Повітроочищувач

Винахід відноситься до повітроочищувачів інерційного типу і може бути використаний в системах повітропостачання енергетичних установок, охолодження тягових електричних машин і апаратів транспортних засобів, а також у промисловості загального призначення. Відомо конфузорно-дифузорний двоступеневий повітроочищувач, який містить конфузорно-дифузорне сопло прямокутного поперечного перерізу, пилоприймач та плоску перегородку на осі вказаного пристрою [1]. При використанні такого конфузорно-дифузорного повітроочищувача для підвищення ефективності уловлювання часток пилу в ньому з обох боків перегородки перед пилоприймачом встановлені сепаруючи пластини, які виконують роль першого ступеня очищення. Наявність сопла прямокутного поперечного перерізу приводить до крупномасштабної турбулізації повітряного потоку і "розмиванню" пилового концентрату поблизу осі симетрії конфузорно-дифузорного повітроочищувача і як, наслідок, до зниження його ефективності. Використання ж плоскої перегородки призводить до різкого зростання аеродинамічного опору конфузорно-дифузорного повітроочищувача при незначному зростанні або навіть і зниженні ефективності очищення повітряного потоку. Як прототип обрано двоступеневий балістичний повітроочищувач, що містить послідовно розташовані конфузорно-диффузорне сопло круглого поперечного перерізу, пилоприймач першого ступеня очищення у вигляді суцільної трубки постійного поперечного перерізу і пилоприймача другого ступеня очищення [2]. Недоліками відомого повітроочищувача з елементами круглого поперечного перерізу є його підвищений аеродинамічний опір через наявність пилоприймача першого ступеня очищення у вигляді суцільної трубки конфузорно-дифузорного поперечного перерізу. Застосування такої трубки супроводжується виникненням неізокінетичної течії повітря на вході в неї у зв'язку з тим, що поперечний перетин входу для забезпечення необхідної ефективності пилоочищення має непропорційно великий розмір. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення повітроочищувача шля хом того, що пилоприймач першого ступеня очищення виконаний у вигляді послідовно з зазором встановлених кілець конусного перерізу, прикріплених до планок, при цьому торці планок зафіксовані в прорізах пилоприймача другого ступеня очищення, що забезпечує зниження аеродинамічного опору повітроочищувача при необхідній ефективності очищення повітряного потоку. Зазначена задача досягається тим, що у відомому двоступеневому балістичному повітроочищувачі, який містить послідовно розташовані по ходу пристрою конфузорно-дифузорне сопло круглого поперечного перерізу, пилоприймач першого ступеня очищення у ви гляді суцільної трубки конфузорно-дифузорного поперечного перерізу і пилоприймач другого ступеня очищення у вигляді тр убки постійного перерізу, відповідно до винаходу, пилоприймача першого ступеня очищення виконано з кілець конусного розтину, встановлених із зазором по ходу повітря, у котрих кожний діаметр вихідного перерізу по ходу повітроочищувача менше діаметра вхідного перерізу наступного кільця, кільця прикріплені до планок, а торці планок зафіксовані в прорізах пилоприймача другого ступеня очищення. Введення в першому ступені очищення пилоприймача у вигляді послідовно з зазором розташованих конусних кілець дозволяє суттєво зменшити неізокінетичність течії повітря на вході і завдяки цьому знизити аеродинамічний опір повітроочищувача за рахунок перетікання частини повітря через зазори між кільцями, що робить можливим застосування вентилятора зниженої потужності в системі постачання. Таким чином, організація пилоприймача першого ступеня очищення у вигляді конусних кілець дозволяє знизити аеродинамічний опір повітроочишувача і як наслідок витрати потужності на привід вентилятора системи постачання. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де на фіг.1 зображено подовжній переріз повітроочищувача, на фіг.2 - поперечний переріз у зоні установки кілець першого ступеня очищення, на фіг.3 - поперечний переріз у зоні установки відвідних радіальних каналів. Повітроочищувач містить конфузорно-дифузорне сопло 1 круглого поперечного розтину, конічні кільця 2 конусного перерізу, які зменшуються по ходу повітря, настановні планки 3, пилоприймач другого ступеня 4 і відвідні радіальні канали 5 обтічної форми. Вхідні торці радіальних каналів 5 знаходяться в пазах сопла 2, а вихідні - у пазах пилоприймача 4. Кожне з кілець 2 має вихідний поперечний переріз меншого розміру, ніж вхідний поперечний розтин наступного кільця. Кільця 2 прикріплені до планок 3, при цьому торці планок зафіксовані в прорізах пилоприймача 4 другого ступеня очищення (за допомогою зварювання або яким іншим способом). Повітроочищувач працює наступним чином. Запилене повітря надходить на вхід сопла 1, при цьому частки пилу рухаються по криволінійних траєкторіях у напрямку до осі повітроочишувача. Частки пилу інтенсивно збільшують прискорення і розганяються. У дифузорній частині сопла 1 частки пилу за рахунок інерції якийсь час продовжують руха тися в напрямку осі та концентруються в центральній області пристрою. Потрапляючи у вхідний отвір кільцевого пилоприймача першого ступеня, частина пилу, сконцентрованого біля центральної осі, із великою швидкістю вганяється в тр убку пилоприймача 4 і через радіальні канали 6 вилучається з частиною забрудненого повітря за зовнішню поверхню дифузорної частини сопла 1. Інша ж частина пилу відбивається внутрішніми поверхнями кілець 2 також у бік центральної осі повітроочищувача і потрапляє до пилоприймача другого ступеня 4 і далі у радіальні канали 5, звідки вилучається. Частина очищеного повітря рухається в просторі між внутрішньою поверхнею дифузора і зовнішньою поверхнею кілець 2, тобто по каналу чистого повітря, а інша частина, що рухається уздовж центральної області повітроочищувача, проходить через зазори між кільцями 2 та потрапляє в канал чистого повітря між внутрішньою поверхнею дифузора і зовнішньою поверхнею пилоприймача 4. Пиловий концентрат примусово відсисається вентилятором (на кресленні не показано) через радіальні канали 5 у міжелементний простір і далі вилучається в атмосферу. Повітроочищувач із першим ступенем очищення у вигляді конусних кілець дозволяє знизити аеродинамічний опір пристрою при необхідному коефіцієнті очищення. Джерела інформації: 1. Смирнов Б.П. "Удосконалення систем охолодження ТЕМ тепловозів шляхом застосування компактних інерційних повітроочищувачів". Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук, МИИТ. Москва, 1987р. 2. Du Rocher L., Gianotti H. Development of an Advanced Air Cleaner Concept for Array Vehicular Gas Turbines. Diesel and gas turline progress, 1968, vol. 34, N1, p.49.