Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Заявляемый объект относится к мокрой очистке газов и может быть использован в металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому объекту является выбранное в качестве прототипа устройство для очистки газов, содержащее прямоугольные конфузор и диффузор, которые сопряжены в области горловины, систему форсуночного орошения, форсунки которой расположены в конфузоре, и две одинаковые полузаслонки, каждая из которых установлена на валу в корпусе горловины с возможностью поворота для регулирования площади горловины (М.Г. Ладыгичев, Г.Я. Бернер. Зарубежное и отечественное оборудование для очистки газов. «Теплотехник». Москва, 2004, стр.335, рис.П.2.2.32, стр.337, рис.П.2.2.38).

У заявляемого объекта и прототипа совпадают такие существенные признаки. Оба устройства содержат прямоугольные конфузор и диффузор, которые сопряжены в области горловины, систему форсуночного орошения, форсунки которой расположены в конфузоре, и, по меньшей мере, одну полузаслонку, которая установлена на валу в корпусе горловины с возможностью поворота для регулирования площади горловины.

Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют следующие причины. В конфузоре за счет уменьшения его сечения скорость потока очищаемого газа возрастает и на участке расположения полузаслонки достигает максимального значения в области горловины непосредственно в конце верхней рабочей части полузаслонки. При этом за счет перепада давления по длине участка расположения полузаслонки через зазор между валом, на котором закреплена полузаслонка, и корпусом горловины происходит перетекание части потока очищаемого газа в виде периферийных потоков неочищенного газа из конфузора в горловину мимо рабочей части полузаслонки и далее в диффузор и в зону очищенного газа. Эти периферийные потоки неочищенного газа, сталкиваясь в горловине с центральным потоком очищаемого газа, искажают его оптимальный аэродинамический профиль и вызывают турбулентность очищаемого газового потока, что приводит к увеличению аэродинамического сопротивления газового тракта и к снижению интенсивности массообменного процесса пыли и жидкости в конфузоре, горловине и диффузоре.

Отсутствие надежного уплотнения в зазоре между валом, на котором закреплена полузаслонка, и корпусом горловины, а также и в зазорах между торцами полузаслонки и торцами корпуса горловины способствует перетеканию через эти зазоры периферийных потоков неочищенного газа в центральную зону очищаемого газа в области горловины и далее в диффузор в зону очищенного газа. Смешивание периферийных потоков неочищенного газа с центральным потоком очищаемого газа ниже полузаслонок приводит к нежелательным завихрениям очищаемого газа в области горловины и попаданию неочищенного газа в зону очищенного газа, что снижает эффективность очистки газов.

В основу заявляемого объекта поставлена задача создать такое устройство для очистки газов, в котором усовершенствование путем введения новых элементов позволит при использовании заявляемого объекта обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности очистки газов.

Заявляемое устройство для очистки газов содержит прямоугольные конфузор и диффузор, которые сопряжены в области горловины, и систему форсуночного орошения, форсунки которой расположены в конфузоре. В корпусе горловины с возможностью поворота для регулирования площади горловины установлена на валу, по меньшей мере, одна полузаслонка. При этом в зазоре между валом и корпусом горловины установлен уплотняющий элемент.

Уплотняющий элемент, который устанавливается в зазоре между валом и корпусом горловины, может быть выполнен, например, в виде мягкого или упругого уплотнения, закрепленного между ограничителями на корпусе горловины, что обеспечивает постоянное плотное прилегание к уплотняемым поверхностям.

В частных случаях использования заявляемый объект характеризуется тем, что в зазорах между торцами полузаслонки и торцами корпуса горловины выполнены лабиринтные уплотнения.

Лабиринтные уплотнения в зазорах между торцами полузаслонки и торцами корпуса горловины могут быть выполнены, например, в виде закрепленных на торцах полузаслонки планок, которые установлены с возможностью поворота вместе с полузаслонкой в зазорах, образованных торцовыми стенками корпуса горловины и прикрепленными к ним Г-образными пластинами.

При аналогичной установке в корпусе горловины на втором валу второй полузаслонки с возможностью поворота для совместного с первой полузаслонкой регулирования площади горловины, уплотнение аналогичных зазоров выполнено в соответствии с вышеописанным.

При использовании заявляемого объекта обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности очистки газов.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом имеется следующая причинно-следственная связь.

Установка надежных уплотнений в зазоре между валом, на котором закреплена полузаслонка, и корпусом горловины и в зазорах между торцами полузаслонки и торцами корпуса горловины предотвращает перетекание через эти зазоры периферийных потоков неочищенного газа в центральную зону очищаемого газа в области горловины и далее в диффузор и в зону очищенного газа. Предотвращение смешивания периферийных потоков неочищенного газа с центральным потоком очищаемого газа ниже полузаслонки предотвращает возникновение нежелательных завихрений очищаемого газа в области горловины и попаданию неочищенного газа в зону очищенного газа, что повышает эффективность очистки газов.

Сущность заявляемого устройства для очистки газов поясняется чертежами, на которых изображено:

- на фиг.1 - общий вид устройства для очистки газа (с одной полузаслонкой);

- на фиг.2 - узел А на фиг.1;

- на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1;

- на фиг.4 - общий вид устройства для очистки газа (с двумя полузаслонками).

На чертеже проставлены следующие обозначения:

- 1 - конфузор;

- 2 - диффузор;

- 3 - корпус горловины;

- 4 - форсунка;

- 5 - вал;

- 6 - полузаслонка;

- 7 - уплотняющий элемент;

- 8 - ограничитель;

- 9 - ограничитель;

- 10 - планка;

- 11 - Г-образная пластина;

- 12 - вал;

- 13 - полузаслонка;

- 14 - уплотняющий элемент;

- 15 - ограничитель;

- 16 - ограничитель.

В конкретном примере выполнения заявляемое устройство для очистки газов содержит (Фиг.1) прямоугольный конфузор 1 и прямоугольный диффузор 2, которые сопряжены в области корпуса горловины 3, и систему форсуночного орошения, форсунки 4 которой расположены в конфузоре 1. В корпусе горловины 3 на валу 5 с возможностью поворота для регулирования площади горловины установлена, по меньшей мере, одна полу заслонка 6.

Отличительной особенностью заявляемого объекта является следующее. В зазоре между валом 5 и корпусом горловины 3 установлен упругий уплотняющий элемент 7, который закреплен между ограничителями 8 и 9 на корпусе горловины 3 и обеспечивает постоянное плотное прилегание к уплотняемым поверхностям (Фиг 2). В зазорах между торцами полузаслонки 6 и торцами корпуса горловины 3 выполнены лабиринтные уплотнения. Лабиринтные уплотнения в зазорах между торцами полузаслонки 6 и торцами корпуса горловины 3 выполнены, например, в виде закрепленных на торцах полузаслонки 6 планок 10, которые установлены с возможностью поворота совместно с полузаслонкой 6 в зазорах, образованных торцовыми стенками корпуса горловины 3 и прикрепленными к ним Г-образными пластинами 11 (Фиг.3).

При аналогичной установке в корпусе горловины 3 (Фиг.4) на втором валу 12 второй полузаслонки 13 с возможностью поворота для регулирования площади горловины совместно с полузаслонкой 6 уплотнение аналогичных зазоров выполнено в соответствии с вышеописанным для полузаслонки 6. Так, например, в зазоре между валом 12 и корпусом горловины 3 установлен упругий уплотняющий элемент 14, который закреплен между ограничителями 15 и 16 на корпусе горловины 3 и обеспечивает постоянное плотное прилегание к уплотняемым поверхностям.

В конкретном примере осуществления (Фиг.1) заявляемое устройство для очистки газов, например, с одной полузаслонкой работает следующим образом. Очищаемый газ, пройдя конфузор 1, в котором поток газа смачивается жидкостью, распыляемой форсунками 4, попадает в корпус горловины 3 и после взаимодействия с полузаслонкой 6 попадает в диффузор 2. Надежное уплотнение упругим уплотняющим элементом 7 в зазоре между валом 5, на котором закреплена полузаслонка 6, и корпусом горловины 3, а также в лабиринтных уплотнениях в зазорах между торцами полузаслонки 6 и торцами корпуса горловины 3 между планками 10 и Г-образными пластинами 11 предотвращает перетекание через эти зазоры периферийных потоков неочищенного газа в центральную зону очищаемого газа в области корпуса горловины 3 и далее в диффузор 2 и в зону очищенного газа. При повороте полузаслонки 6 с валом 5 для регулирования площади горловины уплотнение указанных зазоров не нарушается. Таким образом, очищающие массообменные процессы пыли и жидкости в конфузоре 1, корпусе горловины 3 и диффузоре 2 проходят при движении очищаемого газа без завихрений с оптимальным аэродинамическим профилем при минимальном аэродинамическом сопротивлении газового тракта, что повышает эффективность очистки газов.

В конкретном примере осуществления (Фиг.4) заявляемое устройство для очистки газов, например, с двумя полузаслонками работает следующим образом. Очищаемый газ, пройдя конфузор 1, в котором поток газа смачивается жидкостью, распыляемой форсунками 4, попадает в корпус горловины 3 и после взаимодействия с полузаслонками 6 и 13 попадает в диффузор 2. Надежное уплотнение упругим уплотняющим элементом 7 в зазоре между валом 5, на котором закреплена полузаслонка 6, и корпусом горловины 3 и лабиринтные уплотнения в зазорах между торцами полузаслонки 6 и торцами корпуса горловины 3 предотвращают перетекание через эти зазоры периферийных потоков неочищенного газа в центральную зону очищаемого газа в области корпуса горловины 3 и далее в диффузор 2 и в зону очищенного газа. Надежное уплотнение упругим уплотняющим элементом 14 в зазоре между валом 12, на котором закреплена полузаслонка 13, и корпусом горловины 3 и лабиринтные уплотнения в зазорах между торцами полузаслонки 13 и торцами корпуса горловины 3 предотвращают перетекание через эти зазоры периферийных потоков неочищенного газа в центральную зону очищаемого газа в области корпуса горловины 3 и далее в диффузор 2 и в зону очищенного газа. При поворотах полузаслонки 6 с валом 5 и полузаслонки 13 с валом 12 для регулирования площади горловины уплотнение указанных зазоров не нарушается.

Таким образом, очищающие массообменные процессы пыли и жидкости в конфузоре 1, корпусе горловины 3 и диффузоре 2 проходят при движении очищаемого газа без завихрений с оптимальным аэродинамическим профилем при минимальном аэродинамическом сопротивлении газового тракта, что повышает эффективность очистки газов.