Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ДВУХСТУПЕНЧАТЫХ ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов и предназначено для центральных систем аспирации.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является установка пылеулавливания с системой пожаровзрывобезопасности по патенту РФ №2308318, содержащая корпус, опорную часть с бункером для сбора пыли, входной и выходной короба фильтровальной секции пылеуловителя с фильтрами рукавного типа, механизм регенерации фильтра, в корпусе фильтровальной секции установлен датчик температуры, в бункере для сбора пыли - аварийный датчик уровня пыли, в выходном коробе фильтровальной секции - тепловой автоматический датчик-извещатель, выходы с которых соединены с общим микропроцессором, расположенном в шкафу управления, а в выходном коробе фильтровальной секции установлены коллектор с форсунками системы пожаротушения с блоком управления, связанным электронной связью с общим микропроцессором, и система регенерации рукавных фильтров с механизмом импульсной продувки, которая снабжена блоком управления каждого электромагнитного клапана сопел и соединена с общим блоком управления регенерацией, связанным электронной связью с общим микропроцессором (прототип).

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность пожаровзрывобезопасности работы устройства за счет сравнительно невысокой степени распыла форсунками огнетушащего вещества.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания.

Это достигается тем, что в системе пожаровзрывобезопасности для двухступенчатых пылеулавливающих устройств, содержащей устройство пылеулавливания, включающее в себя корпус рамной конструкции с ограждениями, опорную часть с бункером для сбора пыли и пылесборной тележкой, установленной на основании, а также входной и выходной короба фильтровальной секции пылеуловителя с фильтрами рукавного типа, соответственно с входным и выходным патрубками, при этом во входном коробе устройства пылеулавливания установлен коллектор с форсунками системы пожаровзрывобезопасности с блоком управления, связанным электронной связью с общим микропроцессором, систему регенерации рукавных фильтров с механизмом импульсной продувки, которая снабжена блоком управления каждого электромагнитного клапана продувочных сопел и соединена с общим блоком управления регенерацией, связанным электронной связью с общим микропроцессором, при этом во входном коробе фильтровальной секции установлен датчик температуры, в бункере для сбора пыли - аварийный датчик уровня пыли, а в выходном коробе фильтровальной секции - тепловой автоматический датчик-извещатель, выходы с которых соединены с общим микропроцессором, расположенным в шкафу управления, каждая из форсунок системы обеспечения пожаровзрывобезопасности работы устройства содержит корпус с камерой завихрения и сопло, корпус выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой с внутренней резьбой и расширительной камерой, соосной корпусу, при этом соосно корпусу в его нижней части подсоединено к гильзе посредством резьбы сопло, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий, расположенных в торцевой поверхности сопла, где также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие, соединенное со смесительной камерой сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой, в диффузорной выходной камере установлен рассекатель, выполненный в виде по крайней мере, трех спиц каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - в поверхности тела вращения, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры, а само тело вращения расположено в нижней части за срезом диффузорной выходной камеры, к торцевой поверхности цилиндрической гильзы, соосной с корпусом, соосно диффузорной камере прикреплен диффузор, поверхность среза которого лежит в плоскости, находящейся ниже поверхности тела вращения рассекателя, а рассекатель выполнен в виде двух спиц, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры, перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - на оси, на которой, с возможностью вращения, установлено тело вращения, выполненное в виде шара, центр которого лежит на оси диффузорной выходной камеры, при этом поверхность тела вращения, выполненного в виде шара, установленного на оси с возможностью вращения, выполнена перфорированной, а к поверхности тела вращения, выполненного в виде шара, установленного на оси с возможностью вращения, установлены элементы, осуществляющие его вращение, например, в виде отрезков винтовых лопастей.

На фиг. 1 изображена функциональная схема системы обеспечения пожаровзрывобезопасности работы устройства пылеулавливания тонкой очистки запыленного газового потока, на фиг. 2 - общий вид устройства первой ступени пылеулавливания, на фиг. 3, 4 - схема форсунки системы обеспечения пожаровзрывобезопасности.

Система пожаровзрывобезопасности для двухступенчатых пылеулавливающих устройств содержит устройство пылеулавливания тонкой очистки запыленного газового потока, включающее в себя корпус 2 рамной конструкции с ограждениями, опорную часть 6 с бункером 4 для сбора пыли и пылесборной тележкой 5, установленной на основании 20, а также входной 1 и выходной 3 короба фильтровальной секции пылеуловителя с фильтрами рукавного типа, соответственно с входным 7 и выходным 8 патрубками.

Во входном коробе 1 устройства пылеулавливания установлен коллектор 16 с форсунками 17 системы пожаровзрывобезопасности с блоком 18 управления, связанным электронной связью с общим микропроцессором 19. Система 9 регенерации рукавных фильтров с механизмом 10 импульсной продувки снабжена блоком управления 11 каждого электромагнитного клапана продувочных сопел и соединена с общим блоком управления 12 регенерацией, связанным электронной связью с общим микропроцессором 19. Во входном 1 коробе фильтровальной секции также установлен датчик 13 температуры, в бункере 4 для сбора пыли - аварийный датчик 15 уровня пыли, в выходном коробе 3 фильтровальной секции - тепловой автоматический датчик-извещатель 14, выходы с которых соединены с общим микропроцессором 19, расположенным в шкафу управления (на чертеже не показан).

Устройство первой ступени (фиг. 2) пылеулавливания (устройство пылеулавливания предварительной очистки запыленного газового потока) устанавливается перед устройством пылеулавливания тонкой очистки запыленного газового потока и выполнено в виде циклона, который содержит входной патрубок 21 и выходной патрубок 22, винтообразную крышку 23, выхлопную трубу 24 и цилиндрическую часть корпуса 25. На выходном патрубке 22 закреплен фильтрующий элемент.

Устройство первой ступени (фиг. 2) пылеулавливания работает следующим образом.

Запыленный газовый поток поступает в циклон через патрубок 21, закручивается за счет тангенциального периферийного ввода и движется далее по нисходящей винтовой линии вдоль стенок аппарата, в результате чего частицы пыли под действием центробежной силы движутся от центра аппарата к периферии и, достигая стенок аппарата, транспортируются вниз в коническую часть корпуса для сбора уловленной пыли. Очищенный воздух выводится из циклона через выходной патрубок 22. При этом легкие мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в коническую часть корпуса, задерживаются на фильтрующем элементе, при этом происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующий элемент одновременно является аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа. Фильтрующий элемент может быть выполнен в виде тела вращения, ось которого совпадает с осью выходного патрубка очищенного газа, например цилиндра, конуса, усеченного конуса, полушария, или в виде поверхности, образованной вращением вокруг оси, совпадающей с осью выходного патрубка очищенного газа, например, П-образного профиля или полуокружности (т.е. в виде полусферы), что увеличивает его площадь фильтрации и звукопоглощения. Гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет 15…25% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а материал фильтрующего элемента обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.

Система пожаровзрывобезопасности для двухступенчатых пылеулавливающих устройств работает следующим образом.

Очистку запыленного газового потока осуществляют посредством его подачи через входной 7 патрубок во входной короб 1 фильтровальной секции пылеуловителя с фильтрами рукавного типа. При этом запыленный газовый поток поступает через внешние поверхности рукавных фильтров во внутреннюю их полость, освобождаясь при этом от частиц пыли, и попадает в полость выходного короба 3 фильтровальной секции. Для оптимизации процесса пылеулавливания и его безопасной работы во входном коробе 1 устройства пылеулавливания установлен датчик 13 температуры и коллектор 16 с форсунками 17 системы пожаровзрывобезопасности с блоком 18 управления, связанным электронной связью с общим микропроцессором 19. В бункере для сбора пыли установлен аварийный датчик 15 уровня пыли, а в выходном коробе фильтровальной секции - тепловой автоматический датчик-извещатель 14, при этом выходы с датчиков соединяют с общим микропроцессором 19. Во входном коробе 1 фильтровальной секции пылеуловителя устанавливают систему регенерации рукавных фильтров с механизмом 10 импульсной продувки, которая связана с блоком управления 11 каждого электромагнитного клапана продувочных сопел и соединена с общим блоком управления 12 регенерацией, связанным электронной связью с общим микропроцессором 19.

Тепловой датчик-извещатель 14 соединен с системой пожаровзрывобезопасности, которая является выходным звеном в общей системе безопасного пылеулавливания и способна предотвратить распространение пламени, в случае его возникновения, через выходной 8 патрубок дальше по вентиляционным каналам, что повышает надежность и безопасность всего комплекса системы безопасного пылеулавливания. Работа коллектора 16 с форсунками 17 осуществляется по принципу открытия аварийного электромагнитного клапана подачи воды при подаче на клапан управляющего сигнала от общего микропроцессора 19, обрабатывающего сигнал с теплового датчика-извещателя 14, который в свою очередь реагирует на увеличение температуры в выходном коробе, вплоть до самовоспламенения пылевых аэрозолей и фильтрующих материалов.

Вихревая форсунка (фиг. 3, 4) включает в свой состав корпус 26, который выполнен в виде подводящего штуцера с центральным отверстием 28 и жестко соединенной с ним и соосной цилиндрической гильзой 27 с внутренней резьбой 30. В цилиндрической гильзе 27 расположена расширительная камера 29, соосная корпусу. При этом соосно корпусу в его нижней части подсоединено к гильзе 27 посредством резьбы 30 сопло 31, выполненное в виде перевернутого стакана, в днище 32 которого выполнен турбулентный завихритель потока жидкости с по крайней мере двумя наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 34 и 35, расположенных в торцевой поверхности сопла 31, образованной его днищем 32. В торцевой поверхности сопла 31 также выполнено центральное цилиндрическое дроссельное отверстие 33, соединенное со смесительной камерой 36 сопла, последовательно соединенной с диффузорной выходной камерой 37. Причем эффективные площади проходных сечений наклонных цилиндрических отверстий 34 и 35, взятые в совокупности, и центрального отверстия 33 равны между собой.

В выходной диффузорной камере установлен рассекатель, выполненный в виде по крайней мере трех спиц 38, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры 37 перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - в поверхности тела вращения 39, например шара, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 37, а само тело вращения 39 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры.

Возможен вариант, когда поверхность тела вращения 39, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 37, а само тело вращения 39 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры, выполнена в виде эллипсоида, малая ось которого симметрична оси диффузорной выходной камеры 37 (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда к торцевой поверхности цилиндрической гильзы 27, соосной с корпусом 26, соосно диффузорной камере 37 прикреплен диффузор 40, поверхность среза которого лежит в плоскости, находящейся ниже поверхности тела вращения 39 рассекателя.

Возможен вариант, когда рассекатель выполнен в виде двух спиц 38, каждая из которых одним концом закреплена на внешней поверхности диффузорной выходной камеры 37 перпендикулярно образующим ее поверхности, а другим - на оси 41, на которой, с возможностью вращения, установлено тело вращения 39, выполненное в виде шара, центр которого лежит на оси диффузорной выходной камеры 37.

Возможен вариант, когда поверхность тела вращения 39, выполненного в виде шара, установленного на оси 41 с возможностью вращения, выполнена перфорированной.

Возможен вариант, когда к поверхности тела вращения 39, выполненного в виде шара, установленного на оси 41 с возможностью вращения, установлены элементы, осуществляющие его вращение, например, в виде отрезков винтовых лопастей (на чертеже не показано).

Возможен вариант, когда на внутренней поверхности центрального цилиндрического дроссельного отверстия 33, расположенного в торцевой поверхности сопла 31, выполнены винтовые канавки для осуществления дополнительного закручивания потока жидкости (на чертеже не показано).

Вихревая форсунка работает следующим образом.

Распыляемая жидкость поступает в корпус 26 через центральное отверстие 28, затем в расширительную камеру 29, соосную корпусу 26. После камеры 29 жидкость направляется к соплу 31, где распределяется по нескольким направлениям: первое - по центральному цилиндрическому дроссельному отверстию 33 в смесительную камеру 36, а второе - в турбулентный завихритель потока жидкости с наклонными к оси сопла вводами в виде цилиндрических отверстий 34 и 35, также соединенных со смесительной камерой 36 сопла, где при взаимодействии этих встречающихся потоков происходит их дробление с образованием турбулентного потока, направляющегося к диффузорной выходной камере 37, где происходит дополнительное дробление капель жидкости при их столкновении друг с другом за счет расширяющегося турбулентного потока жидкости.

В выходной диффузорной камере 37 происходит столкновение выходного вихревого потока с рассекателем, его спицами 38 и поверхностью тела вращения 39, что приводит к дополнительному дроблению капель жидкости, образованию тонкораспыленных струй.

Возможен вариант, когда в теле вращения 39, ось которого совпадает с осью диффузорной выходной камеры 37, а само тело вращения 39 расположено в нижней части, за срезом диффузорной выходной камеры, выполнены резонансные выемки 42 по форме в виде цилиндрической поверхности разного диаметра и длины, выполняющие функции резонаторов Гельмгольца, размеры которых определяются необходимой частотой пульсации потока жидкости (фиг. 4) для увеличения мелкодисперсности распыляемого факела.