Результат интеллектуальной деятельности: АЭРОЦИКЛОН

Изобретение относится к устройствам для непрерывной обработки и разделения по удельным весам веществ, находящихся в промышленных, бытовых и других отходящих газах, и может найти применение в химической, энергетической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при обработке воздушных сред очистных сооружений.

Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным, сливным и песковым патрубками, у которого в конической части, одно над другим, по высоте, установлены эжектирующие сопла по касательной к поверхности конуса и под углом к его образующей (а. с. СССР №1132985, МКИ В04С 5/16, БИ №1, 1985).

Недостатком данного гидроциклона является то, что в нем не предусмотрено никакого воздействия на бактерии, содержащиеся в обрабатываемой среде, и отсутствия возможности устранения запахов.

Известен гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным, сливным и песковым патрубками, по его центральной оси во внутреннем потоке установлена бактерицидная лампа в герметичном защитном чехле, для дезинфицирующего воздействия на обрабатываемою среду (патент РФ №22155917, В04С 11/00, БИ. №31, 10.11.2003).

Недостатком данного гидроциклона является то, что в случае применения данного устройства в целях обработки воздушных сред наблюдается недостаточность бактерицидного эффекта из-за короткого промежутка времени обработки, кроме того, отсутствие возможности устранения запахов.

Техническим результатом является повышение качества, а также интенсификация процесса обработки за счет применения высокопроизводительной непрерывной технологии, позволяющей пропускать поток воздуха в аппарате со скоростью от 1,5 до 3,5 м/с в зависимости от конструктивно-технологических особенностей, при этом диаметры аппарата могут составлять от 200 мм до 3000 мм.

Технический результат достигается тем, что в аэроциклоне для воздушных сред, содержащих мелкую твердую фракцию, включающем цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим, сливным и песковым патрубками, согласно изобретению, по центральной оси корпуса установлен разрядный блок электроозонирующего устройства, при этом площадь поперечного сечения цилиндроконического корпуса аэроциклона и разрядного блока выполнены в соотношении 1/(0,5÷0,7), создающем сопротивление воздушному потоку, позволяющее при соответствующем давлении подачи воздуха обеспечить возможность создания устойчивой турбулентности.

Новизна заявляемого устройства заключается в том, что за счет наличия разрядных блоков озонирующих устройств и конструктивных особенностей обеспечивается скорость воздушного потока от 1,5 до 3,5 м/с, создающая устойчивую турбулентность движения воздуха, что влияет на качество обработки, а также из-за того, что при указанных скоростях течения воздушной среды в аппарате образуется устойчивый турбулентный режим в квадратичной зоне сопротивления и естественно произойдет "сработка" озона даже при повышенной концентрации (до 2 мг/м³) в полном объеме и он будет безопасен на выходе из аппарата для окружающих, а эффект обеззараживания максимальным.

Сопоставительный анализ заявляемого аэроциклона с прототипом показывает, что установка в аэроциклон разрядного блока электроозонирующего устройства будет обеспечивать бактерицидную обработку и дегазацию воздушных сред, в то время как в аэроциклоне осуществляется отделение любых включений, удельный вес которых больше воздуха. При этом использование О₃ для устранения запахов, например:

1. Ацетон

C₃H₆O+8O₃→3CO₂+3H₂O+8O₂

2. Бензол

С₃Н₆+11O₃→6CO₂+3H₂O+11O₃

3. Аммиак

2NH₃+3O₃→N₂+3H₂O+3O₂

даст возможность эффективно устранять дурнопахнующие химические элементы. Кроме того, все эти процессы будут осуществляться непрерывно, а циркулирующий с высокими скоростями воздух будет одновременно обрабатываться озоном и охлаждать разрядные устройства. Использование именно принципа действия аэроциклона позволит повысить удельную нагрузку по озону на единицу объема обрабатываемой воздушной массы из-за того, что в аппарате время пребывания обрабатываемой массы значительно, так как поток движется непрерывно, циркулируя и вначале в одном направлении, а затем в противоположном, то есть турбулентном. За время пребывания в дегазирующем устройстве для обработки воздушных сред, содержащие мелкие твердые фракции, при скорости потока воздуха в пределах от 1,5 до 3,5 м/с, озон будет успевать воздействовать на обрабатываемый воздух в необходимом объеме для получения максимального обеззараживающего эффекта и по возможности снижать концентрацию до 0,1 мг/м³ и будет безопасен на выходе из аппарата. Таким образом, в соответствии с вышеизложенным, предложенный аэроциклон для воздушных сред, содержащих мелкую твердую фракцию, соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежом, на фиг. 1 изображен общий вид аэроциклона для воздушных сред, содержащих мелкие твердые фракций включений менее 0,1 мм, с содержанием дурнопахнущих газов.

Аэроциклон для воздушных сред, содержащих мелкие твердые фракций включений менее 0,1 мм, с содержанием дурнопахнущих газов, включает: корпус цилиндроконический 1, который тангенциально соединен с питающим патрубком 2, на центральной оси аппарата расположены с одной стороны сливной патрубок 3, а с противоположной - песковый патрубок 4. В корпусе на центральной оси установлен разрядный блок озонатора 5 (см. фиг. 1). Площади поперечного сечения цилиндроконического корпуса аэроциклона и разрядного блока выполнены в соотношении 1/(0,5÷0,7), создающем сопротивление воздушному потоку и потери давления на местное сопротивление порядка 20-40 Па, при скорости воздушного потока 1,5-3,5 м/с, позволяющей при соответствующем давлении подачи воздуха обеспечить возможность создания устойчивой турбулентности, т.к. при различных давлениях на входе и сопротивлении воздушному потоку будет изменяться его скорость внутри устройства от 1,5 до 3,5 м/с.

Аэроциклон для воздушных сред, содержащих мелкую твердую фракцию, работает следующим образом: обрабатываемая воздушная среда подается под напором, полученным за счет механического привода (вентилятора), либо за счет вакуума в корпус аэроциклона 1, через тангенциально расположенный питающий патрубок. Вследствие такого подвода воздуха он приобретает в теле аэроциклона 1 турбулентное движение и поступает на разрядный блок озонатора 5, где воздушная среда дегазируется. Центробежные силы, возникающие при этом, выделят из воздуха все включения, удельный вес которых больше веса воздуха, и отожмут эту часть потока к стенке аэроциклона 1 и под действием того же напора эта часть будет выведена наружу, через песковый патрубок 4. Основная же часть потока воздушной среды, уже без мелких твердых фракций включений, поворачивает на 180°, образует внутренний, также вращающийся поток, но направляющийся к сливному патрубку 3. Вследствие того, что в аэроциклоне 1 поток движется, вращаясь вначале во внешнем потоке, а затем, очистившись от различных включений, более осветленный, поворачивает на 180° и опять вращается при скоростях потока от 1,5 до 3,5 м/с, обеспечивая при этом устойчивую турбулентность потока в квадратичной зоне сопротивления, где происходит интенсивное обеззараживание и дегазация воздушной среды, чему способствует активное насыщение воздуха озоном, полученным в результате ионизации кислорода воздуха, прошедшего через разрядный блок электроозонирующего устройства 5, расположенного на центральной оси аэроциклона 1.

Интенсивное вращательное движение воздушного потока с достаточно большой скоростью потока от 1,5 до 3,5 м/с, входящего в разрядное устройство электроозонатора, способствует равномерной обработки воздушной среды и охлаждению разрядного блока электроозонирующего устройства.

Повышение эффективности обеззараживания и дегазации воздушных сред заключается в комплексности их обработки, то есть очистка от различных включений менее 0,1 мм и активное насыщение воздуха озоном, что способствует более качественной обработке воздушных сред, а именно обеззараживания и дегазации.