Результат интеллектуальной деятельности: СЕТЧАТЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ФИЛЬТР

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является газопромыватель, известный из патента РФ №2325940 (прототип), содержащий корпус, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, оросительное устройство и шламосборник.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности распыления жидкости.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости форсунками.

Это достигается тем, что в сетчатом вертикальном фильтре, содержащем корпус, установленный на укрытии источника паропылевой смеси, входной и выходной патрубки, фильтрующий элемент в виде вращающегося ротора, имеющего форму экспоноида вращения и выполненного из двух нержавеющих сеток, орошаемых форсунками, поддон для шлама и орошаемую зону фильтра в виде коаксиальной цилиндрической обечайки, каждая из форсунок содержит полый корпус с соплом и центральным сердечником, корпус выполнен с каналом для подвода жидкости и содержит соосную, жестко связанную с ним втулку, с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки, верхняя цилиндрическая ступень которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником, имеющим центральное отверстие и установленным с кольцевым зазором относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки, при этом кольцевой зазор соединен по крайней мере с тремя радиальными каналами, выполненными в двухступенчатой втулке, соединяющими его с кольцевой полостью, образованной внутренней поверхностью втулки и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени, причем кольцевая полость связана с каналом корпуса для подвода жидкости центральному сердечнику, в его нижней части жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса, соосного центральному отверстию сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника, а к нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц прикреплен рассекатель, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, а на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, причем в рассекателе, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса посредством по крайней мере трех спиц и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора, осесимметрично центральному отверстию центрального сердечника выполнено дроссельное отверстие, при этом к втулке, жестко связанной с корпусом, в ее нижней части соосно прикреплен внешний диффузор, а к нижнему основанию усеченного конуса распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику, в его нижней части, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса имеются винтовые канавки, соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор, таким образом, что выходные сечения внешнего и внутреннего диффузоров лежат в одной плоскости.

На фиг. 1 изображен продольный разрез сетчатого вертикального фильтра, на фиг. 2 - схема форсунки для распыливания жидкостей.

Сетчатый вертикальный фильтр представляет собой корпус в виде цилиндра высотой 1 м и диаметром 0,8 м, установленный на укрытии 8 источника паропылевой смеси 9. Фильтрующим элементом его является вращающийся ротор 1, имеющий форму экспоноида вращения и выполненный из двух нержавеющих сеток, орошаемых форсунками 4, жидкость под давлением в коллектор которых поступает по каналу 10. На пути из укрытия до фильтрующего элемента паропылевая смесь проходит последовательно кольцевую завесу 5 стекающего в поддон 6 шлама и орошаемую зону фильтра 3 в виде коаксиальной цилиндрической обечайки. Укрупненные коагуляцией частицы входят в соприкосновение с фильтрующим элементом. Форма последнего рассчитана таким образом, что частицы под воздействием результирующей силы направляются на боковые стенки 2 фильтра, по которым стекают в поддон 6. Очищенный воздух через щель равномерного забора 7 выбрасывается в атмосферу.

Каждая из форсунок 4 (фиг. 2) содержит цилиндрический полый корпус 11 с каналом 13 для подвода жидкости и соосную, жестко связанную с корпусом втулку 12 с закрепленным в ее нижней части соплом, выполненным в виде цилиндрической двухступенчатой втулки 14, верхняя цилиндрическая ступень 16 которой соединена посредством резьбового соединения с соосным с ней центральным сердечником 17, имеющим центральное отверстие 19, и установленным с кольцевым зазором 20 относительно внутренней поверхности цилиндрической втулки 14.

Кольцевой зазор 20 соединен по крайней мере с тремя радиальными каналами 15, выполненными в двухступенчатой втулке 14, соединяющими его с кольцевой полостью 18, образованной внутренней поверхностью втулки 12 и внешней поверхностью верхней цилиндрической ступени 16, причем кольцевая полость 18 связана с каналом 13 корпуса 11 для подвода жидкости.

К центральному сердечнику 17, в его нижней части, жестко прикреплен распылитель, выполненный в виде усеченного конуса 21, соосного центральному отверстию 19 сердечника и прикрепленного своим верхним основанием к основанию цилиндра центрального сердечника 17, а к нижнему основанию усеченного конуса 21 посредством по крайней мере трех спиц 23 прикреплен рассекатель 22, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 20.

На внешней боковой поверхности усеченного конуса 21 имеются винтовые канавки (на чертеже не показано), которые способствуют более интенсивному распыливанию жидкости.

В рассекателе 22, который прикреплен к нижнему основанию усеченного конуса 21, посредством по крайней мере трех спиц 23 и выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 20, осесимметрично центральному отверстию 19 центрального сердечника 17 выполнено дроссельное отверстие 24.

Возможен вариант, когда к втулке 12, жестко связанной с корпусом 11, в ее нижней части соосно прикреплен внешний диффузор 25, а к нижнему основанию усеченного конуса 21 распылителя, жестко прикрепленного к центральному сердечнику 17, в его нижней части, при этом на внешней боковой поверхности усеченного конуса 21 имеются винтовые канавки, соосно прикреплен внутренний перфорированный диффузор 26, таким образом, что выходные сечения внешнего 25 и внутреннего 26 диффузоров лежат в одной плоскости.

Работа форсунки осуществляется следующим образом.

Жидкость под давлением подается в полость корпуса форсунки 11 и затем поступает по двум направлениям: первое - в кольцевую полость 18 через радиальные каналы 15, затем в кольцевой зазор 20 между соплом и центральным сердечником 17. При давлениях на входе более 0,2 МПа жидкость разгоняется с образованием пленки жидкости, которая не отрывается от его внешней поверхности и приобретает вращательное движение на винтовой внешней поверхности усеченного конуса 21.

Второе направление, по которому поступает жидкость, - через канал 13 для подвода жидкости в полость центрального отверстия 19 центрального сердечника 17, а затем через полость усеченного конуса 21 поступает на рассекатель 22, который выполнен в виде торцевой круглой пластины, края которой отогнуты в сторону кольцевого зазора 20, при этом происходит многократное дробление капельных потоков жидкости, истекающих по этим направлениям.

Наличие газовых включений в жидкости дополнительно возмущает ее поверхность, что приводит к волнообразованию и объемному дроблению жидкостной пленки. Потери механической энергии при внешнем разгоне (по внешней конической поверхности) уменьшаются по сравнению с таким же разгоном в закрытом канале.

Сетчатый вертикальный фильтр работает следующим образом.

Фильтрующим элементом его является вращающийся ротор 1, имеющий форму экспоноида вращения и выполненный из двух нержавеющих сеток, орошаемых форсунками 4. На пути из укрытия до фильтрующего элемента паропылевая смесь проходит последовательно кольцевую завесу 5 стекающего в поддон 6 шлама и орошаемую зону фильтра 3. Укрупненные коагуляцией частицы входят в соприкосновение с фильтрующим элементом. Форма последнего рассчитана таким образом, что частицы под воздействием результирующей силы направляются на боковые стенки 2 фильтра, по которым стекают в поддон 6. Очищенный воздух через щель равномерного забора 7 выбрасывается в атмосферу. Такие фильтры устанавливаются в местах наибольшего выделения паропылевой смеси, например на перегрузочных узлах тракта возврата окатышей. Фильтры поместили на укрытиях перегрузочных узлов с удалением шлама через поддон, что позволило обойтись без часто выходящего из строя гидрозатвора. Вертикальное исполнение фильтров не мешало обслуживанию перегрузочных узлов и не требовалось применения подводящих воздуховодов, которые очень быстро засоряются налипающей пылью.

При начальной концентрации пыли 2,5×10^-3 кг/м степень очистки фильтров составляла 98,6%.