержащая нижнее днище, верхнее днище, холодную и горячую боковые стенки с устройствами обеспечения разности температур их наружных поверхностей, отличающаяся тем, что боковые стенки выполнены состоящими из нескольких подвижно соединенных между собой частей, имеющих возможность углового и радиального перемещений как внутрь, так и наружу газового тракта, при этом проходное сечение тракта определяется положением подвижных частей.
2. Разнотемпературная конденсационная камера по п.1, отличающаяся тем, что холодная стенка выполнена в виде полого тела со штуцерами подвода и отвода рабочего тела.
3. Разнотемпературная конденсационная камера по п.1, отличающаяся тем, что горячая стенка выполнена в виде полого тела со штуцерами подвода и отвода рабочего тела.
4. Разнотемпературная конденсационная камера по п.1, отличающаяся тем, что горячая стенка выполнена в виде пластины с размещенным на ее поверхности электронагревательным элементом.
