Результат интеллектуальной деятельности: СЕТЧАТЫЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ 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 №2330712 (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 горизонтальном фильтре, содержащем корпус, входной и выходной патрубки, оросительную форсунку и фильтрующие элементы, которые представляют собой вращающиеся металлические сетки, соединенные с улиткой, связанной байпасным трубопроводом с входным патрубком и гидрозатвором для отвода шлама в отстойник, оросительная форсунка 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 к 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 общий вид сетчатого горизонтального фильтра с вращающимися сетками, на фиг. 2 - схема форсунки для распыливания жидкостей.

Сетчатый горизонтальный фильтр с вращающимися сетками 3 содержит входной патрубок 1, в котором загрязненный газ поступает по линии 10 и контактирует с водяным туманом, образуемым при разбрызгивании воды оросительной форсункой 2. Опорный узел 7 привода 8 вращающихся сеток 3 размещен непосредственно в выходном патрубке 9. Фильтрующие элементы, представляющие собой вращающиеся металлические сетки 3, перемещают частички по поверхности сеток и они выделяются из воздушного потока в улитку 6. Поскольку в улитку попадает часть воздуха с высокой концентрацией пылевых частиц, то он возвращается по трубопроводу 4 на повторную очистку, а шлам через гидрозатвор 5 отводится в отстойник.

Оросительная форсунка 2 (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 29 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 горизонтальный фильтр работает следующим образом.

Запыленный воздух поступает по подводящему каналу во входной патрубок 1 пылеулавливающей установки. Здесь паропылевая смесь контактирует с водяным туманом, образуемым при разбрызгивании воды оросительной форсункой 2. Мелкодисперсная пыль смешивается в потоке с диспергированными капельками воды. При этом имеет место соударение частиц пыли с капельками жидкости, в результате чего происходит их коагуляция. Далее пылекаплевоздушная смесь проходит через фильтрующие элементы, представляющие собой вращающиеся металлические сетки 3. В пространстве между сетками происходит дополнительное турбулентное смешивание запыленного воздуха с капельками воды и выпадение пылевых частиц на нитях второй сетки. Укрупненные частицы пыли вследствие инерционных сил выделяются из потока на нитях вращающихся сеток. Так как на осевшую частицу действуют две силы: сила аэродинамического сопротивления, стремящаяся увлечь частицу по потоку, и центробежная сила, под действием которой частица отбрасывается в радиальном направлении, то частица стремится передвигаться в направлении их результирующей. Последняя перемещает частички по поверхности сеток и они выделяются из воздушного потока в улитку 6. Поскольку в улитку попадает часть воздуха с высокой концентрацией пылевых частиц, то он возвращается по трубопроводу 4 на повторную очистку, а шлам через гидрозатвор 5 отводится в отстойник.

При начальной концентрации пыли 2,5×10^-3 кг/м³ степень очистки фильтров составляла 98,6%.