Пристрій для очищення газів

Реферат: Пристрій для очищення газів належить до мокрого очищення газів та може бути використаний у металургійній, хімічній і інших галузях промисловості. UA 74408 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ОЧИЩЕННЯ ГАЗІВ UA 74408 U UA 74408 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пристрій для очищення газів належить до мокрого очищення газів та може бути використаний у металургійній, хімічній і інших галузях промисловості. Найбільш близьким за сукупністю ознак до корисної моделі, що заявляється, є пристрій для очищення газів, вибраний як прототип, що містить прямокутні конфузор і дифузор, сполучені між собою горловиною, верхній клиноподібний обтічник, встановлений по довжині конфузора вістрям угору для утворення в конфузорі двох каналів для газу, що звужуються, нижній клиноподібний обтічник, встановлений по довжині дифузора вістрям униз для утворення в дифузорі двох каналів для газу, що розширюються, дві півзаслінки, які виконані з плоскими робочими поверхнями із закругленими периферійними ділянками і встановлені в області горловини з можливістю повороту для регулювання площі горловини, та систему форсункового зрошування, форсунки якої розташовані в конфузорі. Основа нижнього клиноподібного обтічника, встановленого по довжині дифузора, розташована практично на рівні основи дифузора, а верхній клиноподібний обтічник встановлений по довжині конфузора безпосередньо над нижнім клиноподібним обтічником для створення спільно з бічними сторонами конфузора і дифузора двох каналів для газу. При цьому кожна бічна сторона верхнього клиноподібного обтічника в кожному каналі для газу розташована в поперечному перерізі із зазором в області горловини над основою нижнього клиноподібного обтічника, а в кожному із зазначених зазорів в області горловини встановлена півзаслінка, яка закріплена на горизонтальному валу (патент Російської Федерації № 2400290, MПKB01D47/10, опубл. 27.09.2010). У корисної моделі, що заявляється, і прототипу співпадають такі суттєві ознаки: обидва пристрої містять прямокутний конфузор і дифузор, які сполучені в області горловини, систему форсункового зрошування, форсунки якої розташовані в конфузорі, та дві півзаслінки, що виконані з плоскими робочими поверхнями із закругленими периферійними ділянками та встановлені в області горловини з можливістю повороту для регулювання площі горловини. Аналіз технічних властивостей прототипу, обумовлених його ознаками, показує, що отриманню очікуваного технічного результату при використанні прототипу перешкоджають такі причини. Обладнання конфузора верхнім клиноподібним обтічником для створення в конфузорі двох каналів для газу, що звужуються, та обладнання дифузора нижнім клиноподібним обтічником для створення в дифузорі двох каналів для газу, що розширюються, характеризується конструктивною складністю для багатометрової по висоті конструкції пристрою для очищення газів. Розташування в кожному каналі однієї півзаслінки для утворення горловини з протилежною бічною стороною конфузора призводить до утворення спотвореного профілю каналу для газу в області розташування кожної півзаслінки та до утворення несиметричних відносно вертикальної осі каналів для газу. Крім того, змішування двох газових потоків у дифузорі безпосередньо після нижнього клиноподібного обтічника та відсутність синхронного повороту півзаслінок при регулюванні площі горловини призводить до небажаних завихрень газу в горловині і дифузорі. Такі недоліки ускладнюють конструкцію пристрою для очищення газів та знижують ефективність очищення газів при регулюванні аеродинамічного опору газовідвідного тракту через зниження інтенсивності масообмінного процесу пилу і рідини в конфузорі, горловині та дифузорі. В основу корисної моделі поставлена задача створити такий пристрій для очищення газів, в якому удосконалення шляхом введення нових елементів дозволить забезпечити досягнення технічного результату, який полягає у спрощенні конструкції при підвищенні ефективності очищення газів. Пристрій для очищення газів, що містить прямокутний конфузор і дифузор, які сполучені в області горловини, систему форсункового зрошування, форсунки якої розташовані в конфузорі, та дві півзаслінки, які виконані з плоскими робочими поверхнями із закругленими периферійними ділянками та встановлені в області горловини з можливістю повороту для регулювання площі горловини. Згідно з корисною моделлю пристрій обладнаний додатковим конфузором, який сполучений з дифузором і конфузором в області горловини. Дві півзаслінки встановлені в додатковому конфузорі для регулювання площі горловини, що утворюється робочими поверхнями півзаслінок і торцевими сторонами додаткового конфузора. При цьому півзаслінки закріплені в додатковому конфузорі на валах, які з'єднані з регулюючим приводом, та кінематично пов'язані між собою з можливістю забезпечення синхронного повороту при регулюванні площі горловини. В окремих випадках використання корисної моделі характеризується тим, що: - вихідний отвір конфузора розташований у додатковому конфузорі в безпосередній близькості від початку робочих поверхонь півзаслінок з боку валів, на яких вони закріплені; 1 UA 74408 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - кожна півзаслінка в крайньому відкритому положенні, яке відповідає максимальній площі горловини, встановлена з можливістю контакту кромки закругленої периферійної ділянки з бічною стороною додаткового конфузора, плоска ділянка робочої поверхні кожної півзаслінки розташована в площині розташування сусідньої бічної сторони конфузора, а кожна бічна сторона дифузора розташована в площині, яка дотична до місця переходу плоскої ділянки робочої поверхні сусідньої півзаслінки в закруглену периферійну ділянку; - відношення максимальної площі поперечного перерізу горловини, що утворюється робочими поверхнями півзаслінок у крайньому відкритому положенні, до площі поперечного перерізу вихідного отвору конфузора та до площі поперечного перерізу вхідного отвору дифузора становить 1:(1,3-1,35): (1,15-1,2). При використанні об'єкта, що заявляється, забезпечується досягнення технічного результату, який полягає у спрощенні конструкції пристрою при підвищенні ефективності очищення газів. Між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі і технічним результатом, який досягається, існує такий причино-наслідковий зв'язок: пристрою для очищення газів обладнаний додатковим конфузором, який сполучений з дифузором і конфузором в області горловини, встановлення двох півзаслінок у додатковому конфузорі для регулювання площі горловини, що утворюється робочими поверхнями півзаслінок і торцевими сторонами додаткового конфузора, закріплення півзаслінок в додатковому конфузорі на валах, які з'єднані з регулюючим приводом, та їхнє кінематично пов'язані між собою з можливістю забезпечення їхнього синхронного повороту при регулюванні площі горловини, порівняно конструктивно просто без верхнього і нижнього клиноподібних обтічників, встановлених, відповідно, в конфузорі і дифузорі, забезпечує формування, замість двох каналів для газу як у прототипі, одного каналу для газу, симетричного відносно вертикальної осі, а також формування симетрично регулюючої площі горловини при синхронному повороті півзаслінок без спотворення профілю каналу для газу в області розташування кожної півзаслінки. Така конструкція запобігає неконтрольованій зміні швидкості газового потоку в області горловини, забезпечує відсутність змішування двох газових потоків у дифузорі та небажаних завихрення газу в об'ємі дифузора, а, відповідно, забезпечує зниження аеродинамічного опору газового тракту. Регулювання аеродинамічного опору газового тракту при оптимальній аеродинаміці газового потоку в горловині, що забезпечується при надійному синхронному повороті півзаслінок на заданий кут сприяє забезпеченню оптимальної швидкості газового потоку в конфузорі в області зрошування, зниженню завихрень газу в горловині і в дифузорі, зменшенню спрацювання елементів, що знаходяться на шляху газу. Такі конструктивні вдосконалення сприяють при регулюванні аеродинамічного опору газового тракту підвищенню ефективності очищення газів, завдяки стабільному масообмінному процесу пилу і рідини в конфузорі, горловині і дифузорі шляхом забезпечення оптимальної швидкості газового потоку в області горловини. Розташування вихідного отвору конфузора у додатковому конфузорі в безпосередній близькості від початку робочих поверхонь півзаслінок з боку валів, на яких вони закріплені, забезпечує подальше поліпшення аеродинаміки. газового потоку, зменшення циркуляції газу навколо півзаслінок і горизонтальних валів, що, в свою чергу, сприяє зниженню завихрень газу в області горловини. Встановлення кожної півзаслінки в крайньому відкритому положенні, яке відповідає максимальній площі горловини, з можливістю контакту кромки закругленої периферійної ділянки з бічною стороною додаткового конфузора, та розташування плоскої ділянки робочої поверхні кожної півзаслінки в площині розташування сусідньої бічної сторони конфузора, а кожної бічної сторони дифузора в площині, яка дотична до місця переходу плоскої ділянки робочої поверхні сусідньої півзаслінки в закруглену периферійну ділянку, забезпечує подальше поліпшення аеродинаміки газового потоку, зменшення циркуляції газу навколо півзаслінок і горизонтальних валів, що, в свою чергу, сприяє зниженню завихрень газу в області горловини і в дифузорі. Дотримання відношення максимальної площі поперечного перерізу горловини, що утворюється робочими поверхнями півзаслінок у крайньому відкритому положенні, до площі поперечного перерізу вихідного отвору конфузора та до площі поперечного перерізу вхідного отвору дифузора в межах 1:(1,3-1,35):(1,15-1,2) дозволяє забезпечити мінімальний аеродинамічний опір газового тракту при оптимальній аеродинаміці газового потоку в горловині. Якщо співвідношення зазначених площ є, відповідно, більшим ніж 1:1,35:1,2, то збільшується турбулізація газового потоку в області горловини, що, в свою чергу, призводить до коливань аеродинамічного опору газового тракту. Якщо співвідношення зазначених площ є, відповідно, меншими ніж 1:1,3:1,15, то при цьому погіршуються умови для масообмінного процесу пилу і рідини в конфузорі, горловині і дифузорі. 2 UA 74408 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Суть пристрою для очищення газів пояснюється кресленнями, на яких зображено: - на фіг. 1 - поперечний розріз пристрою для очищення газів з максимально відкритими півзаслінками; - на фіг. 2 - вид збоку на пристрій в області горловини; - на фіг. 3 - поперечний розріз пристрою з максимально закритими півзаслінками. На кресленнях проставлені такі позначення: 1 - конфузор; 2 - дифузор; 3 - додатковий конфузор; 4 - форсунка; 5 - півзаслінка; 6 - півзаслінка; 7 - плоска ділянка робочої поверхні півзаслінки 5; 8 - плоска ділянка робочої поверхні півзаслінки 6; 9 - закруглена периферійна ділянка півзаслінки 5; 10 - закруглена периферійна ділянка півзаслінки 6; 11 - вал півзаслінки 5; 12 - вал півзаслінки 6; 13 - регулюючий привід; 14 - важільно-шарнірний механізм; 15 - бічна сторона додаткового конфузора 3; 16 - бічна сторона додаткового конфузора 3; 17 - бічна сторона конфузора 1; 18 - бічна сторона конфузора 1; 19 - бічна сторона дифузора 2; 20 - бічна сторона дифузора 2; S1 - площа поперечного перерізу горловини, яка створюється робочими поверхнями півзаслінок 5 і 6; S2 - площа поперечного перерізу вихідного отвору конфузора 1; S3 - площа поперечного перерізу вхідного отвору дифузора 2. У конкретному прикладі пристрій для очищення газів містить прямокутний в перерізі конфузор 1 та прямокутний в перерізі дифузор 2, які сполучені в області горловини додатковим конфузором 3, систему форсункового зрошування, форсунки 4 якої розташовані в конфузові 1, та дві півзаслінки 5 і 6, які виконані з плоскими ділянками робочих поверхонь 7 і 8 із закругленими периферійними ділянками 9 і 10 та встановлені в області горловини з можливістю повороту для регулювання площі горловини. Відмітною особливістю об'єкта, що заявляється, є таке. Півзаслінки 5 і 6 встановлені у додатковому конфузорі 3 в області горловини з можливістю повороту для регулювання площі горловини, яка утворюється робочими поверхнями півзаслінок 5 і 6 та торцевими сторонами додаткового конфузора 3. При цьому півзаслінки 5 і 6 закріплені в додатковому конфузорі 3, відповідно, на валах 11 і 12, які з'єднані з регулюючим приводом 13 та кінематично пов'язані між собою важільно-шарнірним механізмом 14 з можливістю забезпечення синхронного повороту при регулюванні площі горловини. В окремому випадку виконання, пристрій характеризується тим, що вихідний отвір конфузора 1 розташований у додатковому конфузорі 3 у безпосередній близькості до початку робочих поверхонь півзаслінок 5 і 6 з боку валів 11 і 12, на яких вони закріплені. В окремому випадку виконання, пристрій характеризується також тим, що півзаслінки 5 і 6 в крайньому відкритому положенні, яке відповідає максимальній площі горловини, встановлені з можливістю контакту кромок закруглених периферійних ділянок 9 і 10 з бічними сторонами 15 і 16 додаткового конфузора 3. Плоскі ділянки робочих поверхонь 7 і 8 півзаслінок 5 і 6 розташовані, відповідно, в площинах розташування сусідніх бічних сторін 17 і 18 конфузора 1, а бічні сторони 19 і 20 дифузора 2 розташовані, відповідно, в площинах, дотичних до місць переходу плоских ділянок робочих поверхонь 7 і 8 в закруглені периферійні ділянки 9 і 10 півзаслінок 5 і 6. В окремому випадку виконання, пристрій характеризується також тим, що відношення 2 максимальної площі S1 (наприклад, 0,51 м ) поперечного перерізу горловини, що утворюється робочими поверхнями півзаслінок 5 і 6 в крайньому відкритому положенні, до площі S2 2 (наприклад, 0,68 м ) поперечного перерізу вихідного отвору конфузора 1 і до площі S3 2 (наприклад, 0,595 м ) поперечного перерізу вхідного отвору дифузора 2 складає, відповідно, 1:1,33:1,17. 3 UA 74408 U 5 10 15 У конкретному прикладі здійснення пристрій для очищення газів працює так: газ, який підлягає очищенню, з конфузора 1 надходить у додатковий конфузор 3 та після взаємодії з півзаслінками 5 і 6 потрапляє у дифузор 2. У конфузорі 1 за рахунок зменшення його перерізу швидкість потоку газу, що очищується, зростає та досягає максимального значення в додатковому конфузорі 3 в області горловини, яка утворена півзаслінками 5 і 6 та торцевими сторонами додаткового конфузора 3. При цьому газовий потік змочується рідиною, яка розпилюється форсунками 4, розташованими в конфузорі 1 по вертикальній осі каналу для газу, і в конфузорі 1, додатковому конфузорі 3 і дифузорі 2 відбувається без небажаної турбулентності потоку газу стабільні масообмінні процеси пилу і рідини, що і забезпечує високий ступінь очищення газу. При зміненні кількості газу, який підлягає очищенню, здійснюють регулювання площі горловини, яка утворена півзаслінками 5 і 6 та торцевими сторонами додаткового конфузора 3 для забезпечення в горловині необхідної заданої швидкості газу, від якої залежить ефективність очищення газу. Для забезпечення регулювання площі горловини в додатковому конфузорі 3 півзаслінки 5 і 6 за допомогою регулюючого приводу 13 та важільно-шарнірного механізму 14 синхронно повертають на заданий кут на валах 11 і 12. При цьому аеродинамічний опір газового тракту змінюється при стабільній аеродинаміці газового потоку по всьому газовому тракту, а масообмінні процеси пилу і рідини, які забезпечують очищення газу, відбуваються в стабільних умовах. 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 45 1. Пристрій для очищення газів, що містить прямокутний конфузор і дифузор, які сполучені в області горловини, форсункову систему зрошування, форсунки якої розташовані в конфузорі, та дві півзаслінки, які виконані з плоскими робочими поверхнями із закругленими периферійними ділянками та встановлені в області горловини з можливістю повороту для регулювання площі горловини, який відрізняється тим, що пристрій обладнаний додатковим конфузором, який сполучений з дифузором і конфузором в області горловини, дві півзаслінки встановлені у додатковому конфузорі для регулювання площі горловини, що утворюється робочими поверхнями півзаслінок і торцевими сторонами додаткового конфузора, при цьому півзаслінки закріплені в додатковому конфузорі на валах, які з'єднані з регулюючим приводом, та кінематично пов'язані між собою з можливістю забезпечення синхронного повороту при регулюванні площі горловини. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вихідний отвір конфузора розташований у додатковому конфузорі в безпосередній близькості від початку робочих поверхонь півзаслінок з боку валів, на яких вони закріплені. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що кожна півзаслінка в крайньому відкритому положенні, яке відповідає максимальній площі горловини, встановлена з можливістю контакту кромки закругленої периферійної ділянки з бічною стороною додаткового конфузора, плоска ділянка робочої поверхні кожної півзаслінки розташована в площині розташування сусідньої бічної сторони конфузора, а кожна бічна сторона дифузора розташована в площині, дотичній до місця переходу плоскої ділянки робочої поверхні сусідньої півзаслінки в закруглену периферійну ділянку. 4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що відношення максимальної площі поперечного перерізу горловини, що утворюється робочими поверхнями півзаслінок у крайньому відкритому положенні, до площі поперечного перерізу вихідного отвору конфузора та до площі поперечного перерізу вхідного отвору дифузора становить 1:(1,31,35):(1,151,2). 4 UA 74408 U 5 UA 74408 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6