Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для очистки воздуха от морской воды, соли и твердых частиц на входе судовых газотурбинных двигателей (ГТД).

Очистка воздуха от капель воды, соли и твердых частиц на входе судовых ГТД необходима для их устойчивой работы и обеспечения ресурса. При этом энергетические потери на очистку воздуха не должны превышать одного процента от мощности ГТД, а системы очистки воздуха должны быть надежными в эксплуатации и технологичными в изготовлении и обслуживании. Этим требованиям в значительной мере удовлетворяют системы очистки воздуха на основе инерционных сепараторов (например, патент GB №2136313, МПК В01D 45/08, 1984; патент ЕР №2243533, МПК В01D 45/08, 2010).

Недостатком известного технического решения является высокое гидравлическое сопротивление системы очистки воздуха с инерционным сепаратором и сменными тканевыми коагуляторами.

Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому устройству для очистки воздуха является принятая за прототип система очистки воздуха (патент RU №2272668, МПК В01D 45/08, 2006), включающая корпус, инерционный сепаратор, состоящий, по крайней мере, из одного пакета зигзагообразных вертикально ориентированных профилей с влагоулавливающими элементами, коагулятор и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля.

Недостатком известного технического решения является высокая трудоемкость изготовления, сборки и обслуживания системы очистки воздуха.

Задачей заявленного изобретения является снижение трудоемкости изготовления, сборки и обслуживания устройства для очистки воздуха.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении производительности и технологичности массового производства устройства для очистки воздуха.

Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в устройстве для очистки воздуха, содержащем корпус, инерционный сепаратор, состоящий, по крайней мере, из одного пакета вертикально ориентированных профилей с влагоулавливающими элементами, коагулятор и устройство для сбора и отвода выделенных из воздуха частиц аэрозоля, передняя кромка вертикально ориентированных профилей выполнена острой, задняя - в виде влагоулавливающего элемента, а коагуляторы в виде заостренных шевронов установлены на передних кромках влагоулавливающих элементов.

Передней кромкой в аэродинамике обозначают ту часть аэродинамического профиля, которая обращена навстречу набегающему потоку воздуха, а задней кромкой - часть профиля, с которой сходит поток. Передняя и задняя кромки могут иметь сложную форму, в частности быть острыми, как лезвие, или иметь пилообразную форму в виде шевронов. Форма кромок элементов конструкции позволяет должным образом организовать течение воздуха обтекаемого тела.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 дан вид спереди устройства для очистки воздуха, на фиг.2 - вид сверху.

Здесь в корпусе 1 установлен инерционный сепаратор 2, собранный на пластинах 3 в виде пакета вертикально ориентированных профилей 4 с влагоулавливающими элементами 5. В нижней части корпуса 1 размещено устройство 6 для сбора и отвода в общую дренажную систему выделенных из очищаемого потока воздуха 7 жидких и твердых частиц аэрозоля. Вертикально ориентированные профили 4 имеют переднюю острую кромку 8, заднюю кромку 9 в виде влагоулавливающего элемента 10 и выполнены монолитными из металла или пластика с использованием фильер или технологии 3-D принтеров. На передних кромках влагоулавливающих элементов 5 и 10 установлены коагуляторы 11 в виде заостренных шевронов.

Устройство для очистки воздуха работает следующим образом. Очищаемый морской воздух попадает на вход ГТД, проходя через устройство очистки воздуха под действием перепада давления, возникающего на нем из-за разрежения, созданного компрессором ГТД. Скорость потока очищаемого воздуха перед устройством для очистки воздуха составляет от 5 до 10 м/с. В каналах инерционного сепаратора 2 скорость потока может возрастать в 5÷6 раз. При этом на криволинейных участках траектории тяжелые частицы воды и соли, двигаясь по инерции, попадают во влагоулавливающие элементы 5 и 10, а оттуда стекают в устройство 6 для сбора и отвода в общую дренажную систему выделенных из очищаемого потока воздуха 7 жидких и твердых частиц. Молекулы воздуха потока 7, как более легкие частицы, следуют вдоль линий тока через инерционный сепаратор на вход ГТД. Заостренные шевроны коагуляторов 11, установленные на передних кромках влагоулавливающих элементов 5 и 10, формируют упорядоченную вихревую структуру течения в каналах инерционного сепаратора и интенсифицируют коагуляцию частиц.

Толщина инерционного сепаратора данной конструкции составляет 115 мм. При необходимости устройство для очистки воздуха может быть многоступенчатым, содержать, например, два стоящих один за другим таких инерционных сепаратора, между которыми может быть установлен сменный тканевый фильтр. Вместе с тем, в результате анализа и экспериментальных исследований установлено, что в данной конструкции инерционного сепаратора эффективность тканевого фильтра невелика, тогда как без него существенно снижаются гидравлические потери и эксплуатационные расходы. Монолитность конструкции вертикально ориентированных профилей 4 с влагоулавливающими элементами 5 и 10 обеспечивает технологичность их массового производства при использовании фильер.