Гравитационная осадочная камера для очистки воздуха
Владельцы патента RU 2254160:
Изобретение предназначено для отделения примесей из воздушных потоков и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, в мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности. Гравитационная осадочная камера содержит емкость с размещенными в верхней части поперечной стенкой, входным и выходным патрубками, в нижней части — с устройством для вывода воздушно-отделимых примесей. Емкость имеет дополнительный входной патрубок, а также установленные в нижней части дополнительное устройство вывода воздушно-отделимых примесей и поперечную делительную перегородку, выполненную поворачиваемой относительно ее нижней кромки до соприкосновения верхней кромки с боковыми стенками камеры, при этом выходной патрубок для отвода очищенного воздуха размещен на верхней стенке емкости. При таком исполнении камеры возможна работа по трем схемам: раздельный сбор и отвод примесей, выделяемых из потоков воздуха; общий сбор этих примесей, которые являют собой либо отходовую, либо пригодную фракции. Кроме того, при таком исполнении камеры снижаются ее габариты и удельная металлоемкость. 1 ил.
Изобретение относится к устройствам для отделения примесей от воздушного потока и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, в мукомольно-элеваторной и комбикормовой промышленности (например, в пневмосистеме зерно- и семяочистительных машин).
Для очистки воздуха применяются центробежные пылеотделители — циклоны [1]. Однако им присущи такие недостатки, как высокое гидравлическое сопротивление (до 1200 Па), вследствие чего они являются энергоемкими устройствами; неустойчивая работа при изменении скорости на входе; плохая компоновка с другими элементами сетей (особенно в том случае, когда от примесей очищается широкая струя потока воздуха). При больших расходах воздуха циклоны объединяются для параллельной работы в батареи, что существенно усложняет конструкцию и увеличивает металлоемкость системы, а также приводит к забиванию их воздухораспределительного устройства отделяемыми примесями.
Наряду с отмеченными известны гравитационные осадочные камеры [1, 2], которые представляют собой емкость, сужающуюся в направлении сверху — вниз, снабженную патрубком для ввода потока воздуха с транспортируемыми им частицами, устройством для вывода осажденных частиц, а также патрубком, предназначенным для отвода очищенного воздуха. В верхней части установлена поперечная делительная стенка. Наиболее эффективно гравитационные камеры работают тогда, когда в них вводится широкая плоскопараллельная струя аэросмеси поток воздуха — твердые частицы. Преимущества гравитационных камер — это простота конструкции, низкое гидравлическое сопротивление, незначительные затраты на эксплуатацию и малое дробление отделяемых частиц.
По технической сущности и совокупности существенных признаков гравитационная камера наиболее близка к заявляемому устройству, и она принята за прототип. Недостатком гравитационной камеры-прототипа является невозможность без дополнительной подводящей системы одновременного ввода и очистки двух потоков воздуха и как раздельного, так и общего вывода отделяемых частиц, когда это обусловливается выполняемым технологическим процессом (машины, устройства, системы). Устранение этого недостатка за счет установки двух параллельно работающих камер, как и размещение дополнительной подводящей системы, существенно усложняет конструкцию, габариты и, следовательно, увеличивает металлоемкость.
Задача, которую необходимо решить, заключается в одновременном вводе и очистке двух потоков воздуха, раздельном сборе и отводе этих примесей, или же, наоборот, в совместном сборе и отводе этих примесей, которые в данном случае являют собой либо отходовый продукт, либо продукт, используемый в хозяйственных целях.
Поставленная задача решена с помощью предлагаемой гравитационной осадочной камеры для очистки воздуха, которая содержит емкость с устройством для вывода воздушно-отделимых примесей и размещенными в верхней части поперечной стенкой, входным и выходным патрубками. Кроме того, емкость имеет дополнительный выходной патрубок, а также установленные в нижней части дополнительное устройство вывода воздушно-отделимых примесей и поперечную делительную перегородку, выполненную поворачиваемой относительно ее нижней кромки до соприкосновения верхней кромки с боковыми стенками камеры, при этом выходной патрубок для отвода очищенного потока воздуха расположен на верхней стенке емкости.
На чертеже изображена схема гравитационной осадочной камеры для очистки воздуха.
Гравитационная осадочная камера для очистки воздуха содержит емкость 1 с входным патрубком 2 и поперечной стенкой 3, которые размещены в ее верхней части, а также устройство 4 для вывода воздушно-отделимых примесей. Емкость 1 снабжена дополнительным входным патрубком 5, а также размещенным в ее нижней части дополнительным устройством 6 вывода воздушно-отделимых примесей и поперечной делительной перегородкой 7, выполненной поворачиваемой относительно ее нижней кромки до соприкосновения верхней кромки с боковыми стенками 8 и 9 камеры, при этом выходной патрубок 10 для отвода очищенного потока воздуха размещен на верхней стенке 11 емкости 1. В емкости 1 установлены жалюзийные перегородки 12 и 13, которые верхней кромкой примыкают к концевой кромке верхней стенки входных патрубков 2 и 5. Во входных патрубках 2 и 5 размещены с возможностью поворота регулировочные заслонки 14 и 15.
Гравитационная осадочная камера для очистки воздуха работает следующим образом. При выполнении технологического процесса машины (установки, системы), когда требуется раздельное выделение, сбор и отвод выделяемых из воздушных потоков примесей, поперечную делительную перегородку 7 устанавливают в среднее положение ОА. В этом случае воздушный поток с примесями (аэросмесь) входным патрубком 2 вводится в емкость 1, в которой частицы материала, двигаясь по инерции, скользят вниз, осаждаются в емкости 1 и устройством 4 выводятся из камеры. В то же время поток воздуха через входной патрубок 5 вводится в емкость 1, в которой частицы материала, двигаясь по инерции, достигают ее нижней части, осаждаются в ней и дополнительным устройством 6 выводятся из камеры. В таком режиме гравитационная осадочная камера работает в том случае, когда в нее вводятся воздушные потоки с примесями, отличающимися, например, физико-механическими свойствами или ценностью (отходовая и пригодная для хозяйственных целей фракции примесей, т.е. когда фракции выделенных примесей смешивать нельзя).
При установке поперечной делительной перегородки 7 в крайнем левом положении ОВ в емкости 1 осажденные в ней примеси — пригодная фракция, дополнительным отводящим устройством 6 выводятся из камеры. При установке поперечной делительной перегородки 7 в крайнем правом положении ОС, выделенные в емкости 1 примеси (отходовая фракция) выводятся устройством 4.
Более полному выделению примесей в камере способствуют жалюзийные перегородки 12 и 13. Очищенный в гравитационной камере поток воздуха при ее работе во всех трех режимах выводится через выходной патрубок 10. Скорость воздуха на входе в гравитационную камеру изменяется соответствующей установкой регулировочных заслонок 14 и 15.
Таким образом, применение предлагаемой гравитационной камеры осадочной с установленной в нижней части ее емкости поперечной делительной перегородкой 7, имеющей возможность поворота относительно ее нижней кромки и снабженной дополнительным устройством 6, обеспечивает одновременное выделение примесей из двух воздушных потоков. При этом возможно функционирование осадочной гравитационной камеры по трем схемам: раздельный сбор и отвод примесей, выделяемых из потоков воздуха; общий сбор и отвод примесей, выделяемых из обоих потоков воздуха, при этом примеси являют собой либо лишь отходовую, либо только пригодную для хозяйственных целей фракции. Кроме того, при таком исполнении гравитационной камеры снижаются ее габариты и удельная металлоемкость.
1. Зуев В.Ф. Пневматическое транспортирование на зернообрабатывающих предприятиях. — М.: Колос, 1976. — 344 с.
2. Малис А.Я., Демидов А.Р. Машины для очистки зерна воздушным потоком. — М.: Машгиз, 1962. — 176 с.
Гравитационная осадочная камера для очистки воздуха, содержащая емкость с устройством для вывода воздушно-отделимых примесей и размещенными в верхней части поперечной стенкой, входным и выходным патрубками, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным входным патрубком, установленным в нижней части емкости дополнительным устройством вывода воздушно-отделимых примесей и поперечной делительной перегородкой, выполненной поворачиваемой относительно ее нижней кромки до соприкосновения верхней кромки с боковыми стенками камеры, при этом выходной патрубок для отвода очищенного потока воздуха размещен на верхней стенке емкости.
Источник
Гравитационные и инерционные методы сухой очистки газов и воздуха от пыли
3. Гравитационные и инерционные методы сухой очистки газов и воздуха от пыли
В гравитационных пылеуловителях выделения взвешенных частиц из газообразной среды происходит главным образом под действием силы тяжести.
Размеры полых пылеосадочных камер на рис. определяют, исходя из заданного расхода газа L и минимального седиментационного диаметра частиц пыли дS, которые вместе с более крупными частицами должны выпасть из потока. Соотношение длинны 1 и высоты Н камеры находят из соотношения скорости газа vs:
Ширину камеры b определяют, исходя из принятых в расчете скорости газа vs, высота камеры Н и заданного расхода газа L:
Для вычисления скорости оседания (витания) vsпо заданному диаметру частицы дS и наоборот — диаметра дS по заданной величине vs H.C. Сыркин предложил использовать критерии Шиллера Sch и Кирпичева Ki
Чем меньше скорость газа и высота камеры, и больше её длина, тем меньшую скорость оседания можно получить, т.е. тем меньшего размера частицы пыли можно выделить из запыленного потока.
Резкое снижение высоты оседания дают так называемые полочные камеры. Для удобства сбора пыли полки делают наклонными; по оси камеры расположен шнек для выгрузки осевшей пыли. Для более эффективного удаления пыли с наклонных полок применяют вибраторы или другие встряхивающие устройства периодического действия, а для горизонтальных можно применить механизм, периодически наклоняющий их к центру бункера.
где — полочная пылесборочная камера;
1 — направляющие лопасти;
4 — пылевой затвор;
При конструировании пылеосадочной камеры весьма важно обеспечить равномерный подвод запыленного газа. Для этой цели устанавливают газораспределительные решетки или применяют диффузоры с рассечками, располагая их под углом 10 — 12 ° друг к другу.
Недостатками пылеосадочных камер по сравнению с другими пылеулавливающими устройствами являются их большой объем и малая эффективность, а преимуществами — малое гидравлическое сопротивление, простота и надежность конструкции и возможность удалять из газового потока фракции крупных частиц, обладающих повышенной абразивностью. Благодаря этому целесообразно использовать их в качестве первой ступени очистки перед более эффективными пылеуловителями.
К простейшим инерционным пылеулавливающим средствам можно отнести небольшие по сравнению с пылеосадочными камерами ёмкости, в которых скорость запыленного потока, подводимого сверху или сбоку, изменяется по величине и направлению. Изменение направления скорости потока достигается, в частности, благодаря установке одной или нескольких перегородок. Эффективность этих устройств не поддается расчету, а экспериментальные данные весьма ограничены. Учитывая сравнительно небольшое сопротивление (1-4 гПа) этих устройств, их целесообразно устанавливать для улавливания наиболее крупных частиц с повышенными абразивными свойствами.
Принцип действия жалюзийных пылеуловителей основан на резком (около 150) изменения узких струек газового потока, проходящих через зазоры между лопастями жалюзи, и отражении ударяющихся о поверхности лопастей частиц пыли в направлении щели (отверстия), через которую удаляется часть газового потока, обогащенного пылью.
Рис. 5 — Движение частиц пыли в жалюзийном пылеуловителе.
Конические инерционные пылеуловители (ИПы) собраны из большого числа конических колец, закрепленных в каркасе с просветами между кольцами принимается 15-25 м/с.
Небольшая часть воздуха вместе с концентрированной пылью отводится из отверстия наименьшего кольца в вершине конуса и поступает в циклончик, рассчитанный на 5-7 % от общего расхода установки. В случае установки ИПа на всасывающей стороне вентилятора для надежной работы циклончика следует устанавливать вспомогательный вентилятор.
Основными достоинствами ИПов является малое гидравлическое сопротивление и значительно меньшие по сравнению с любыми другими пылеуловителями габариты. К недостаткам этого пылеуловителя следует отнести малую надежность в условиях недостаточно квалифицированной эксплуатации. Малейшая негерметичность бункера под циклончиком приводит к резкому, а иногда и к полному нарушению процесса пылеула-вливания. Воздухопровод, соединяющий ИП с циклончиком, не должен иметь поворотов, так как из-за большой концентрации пыли он подвержен быстрому износу. Циклончик по тем же соображениям целесообразно делать литым или обкладывать изнутри листовой резиной.
Пластинчатые жалюзийные золоуловители, предназначены для очистки дымовых газов от летучей золы.
Рис. 6- Пластинчатые золоуловители ВТИ с одной (а) и с двумя (б) отсосными щелями
По данным ВТИ, фракционная степень очистки в жалюзийном золоуловителе в случае отсоса через циклон 10 % основного объема при сопротивлении жалюзи 4-5 гПа и плотности частиц рт = 2000 кг/ З м составляет:
д, мкм ήф, % д, мкм ήф, % д, мкм ήф, %
5 25 20 75 40 94,8
10 47 25 86,5 50 96,5
15 63 30 91,3 60 97,7
При увеличении отсоса воздуха через циклон с 10 до 20 % степень фракционного выноса (100- ήф) уменьшается на 2 — 2,5 %, а при уменьшении скорости прохода воздуха и падении перепада давления в жалюзи до 2 — 2,5 гПа увеличивается на 2 — 2,5 %.
Жалюзийные пылеуловители можно рекомендовать в качестве первой ступени очистки с целью предотвращения абразивного износа следующей ступени.
Одиночные возвратнопоточные циклоны.
Принцип действия циклона основан на выделении частиц пыли из газового потока под воздействием центробежных сил, возникающих вследствие вращения потока в корпусе аппарата.
Наибольшее распространение в технике получили циклоны с изменением основного направления потока газа, называемые возвратнопоточными.
Вследствие интенсивного вращения газа в корпусе циклона статическое давление понижается от его периферии к центру. Такая же картина наблюдается и в пылесборном бункере. Отсюда следует, что герметичность бункера должна быть полностью обеспечена не только при установке циклона на всасывающей, но и на нагнетающей стороне вентилятора. Несоблюдение этого условия приводит к резкому снижению пылеотделения в циклоне и даже к полному его нарушению.
Своеобразный смерч, образующийся в циклоне, пятой опирается о дно пылесборного бункера. При этом в центре смерча винтообразное движение газа направленно вверх. Нарушение вращательного движения газа в бункере неизбежно приводит к заметному снижению степени очистки.
Рис.7 — Движение запыленного и очищенного газа в возвратнопоточном циклоне.
Следует так же иметь в виду, что нарушение вращающегося потока в выхлопной трубе циклона приводит к снижению интенсивности его вращения в центральной зоне корпуса, поэтому вставка на входе в выхлопную трубу выпрямителей воздушного потока в виде звездочки или сот существенно снижает степень очистки. Так, в коническом циклоне диаметром 400 мм при входной скорости воздуха 10-15,3 м/с степень очистки на угольной пыли с д50 =
Источник
