Пиловловлювач

1. Пиловловлювач містить циліндричноконічний корпус з кришкою, вхідний, пило- і повітровипускні патрубки, жалюзійний відокремлювач, 3 85153 площа живого перерізу кожного з них зменшується з 48 до 24% з широкого його кінця до вузького; навпроти патрубка виходу пилу нижній конус має суцільне дно, а жалюзі відокремлювача встановлені з випуклістю направленою назустріч руху пило повітряного потоку. На фігурі 1 показана схема пиловловлювача ; На фігурі 2 - жалюзійний відокремлював ; Пиловловлювач складається із циліндричноконічного корпуса 1, в верхній частині якого знаходиться вхідний тангенційний патрубок 2 для вводу пилоповітряної суміші, кришка З І осьовий патрубок 4 для виходу очи щеного в апараті повітря, а в нижній частині корпуса 1 - пиловипускний патрубок 5. Всередині корпуса 1 коаксїйно розташований жалюзійний відокремлювач 6, який складається з двох окремих жалюзійних вІдокремлювачів (корпусів) : верхнього 7, який у верхній своїй широкій частині переходить у патрубок виходу чистого повітря 4 і нижнього 8, який повернутий своєю широкою частиною вниз до патрубка виходу пилу. Жалюзійні відокремлювачі 7 і 8 виконані у вигляді зрізаних конусів, причому, конусність обох жалюзійних вІдокремлювачів 7 І 8 направлена назустріч один одному і складаються з набору жалюзі 9 (фігура 2), випуклість яких направлена назустріч руху пило повітряної суміші в апараті. В місці зустрічі двох відокремлювачів 7 і 8 вони обидва прикриті суцільними круглими пластинами 9 і 10,перша з яких закриває дно відокремлювача 7, а друга є кришкою для відокремлювача 8. Всередині відокремлювачів 7 і 8 коаксійно розташована труба 11, яка приєднана до пластин 9 і 10, і входить в середину кожного з вІдокремлювачів. До торцевих поверхонь труби 11 прикріплені суцільні пластини 12, які закривають суцільно обидва її кінці, а вся її бокова поверхня перфорована отворами 13. Відокремлював 8 в нижній своїй частині має суцільне дно 14, розташоване навпроти патрубка виходу пилу 5. Виділений в апараті пил через патрубок 5 виводиться з нього в бункер 15. Пиловловлювач працює наступним чином. Запилене повітря через вхідний тангенційний патрубок 2 поступає всередину корпуса 1, де він здійснює гвинтоподібний рух зверху вниз. Всередині корпуса 1 пило повітряний потік здійснює спочатку один-два повороту навколо патрубка виходу очищеного повітря 4, де під дією відцентрових сил відбувається первинне пошарове розділення потоку: велико дисперсні частинки пилу відкидаються до стінка корпуса 1, а дрібнодисперсні продовжують рух разом з повітрям. Далі вже пошарово розділений потік поступає в простір між корпусом 1 І відокремлювачем 6, де дрібніші частинки аерозолю захоплюються повітряним потоком і рухаються в напрямку до відокремлювача 6. Повітря проходить відокремлював через щілини між жалюзі 9, при цьому повітря робить різкий поворот малого радіуса (на кут більший 90, але менший 180) в щілину. Дрібні ж частинки пилу завдяки силі інерції мають більший радіус повороту ніж повітря, пролітають мимо щілини, вдаряються об жалюзі і в ре 4 зультаті або відбиваються від неї або рухаються вздовж її поверхні зверху вниз. Кількість повітря, яке проходить через відокремлювачі 7 і 8 зменшується зверху вниз, за рахунок відводу її частини через відокремлювач. Щоб зберегти швидкість проходження повітря по висоті через кожний відокремлювач постійною поперечний переріз відокремлювачів зменшується в напрямку до середини відокремлювача 6. Причому, збереження швидкості проходження повітря через відокремлювач постійною до середини (по висоті) відокремлювача відбувається за рахунок зменшення поперечного перерізу відокремлювача 7 шляхом зменшення його діаметра та ширини щілин між жалюзі 9. Поблизу середини циліндричної частини корпусу 1, де, як показали розрахунки математичної моделі процесу, все повітря вже очистилося від велико дисперсних частинок і де відбуваються негативні умови пилоочистки, відокремлювач 6 переривається, закінчується його відокремлювач 7. Треба зауважити, що відокремлювачі 7 і 8 ізольовані один від одного за допомогою круглих суцільних пластин 9 і 10, що запобігає проскоку дрібнодисперсних частинок всередину кожного з відокремлювачів разом з очищеним повітрям. Другий відокремлювач 8 служить для очистки повітря від дрібнодисперсного пилу, який несе вторинний вихор, який виходить з бункера 15 через пиловипускний патрубок 5 знов в корпус 1 ; спочатку - в конічну, а потім - в циліндричну його частину. Для зменшення швидкості гвинтоподібного руху вторинного вихоря знизу вверх переріз жалюзійного відокремлювача зменшується також знизу ввер х, щоб мати змогу знов, мінімально змінюючи швидкість його руху, добитися відокремлення чистого повітря від аерозолю, який він підняв нагору з бункера 15. У процесі роботи пиловловлювача можливе порушення рівноваги статистичного тиску всередині відокремлювачів 7 і 8, що приводить до нерівномірності швидкостей повітря при проходженні через щілини в обох відокремлювачах, а це в свою чергу веде до зниження ефективності пило очистки в цілому. Тому-то для запобігання порушення рівноваги статистичних тисків всередині обох відокремлювачів, внутрішні поверхні відокремлювачів 7 і 8 зв'язані між собою трубою 11 (форма перерізу її може бути різною, наприклад круглою або квадратною, або прямокутною), на боковій поверхні якої розташовані отвори 13. Причому, ці отвори розташовані тільки всередині відокремлювачів 7 і 8, а в площині між ними (в місці їх підходу одного до другого), їх немає, щоб виключити вплив динамічного швидкісного тиску, який змінюється зі зміною площі перерізу патрубків 2, 4 і 5, на швидкість проходження потоку через щілини відокремлювача 6. Торцеві поверхні труби 11 ізольовані від об'єму корпуса 1, відокремлювачів 7 і 8, патрубка 4 суцільними пластинами 12. Для запобігання проходження пилу, який піднімається вторинним вихором з бункера 15 вверх, нижній ширший кінець відокремлювача 8 , розташований навпроти патрубку ви ходу пилу 5, закритий суцільним дном 14. 5 85153 На експериментальному стенді НУ "Львівська Політехніка" проведені порівняльні випробування запропонованого пиловловлювача з апаратом 6 прототипом на кварцовому піску. Дані випробувань наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Розхід повітря у вхідному патрубку, м 3/г 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Ефективність уловлення пилу, % Запропонованого пиловловлювача Прототипу Розмір пилу d50 =32мкм d50 =50мкм d50 =32мкм d50 =50мкм 87,8 91,0 78,1 79,9 91,5 93,4 79,6 81,2 93,4 95,2 81,1 83,5 95,3 97,1 84,5 86,0 96,9 98,6 85,2 86,4 95,5 97,1 86,4 87,5 Переваги запропонованої конструкції очевидні, що пояснюється постійністю швидкості руху пилоповітряної суміші, як в самому корпусі апарата 1, так і проходженні її через щілини між жалюзі відокремлювача 6, а також наявність третього ступеня очистки - доочистки пило повітряної суміші, що піднімається з бункера 14 апарата вторинним ви хором і рухається гвинтоподібно вверх (вторинний вихор), чого в прототипі немає. На тому ж стенді ми дослідили вплив зміни поперекового перерізу жалюзійного відокремлювача в широкій і вузькій його частинах, (для кожного з відокремлювачІв окремо), результати яких наведені в таблиці 2. Таблиця 2 Загальна площа Відстань між відокремлювача, м 2 жалюзі, мм 1 0,1 0,1 1 2 4 7 14 Довжина жалюзі, мм 3 15 15 15 Площа живого перерізу Ефективність пиловловлення,% % м2 d50 =32х10-6 м d50 =32х10-6 м 4 5 6 7 21 0,021 96,4 98,2 38 0,038 96,6 98,4 48 0,048 96,9 98,6 Таким чином, до відокремлювана 8 потік газу підходить вже на 97 - 98,6% очищеним. Нами проведені досліди семи видів відокремлювачів з смуговими площинами перерізу конусних відокремлювачів 7 і 8 в широкій і вузькій їх частинах: перша - 52-28%; друга - 50-26%; третя - 48-24%; четверта - 46-22%; п'ята - 44-20%; шоста - 48-48%; сьома - 48-32%; Перші ж експерименти довели невисоку ефективність роботи апаратів з площами перерізів ві докремлювача першого, п'ятого, сьомого виконання, тому з подальших випробувань їх вилучило. У таблиці 3 наведені результати досліджень апаратів з різною площею перерізу. Оптимальним являється апарат з площами перерізів його відокремлювача в широкій і вузькій частині 48-24% (третя модель), що забезпечує швидкість руху в корпусі апарата - 15м/с. Враховуючи те, що в верхній частині на відокремлювач 7 поступає максимальна кількість пилу, ми робимо площу її живого перерізу максимально можливою - 48%, далі по ходу р уху потоку кількість газу зменшується, тому ми і зменшуємо площу живого перерізу відокремлювача 7 у напрямку зверху вниз. 7 85153 8 Таблиця 3 Діаметр корпуса, Розхід повітря м 3/год. мм 1 Варіант виконання відокремлювача 2 1000 700 2000 3000 1000 650 2000 3000 1000 600 2000 3000 1000 500 2000 3000 Площі перерізу 48 і 24% вибрані нами не раптово, а після проведення траєкторних досліджень на прозорій моделі апарата і створення математи 3 2 3 4 6 2 3 4 6 2 3 4 6 2 3 4 6 2 3 4 6 2 3 4 6 2 3 4 6 2 3 4 6 2 3 4 6 2 3 4 6 2 3 4 6 2 3 4 6 Ефективність пиловловлення, % d50 =32мкм d50 =50мкм 4 5 91,6 92,7 92,0 94,1 91,8 93,9 91,5 92,8 91,8 93,6 92,4 94,4 91,6 93,7 92,0 93,8 92,1 93,7 92,6 94,9 92,0 93,6 92,1 94,2 92,6 94,6 93,9 96,0 93,5 94,0 92,4 94,9 94,0 95,2 94,3 96,4 94,0 96,0 93,2 95,6 93,0 95,4 94,6 96,8 94,2 96,0 93,1 95,3 94,4 96,0 95,5 97,8 95,1 97,3 94,6 95,9 93,8 95,9 95,9 98,0 95,6 97,7 93,7 95,8 95,3 96,6 96,9 98,6 95,4 96,2 95,8 97,9 91,8 93,2 92,4 94,4 91,7 93,8 92,0 93,9 91,7 93,0 92,7 94,8 91,6 93,2 91,9 94,0 91,7 94,0 93,0 95,1 91,8 93,9 92,1 94,1 чної моделі процесу очистки, які підтвердили закон зміни перерізу відокремлювача 7. Таким же чином розрахований і закон зміни перерізів відокремлювача 8. 9 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 85153 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601