Система очистки воздуха


 


Владельцы патента RU 2535847:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") (RU)

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам очистки воздуха на входе судовых газотурбинных двигателей. Система очистки воздуха включает сепаратор с конфузором, горловиной, диффузором и капле-пылеуловителем, установленные в воздуховоде, и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля. В горловине сепаратора установлены направляющий аппарат из плоских профилей и решетка аэродинамических профилей с разрезной задней кромкой и перфорированной их выпуклой аэродинамической поверхностью. Технический результат: высокая надежность, гидравлические потери не превышают 200 Па и низкий уровень эксплуатационных расходов. 1 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам очистки воздуха, и может быть использовано для судовых энергетических установок при очистке воздуха от морской воды, соли и твердых частиц на входе судовых газотурбинных двигателей (ГТД).

Очистка воздуха на входе ГТД необходима для надежной работы двигателя и обеспечения его высокого КПД и ресурса. Имеется широкий спектр систем очистки многофазных сред, которые могут обеспечить необходимую степень очистки воздуха (например, Биргер М.И. и др. Справочник по пыле- и золоулавливанию. М.: "Энергоиздат", 1983, патент GB №2136313, МПК В01D 45/08, 1984; патент RU №2275229, МПК В01D 45/08, 2006; патент ЕР №2243533, МПК В01D 45/08, 2010; заявка на изобретение RU №2010138084, МПК В01D 45/08, 2010). Вместе с тем жесткие требования стандарта (OCTSP.4040-2001. Стандарт отрасли. Система подачи воздуха судовых газотурбинных двигателей. Правила и нормы проектирования. 2001) к равномерности поля скоростей и давлений в потоке воздуха на входе ГТД существенно ограничивают выбор. Кроме того, материалоемкость конструкции, технологичность ее изготовления и приемлемые эксплуатационные расходы также во многом определяют выбор системы очистки воздуха.

Известны способ очистки газов и электрофильтр для его реализации (патент RU №2303487, МПК В01D 45/08, 2007), включающий пропускание очищаемого газа через инерционный сепаратор с объемной решеткой профилей, электризацию частиц аэрозоля и выделение их из потока очищаемого газа. При этом электрофильтр для очистки газов включает корпус, воздуховод, инерционный сепаратор с объемной решеткой профилей, ионизатор и устройство для сбора и удаления частиц аэрозоля.

Недостатком известного технического решения является повышенная опасность работы с источниками тока высокого напряжения в условиях корабля.

Известна также система очистки воздуха (патент RU №2272668, МПК В01D 45/08, 2006), включающая корпус, инерционный сепаратор, коагулятор и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля.

Недостатками известного технического решения являются малая жесткость разрезных профилей большого удлинения, их вибрация в потоке воздуха и низкий ресурс работы.

Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемой системе очистки воздуха является принятая за прототип труба Вентури (а.с. СССР №480430, МПК В01D 45/08, 1975), включающая корпус, сепаратор с конфузором, горловиной, диффузором и капле-пылеуловителем и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля.

Недостатком известного технического решения является невысокая степень очистки.

Задачей заявленного изобретения является организация течения очищаемого воздуха в сепараторе, коагуляция мелких частиц аэрозоля и выделение их из очищаемого потока воздуха под действием сил инерции и гравитации.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении степени очистки воздуха.

Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в системе очистки воздуха, содержащей корпус, сепаратор с конфузором, горловиной, диффузором и капле-пылеуловителем и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля, в горловине сепаратора установлены направляющий аппарат из плоских профилей и решетка полых аэродинамических профилей с разрезной задней кромкой и перфорированной выпуклой аэродинамической поверхностью, а диффузор плавно переходит в осадительную камеру с боковой стенкой, закрытой сеткой, а капле-пылеуловитель выполнен в виде перфорированной пластины, размещенной на стенке осадительной камеры.

На фиг.1 приведен общий вид системы очистки воздуха.

Сепаратор 1 системы очистки воздуха закреплен непосредственно в воздуховоде 2 с помощью захватов на упорах 3. Корпус сепаратора 1 интегрирован с конфузором 4, горловиной 5 и диффузором 6. В горловине 5 сепаратора 1 установлены направляющий аппарат 7 из плоских профилей 8 и решетка 9 аэродинамических профилей 10. Диффузор 6 плавно переходит в осадительную камеру 11 с закрытой сеткой 12 боковой стенкой. Капле-пылеуловитель выполнен в виде перфорированной пластины 13, размещенной на стенке осадительной камеры 11. В нижней части осадительная камера 11 имеет устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля 14. Вход 15 воздуховода 2 имеет жалюзийную решетку 16 и закрыт крышкой люка 17. Зазоры между сепаратором 1 и стенками воздуховода 2 закрыты гофрами 18. Сепаратор 1 может быть извлечен из воздуховода 2 при необходимости через люк 17.

Система очистки воздуха работает следующим образом.

При запуске ГТД открывается жалюзийная решетка 16 входа 15 воздуховода 2. В сепараторе 1 за счет возникшего перепада давления формируется течение воздуха. Поток очищаемого воздуха 19 ускоряется в конфузоре 4 и попадает на решетку 9 аэродинамических профилей 10 под углом атаки 3÷10°. Пройдя решетку 9, поток очищаемого воздуха 19 ускоряется до скорости 25÷30 м/с и отклоняется аэродинамическими профилями от оси в сторону капле-пылеуловителя 13, размещенного на боковой стенке осадительной камеры 11. При этом более тяжелые частицы продолжают двигаться по инерции и под действием силы тяжести в сторону капле-пылеуловителя 13, а легкие частицы воздуха тормозятся в диффузоре 6 и осадительной камере 11. Возникший градиент давления формирует течение воздуха в сторону боковой стенки осадительной камеры 11, закрытой сеткой 12.

Вода и соль, попавшие в устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля 14, поступают в дренажную систему корабля.

В решетке 9 установлены полые аэродинамические профили 10 с разрезной задней кромкой 20 и перфорацией 21 на выпуклой стороне аэродинамических профилей 10. Возникающие на них при обтекании потоком очищаемого воздуха 19 области пониженного давления интенсифицируют процесс конденсации влаги из потока очищаемого воздуха 19. Влага попадает через перфорацию внутрь полых аэродинамических профилей 10 и под действием силы тяжести стекает через разрезные задние кромки 20 в устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля 14.

Исследования характеристик опытных образцов подтвердили эффективность системы очистки воздуха от твердых частиц, морской воды и соли. Гидравлические потери всего тракта сепаратора 1 не превышают 200 Па и обеспечивают низкий уровень эксплуатационных расходов.

Система очистки воздуха, содержащая корпус, сепаратор с конфузором, горловиной, диффузором и капле-пылеуловителем и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля, отличающаяся тем, что в горловине сепаратора установлены направляющий аппарат из плоских профилей и решетка полых аэродинамических профилей с разрезной задней кромкой и перфорированной выпуклой аэродинамической поверхностью, диффузор плавно переходит в осадительную камеру с боковой стенкой, закрытой сеткой, а капле-пылеуловитель выполнен в виде перфорированной пластины, размещенной на стенке осадительной камеры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам для очистки воздуха от твердых частиц, капель морской воды и соли на входе судовых газотурбинных двигателей.

Изобретение относится к технике, предназначенной для осаждения и удаления влаги из сжатых газов. Резервуар для осаждения и удаления влаги представляет собой корпус, к обечайке которого прикреплены сваркой ряд вертикальных гофрированных оцинкованных пластин с наклонными перегородками и который имеет дренажную трубу.

Изобретение относится к области нефтехимического и газового машиностроения, в частности к коалесцирующим, фильтрующим и сепарационным устройствам. .

Изобретение относится к области судостроения, в частности к системам очистки воздуха, подаваемого в двигатель для горения топлива, преимущественно газотурбинным, для которых требования по содержанию воды и соли, например морской, являются наиболее жесткими.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке нефтяного попутного газа на нефтяных месторождениях. .

Изобретение относится к области нефтегазового и химического машиностроения, а именно к сепарационным устройствам, расположенным в корпусах аппаратов или в трубе, и может быть использовано в процессах отделения жидкостей и примесей из газового потока в установках подготовки газов: природного и попутного, низкотемпературной сепарации, компримирования, факельных, первичных, трубных сепараторах.

Изобретение относится к коллекторам сбора жидкости для массообменных и сепарационных аппаратов, в частности для сбора жидкости, ее отвода или перераспределения по поперечному сечению аппарата, для распределения и сепарации газовых потоков от капель жидкости.

Сепаратор // 2438756
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования при расчете ширины кольцевого зазора для прохождения газа по высоте перфорированной обечайки в номинальном режиме эксплуатации сепаратора, устанавливаемой в качестве внутрисепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2438755
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования при расчете ширины кольцевого зазора для прохождения газа по высоте перфорированной обечайки в номинальном режиме эксплуатации сепаратора, устанавливаемой в качестве внутрисепарационного устройства при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Сепаратор // 2433854
Изобретение относится к теплообменной технике и предназначено для использования в качестве внутрисепарационного устройства измерения уровня воды в сепараторе при достижении необходимого технологического процесса разделения газожидкостного потока на компоненты.

Изобретение относится к пластинчатому сепаратору для отделения капель жидкости от текучей среды с жидкой фазой. Пластинчатый сепаратор для отделения капель жидкости от текучей среды с жидкой фазой включает в себя, по меньшей мере, два практически вертикально ориентированных пластинчатых профиля, расположенных на расстоянии друг от друга и образующих канал для протекания между ними текучей среды с жидкой фазой, на поверхности стенок которых осуществляется отделение капель жидкости, и отстойник, расположенный под пластинчатыми профилями, служащий для приема жидкости, отделившейся от текучей среды с жидкой фазой. Отстойник имеет, по меньшей мере, одну разделительную стенку, делящую отстойник на несколько частей. Пластинчатые профили выполнены, по меньшей мере, частично гофрированными и ориентированы параллельно друг другу. Несколько экранов выступают в канал потока, по меньшей мере, от одного из указанных пластинчатых профилей и направлены против направления потока (S), образуя улавливающие карманы, направленные против направления потока (S) и служащие для отделения капель жидкости. Несколько подрезанных пластинок, выступающих из одного и того же пластинчатого профиля, образуют полости, ориентированные по направлению потока (S) так, что подрезанные пластинки перекрыты на заданную длину со своих внешних сторон, направленных в сторону от пластинчатого профиля, экранами, направленными против направления потока (S), образуя лабиринтную отделительную систему для отделения капель жидкости. Подрезанные пластинки установлены только на первой половине пластинчатого профиля по направлению потока (S). Техническим результатом является предотвращение завихрения жидкости в отстойнике. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к каплеотделителю для отделения капелек из содержащего капельки газа. Каплеотделитель (10) содержит проточный канал (5), который предназначен для направления через него содержащего капельки газа и прохождения потока этого содержащего капельки газа вдоль основного направления потока, при этом вокруг проточного канала (5) расположен по существу кольцеобразно отделительный элемент (8), который предназначен для прохождения направленного от проточного канала (5) кольцевого потока. Отделительный элемент (8) имеет донный элемент (11) и закрывающий элемент (12), а также множество соединительных элементов (1), которые расположены между донным элементом (11) и закрывающим элементом (12) так, что донный элемент (11) и закрывающий элемент (12) расположены на расстоянии друг от друга, которое задано соединительными элементами (1). Соединительный элемент (1) содержит стенной элемент (3), который предназначен для направления вдоль него в виде пленки капелек содержащего капельки газа в направлении донного элемента (11), при этом стенной элемент (3) имеет отделительную поверхность, которая имеет среднюю ширину больше 1 мм. Отделительный элемент (8) содержит кольцевой элемент (17), который расположен по существу кольцеобразно вокруг проточного канала (5) и имеет внутреннюю боковую поверхность, которая имеет по существу диаметр проточного канала (5), и предусмотрены проходные отверстия для входа содержащего капельки газа в кольцевой элемент. Техническим результатом изобретения является создание каплеотделителя, с помощью которого обеспечивается возможность улучшенного отделения, в частности, небольших капелек. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 24 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам очистки воздуха, и может быть использовано для судовых энергетических установок при очистке воздуха от морской воды, соли и твердых частиц на входе судовых газотурбинных двигателей. Устройство очистки воздуха содержит корпус, инерционный сепаратор, коагулятор и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля. Инерционный сепаратор состоит, по крайней мере, из одного пакета зигзагообразных вертикально ориентированных профилей с влагоулавливающими элементами. Влагоулавливающие элементы установлены в зигзагообразных каналах инерционного сепаратора, образованных вертикально ориентированными профилями, как у вершин, так и во впадинах каждой волны профиля. Зигзагообразные вертикально ориентированные профили имеют переднюю и заднюю кромки в виде влагоулавливающих элементов, а коагулятор выполнен распределенным по всему объему инерционного сепаратора в виде сетчатых элементов, установленных на влагоулавливающих элементах инерционного сепаратора. Технический результат заключается в устранении вибраций и повышении степени очистки воздуха. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение предназначено для разделения неоднородных систем газ-жидкость на газовую и жидкую фазы и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газовой, нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Отстойник включает горизонтальный цилиндрический корпус с днищами, штуцер ввода неоднородной системы и штуцера вывода газовой и жидкой фаз. Под штуцером ввода неоднородной системы расположен сопряженный с горизонтальным цилиндрическим корпусом перфорированный цилиндрический отбойник с коническими пластинами, по обе стороны от которого расположены секции сепарации в виде пакета регулярной многослойной насадки из гофрированных проницаемых пластин. Секции сепарации образуют в горизонтальном цилиндрическом корпусе емкости вертикальную цилиндрическую стенку или параллельную с осью горизонтального цилиндрического корпуса емкости горизонтальную прямоугольную стенку, сопряженную с двух параллельных оси торцов с горизонтальным цилиндрическим корпусом емкости и с двух перпендикулярных оси торцов с дополнительными сегментными пластинами. В нижней части горизонтального цилиндрического корпуса расположены перфорированные сегментные перегородки. Технический результат: эффективность разделения газ-жидкость, снижение металлоемкости, универсальность конструкции. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение предназначено для разделения неоднородных систем газ-жидкость типа «туман» на газовую и жидкую фазы и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, газовой, нефтехимической, химической, пищевой и других отраслях промышленности для разделения газожидкостных смесей. Вертикальный сепаратор включает вертикально-цилиндрический корпус, штуцер ввода неоднородной системы, штуцер вывода газовой фазы, штуцер вывода жидкой фазы и сепарационные элементы. Сепарационные элементы представляют собой пакеты регулярной многослойной насадки из гофрированных проницаемых пластин. Пакеты пластин образуют в вертикально-цилиндрическом корпусе стенку, состоящую, по крайней мере, из двух секций, сопряженных с вертикально-цилиндрическим корпусом емкости и горизонтальными сегментными перегородками. В нижней части вертикально-цилиндрического корпуса расположена секция сбора выделенной из газа жидкости, соединенная переливными трубами с горизонтальными сегментными перегородками. Технический результат: снижение металлоемкости сепаратора, повышение качества разделения неоднородной системы. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх