Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ ПЫЛЕУЛАВЛИВАНИЯ

Изобретение относится к технике пылеулавливания, может применяться для исследования процессов центробежного пылеулавливания, а также в машиностроении и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.

Известно, что между геометрической формой циклонов и их эффективностью пылеулавливания существует целый ряд связей, которые проявляются через сложную аэродинамику течений, возникающих в этих аппаратах [Ужов B.H. Очистка промышленных газов электрофильтрами. - М.: Химия, 1967; Пирумов А.И. Обеспыливание воздуха. - М.: Стройиздат, 1974]. При этом процесс исследования аэродинамики течений в подобных аппаратах затруднен в связи со сложностью размещения внутри циклонов датчиков, измеряющих основные параметры потока, так как аэродинамические параметры самих датчиков существенно влияют на аэродинамику потока.

Известен пылеулавливатель, включающий циклон с обратным конусом, входным патрубком и выхлопной трубой, и пылесборник (http://www.freepatent.ru/patents/2506880).

Недостатком является невозможность проведения исследований пылеосаждения и исследования аэродинамики потока в циклоне.

Наиболее близким по выполнению является циклон с корпусом, выполненным из обратного конуса, по основанию соединенного с прямым усеченным конусом, входным тангенциальным патрубком и пылесборником. Пылесборник выполнен в виде саморазгружающегося бункера (патент РФ на изобретение №2506880, МПК A47L 9/16, 2014 г.).

Недостатком является сложность исследования процессов, протекающих внутри аппарата из-за отсутствия возможности визуального наблюдения.

Техническим результатом изобретения является улучшение условий исследования аэродинамических процессов, протекающих внутри циклонного аппарата.

Технический результат достигается тем, что установка для пылеулавливания включает циклон, содержащий входной и выхлопной патрубки, и пылесборник, при этом корпус циклона и верхний отсек пылесборника выполнены из прозрачного материала с возможностью соединения с контуром заземления электропроводящим слоем и снабжены волокнами или нитями из электропроводящих материалов.

Выполнение корпуса циклона и верхнего отсека пылесборника из прозрачного материала позволяет наблюдать за аэродинамическими процессами внутри циклона и верхнего отсека пылесборника. Наличие на прозрачном материале электропроводящего слоя, соединенного с контуром заземления, позволяет избежать накопления зарядов электростатического электричества и налипания пылевых частиц на корпус, приводящего к затруднению наблюдения за процессом. Наличие на корпусе и верхнем отсеке пылесборника волокон или нитей электропроводящих материалов позволяет оценить аэродинамические параметры внутри циклона.

Волокна или нити на основе электропроводящих материалов могут быть выполнены из углепластика.

Корпус циклона может быть выполнен из обратного усеченного конуса, по основанию соединенного с прямым усеченным конусом.

Обратный усеченный конус циклона может быть снабжен двумя пневмоцилиндрами, выдвижные штоки которых посредством проушин закреплены на выходном патрубке. Пневмоцилиндры соединены с нагнетательным устройством, блоком управления и связанным с последним источником питания.

Входной патрубок установки для пылеулавливания может быть плавно соединен с обратным усеченным конусом переходом трапецеидальной формы, что позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление входящего потока и увеличить его скорость на первых витках, что способствует повышению скорости осаждения частиц за счет роста центробежной силы, действующей на частицу пыли.

Нижний отсек пылесборника установки для пылеулавливания может быть снабжен пневмоцилиндром, принудительно открывающим полукруглые люки, соединенным с нагнетательным устройством, блоком управления и связанным с последним источником питания, что позволяет улучшить исследование процесса пылеосаждения и обеспечивать оптимальное соотношение объемов циклона к объему бункера.

Основание пневмоцилиндра может быть жестко закреплено на днище пылесборника, выдвижной шток пневмоцилиндра может быть соединен посредством шарнира с одними концами рычагов, другие концы рычагов закреплены диаметрально противоположно с помощью проушин на внутренних сторонах полукруглых люков.

Установка для пылеулавливания может содержать видеокамеру, соединенную с блоком управления, с возможностью обзора внутренних элементов циклона и верхнего отсека пылесборника, что позволяет наблюдать за аэродинамическими процессами внутри элементов циклона и верхнего отсека пылесборника и выдавать оперативные команды исполнительным органам (например, пневмоцилиндрам) на изменение параметров.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, где 1 - верхний конус циклона, 2 - входной патрубок, 3 - выхлопной патрубок, 4 - нижний конус циклона, 5 - основания конусов, 6 - пылесборник, 7 - патрубок, 8 - верхний отсек пылесборника, 9 - нижний отсек пылесборника,10 - пневмоцилиндр,11 - полукруглые люки, 12 - шарнир, 13 - ось, относительно которой вращаются полукруглые люки,14 - нагнетательное устройство, 15 - блок управления,16 - источник питания, 17 - видеокамера, 18 - заземляющий контур, 19 - проушины, 20 - основания пневмоцилиндров, 21 - выдвижные штоки пневмоцилиндров, 22 - волокна углепластика.

Установка работает следующим образом.

Пылевоздушная смесь тангенциально поступает внутрь циклона через входной патрубок. За счет спиралевидного входа поток закручивается и движется по нисходящей винтовой линии вдоль стенок аппарата. В результате движения по спирали, под действием центробежных сил происходит выделение пылинок из потока, которые за счет наличия электропроводящего слоя на прозрачном материале циклона и верхнего отсека пылесборника не оседают на их стенках, а попадают в пылесборник.

Конструкция пылесборника предусматривает выполнение условия поддержания его объема в заданных пределах. Пыль прежде, чем попасть в нижний отсек пылесборника, двигаясь спиралеобразно, оседает на поверхности, например, открывающейся перегородки в верхнем отсеке пылесборника. Пыль равномерным слоем опускается на полукруглые люки. Видеокамера установки фиксирует достижение высоты допустимого слоя пыли в верхнем отсеке пылесборника и отправляет сигнал на блок управления, который в свою очередь дает команду для срабатывания пневмоцилиндра, открывающего полукруглые люки. Пыль сбрасывается в нижний отсек пылесборника, и полукруглые люки после некоторой задержки возвращаются в исходное положение, обеспечивая заданный объем пылесборника и эффективную очистку воздуха.

Частицы ссыпаются в пылесборник, а очищенный газ поступает в выходной патрубок.

Выполнение корпуса и верхнего отсека пылесборника из прозрачного материала с нанесенным на него электропроводящим слоем, предотвращающим налипание пылевидных частиц, позволяет с помощью волокон, например, углепластика визуализировать аэродинамические процессы внутри установки. Изменением скорости подачи потока и глубины погружения выходного патрубка в корпус циклона можно исследовать процесс пылеосаждения и аэродинамические характеристики потока для выявления их оптимальных значений.