Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ПЫЛЕУЛАВЛИВАЮЩАЯ ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ

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 пылеулавливающая двухступенчатая по патенту РФ №2310518, кл. В04С 9/00 (прототип), содержащая циклон и тонкий фильтр, связанные между собой воздуховодом таким образом, что выход циклона соединен со входом фильтра, отличающаяся тем, что циклон содержит корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, расположенные в его верхней части периферийный ввод газового потока и осевой выходной патрубок очищенного газа, и соединен с акустической колонкой с расположенным в ее верхней части генератором звуковых колебаний, при этом акустическая колонка в своей нижней части связана с периферийным вводом газового потока циклона, генератор звуковых колебаний связан с блоком управления, тонкий фильтр выполнен в виде рукавного фильтра с системой регенерации, содержащего единый корпус с крышей, в котором размещены блок фильтров с фильтрующими элементами рукавного типа.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая степень надежности и пожаробезопасности.

Технический результат - повышение эффективности пылеулавливания, обеспечение пожаробезопасности и надежности процесса пылеулавливания.

Это достигается тем, что в установке пылеулавливающей двухступенчатой, содержащей циклон и тонкий фильтр, связанные между собой воздуховодом таким образом, что выход циклона соединен со входом фильтра, циклон содержит корпус, состоящий из цилиндрической и конической частей, расположенные в его верхней части периферийный ввод газового потока и осевой выходной патрубок очищенного газа, и соединен с акустической колонкой с расположенным в ее верхней части генератором звуковых колебаний, при этом акустическая колонка в своей нижней части связана с периферийным вводом газового потока циклона, генератор звуковых колебаний связан с блоком управления, тонкий фильтр выполнен в виде рукавного фильтра с системой регенерации, содержащего единый корпус с крышей, в котором размещены блок фильтров с фильтрующими элементами рукавного типа, короб для входа загрязненного воздуха и короб для выхода чистого воздуха, бункерный накопитель с устройством непрерывной выгрузки пыли, содержащий бункер, шлюз, шнековый механизм выгрузки, в корпусе блока фильтров установлен датчик температуры, в бункере для сбора пыли - аварийный датчик уровня пыли, в выходном коробе - тепловой автоматический датчик-извещатель, выходы которых соединены с общим микропроцессором, размещенным в шкафу управления, а в выходном коробе установлен коллектор с форсунками для подключения к системе пожаротушения, блок управления которой соединен с общим микропроцессором, а система регенерации фильтрующих элементов выполнена в виде рамы встряхивания с вибратором и содержит блок управления, который связан электронной связью с общим микропроцессором, бункер для сбора пыли тонкого фильтра выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли, а в блоке фильтров фильтрующие элементы рукавного типа располагаются прямыми рядами или в шахматном порядке, в качестве материала фильтрующих рукавных элементов используются как тканые материалы, так и нетканые, вихревая форсунка системы пожаробезопасности содержит цилиндрический полый корпус с каналом для подвода жидкости, в котором закреплен распылитель, состоящий из трех дросселирующих элементов, при этом распылитель выполнен в виде, оппозитно расположенных вершинами, и осесимметричных полых конических завихрителей: верхнего и нижнего, при этом коническая обечайка нижнего завихрителя фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц, закрепленных одним концом на конической обечайке нижнего завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке канала форсунки, выполненной на его внутренней поверхности, а вершина конической поверхности конической обечайки верхнего завихрителя крепится на круглой перфорированной пластине, установленной в кольцевой канавке канала форсунки, и опирающейся на вершину нижнего завихрителя, закрепленного в канале форсунки посредством спиц, при этом на внешних поверхностях полых конических завихрителей выполнены сквозные винтовые нарезки, а дросселирующий эффект распылителя в целом определяется суммарной пропускной способностью составляющих его элементов, причем для получения мелкодисперсного распыла суммарную пропускную способность верхнего завихрителя и перфорированной пластины выполняют большей, чем у нижнего завихрителя, а к нижней торцевой поверхности цилиндрического полого корпуса закреплен диффузор, с установленной на его срезе круглой перфорированной пластины.

При этом возможен вариант, когда вихревая форсунка системы пожаробезопасности содержит цилиндрический полый корпус с каналом для подвода жидкости, резьбовым участком и пояском со срезами под ключ, а в нижней части цилиндрического полого корпуса с каналом для подвода жидкости, закреплен полый конический завихритель, коническая обечайка которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке, выполненной на внутренней поверхности канала для подвода жидкости, при этом на внешней поверхности полого конического завихрителя выполнена сквозная винтовая нарезка.

На фиг. 1 изображен общий вид установки пылеулавливающей двухступенчатой, на фиг. 2 - схема системы пожаробезопасности, на фиг. 3, 4 - схемы вариантов вихревой форсунки 27 системы пожаробезопасности.

Установка пылеулавливающая двухступенчатая (фиг. 1) состоит из циклона 5 и тонкого 17 фильтров, связанных между собой упругим воздуховодом 7 таким образом, что выход 2 предварительного фильтра соединен со входом 13 тонкого фильтра. Циклон содержит корпус, состоящий из цилиндрической 5 и конической 6 частей, расположенные в его верхней части периферийный ввод 1 газового потока и осевой выходной патрубок 4 очищенного газа, акустическую колонку 8 с расположенным в верхней части генератором звуковых колебаний, акустическая колонка в своей нижней части связана байпасным отводом с периферийным вводом 1 газового потока, причем генератор звуковых колебании 8 связан связью 11 с блоком управления 12, а вход загрязненного воздуха осуществляется через патрубок 10.

Оптимальными параметрами для звуковой обработки являются: уровень звукового давления в диапазоне 130…145 дБ, частота звуковых колебаний в диапазоне 900…2000 Гц, время озвучивания в диапазоне 1,5…2,5 с, концентрация пыли в воздушном потоке - не менее 2 г/м³, а для вибрационной обработки: уровень вибрации в диапазоне 70…85 дБ, частота колебаний в диапазоне 31,5…125 Гц, время воздействия 5 сек с интервалом 30 сек, концентрация пыли в воздушном потоке - не менее 0,5 г/м³.

Тонкий фильтр выполнен как фильтр рукавный с системой регенерации и содержит единый корпус с крышей 17, в котором размещены блок фильтров 14 с фильтрующими элементами 15 рукавного типа, короб 13 для входа загрязненного воздуха в установку и короб 16 для выхода чистого воздуха из установки, бункерный накопитель 20 с устройством непрерывной выгрузки отходов, содержащий бункер, шлюз, шнековый механизм выгрузки, систему регенерации фильтрующих элементов 18 рукавного типа, выполненную в виде рамы встряхивания с вибратором, а также лестницу 19 и площадку для обслуживания фильтра. Устройство выгрузки может быть двух типов: выгрузка на базе шнекового транспортера и выгрузка на основе цепного транспортера. Установка комплектуется шкафом управления и выносным пультом управления системой выгрузки и системой подачи воды при возгорании и дублирующей системой порошкового пожаротушения (на чертеже не показаны).

В корпусе блока фильтров установлен датчик 21 температуры, в бункере для сбора пыли - аварийный датчик уровня пыли 22, в выходном коробе - тепловой автоматический датчик-извещатель 23, выходы которых соединены с общим микропроцессором 24, размещенным в шкафу управления 25 (фиг. 2), а в выходном коробе установлен коллектор 26 с форсунками 27 для подключения к системе пожаротушения, блок управления 28 которой соединен с общим микропроцессором 24, а система регенерации 29 рукавных фильтров содержит блок управления 30, который связан электронной связью с общим микропроцессором 24.

Корпусные детали и детали ограждения выполнены из конструкционных композиционных или полимерных материалов, например полиэтилена, капрона, полиуретана с помощью литья, штамповки, сварки, формования, причем на поверхности деталей ограждения нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например типа мастики «ВД-17» или «Герлен-Д», а соотношение между толщиной материала и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5…4), причем поверх вибродемпфирующего слоя закрепляется слой звукопоглощающего материала, например типа «винипор», «акмигран» с защитной акустически прозрачной пленкой типа «повиден».

Бункер для сбора пыли выполнен конической или пирамидальной формы с углом наклона стенок, превышающим угол естественного откоса улавливаемой пыли, а в блоке фильтров фильтрующие элементы рукавного типа располагаются прямыми рядами или в шахматном порядке, причем отношение длины рукава L к его диаметру D находится в оптимальном интервале величин: L/D=15…40, который обусловлен оптимальными условиями регенерации фильтрующих элементов рукавного типа.

В качестве материала фильтрующих рукавных элементов используются как тканые материалы со способами переплетения: полотняные, саржевые, сатиновые; с видами волокон в нити: штапельные, филаментные, текстурированные; с обработкой поверхности: гладкие и ворсованные, так и нетканые со способами закрепления волокон: иглопробивные, холстопрошивные и клееные, полученные вышеперечисленными способами из естественных волокон животного и растительного происхождения, искусственных органических волокон (лавсан, нитрон, капрон, хлорин, оксалон, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт, тефлон и др.), искусственных неорганических волокон (например, стеклянное волокно).

Вихревая форсунка системы пожаробезопасности (фиг. 3) выполнена со встречно направленными коническими завихрителями и содержит цилиндрический полый корпус 34 с каналом 32 для подвода жидкости, резьбовым участком 31 и пояском 33 со срезами под ключ.

В канале 32 для подвода жидкости закреплен распылитель, состоящий из трех дросселирующих элементов, и выполненный в виде, оппозитно расположенных вершинами, и осесимметричных полых конических завихрителей: верхнего 36 и нижнего 37. Коническая обечайка нижнего 37 завихрителя фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц 38, закрепленных одним концом на конической обечайке нижнего завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке канала 32 форсунки (на чертеже не показана), выполненной на его внутренней поверхности.

Вершина конической поверхности конической обечайки верхнего 36 завихрителя крепится на круглой перфорированной пластине 35, установленной в кольцевой канавке канала 22 форсунки, и опирающейся на вершину нижнего 37 завихрителя, закрепленного в канале 32 форсунки посредством спиц 38.

На внешних поверхностях полых конических завихрителей 36 и 37 выполнены сквозные винтовые нарезки. При этом дросселирующий эффект распылителя в целом определяется суммарной пропускной способностью составляющих его элементов. Для получения мелкодисперсного распыла суммарную пропускную способность верхнего 36 завихрителя и перфорированной пластины 35 выполняют большей, чем у нижнего 37 завихрителя.

Работа форсунки со встречно направленными коническими завихрителями осуществляется следующим образом.

Жидкость под давлением подается в полость канала 32 для подвода жидкости корпуса 34 форсунки, а затем поступает в распылитель, и выходит наружу, образуя мелкодисперсный поток жидкости.

Использование форсунки описанной конструкции позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении подачи воды не более 1 МПа.

Возможен вариант, когда к нижней торцевой поверхности цилиндрического полого корпуса 34 закреплен диффузор 39, с установленной на его срезе круглой перфорированной пластины 40. Возможен вариант, когда на внешних поверхностях полых конических завихрителей 36 и 37 выполнена перфорация.

Установка пылеулавливающая двухступенчатая работает следующим образом.

Запыленный газовый поток подается через патрубок 10 в акустическую колонку 8, параметры звуковых колебаний которой настраиваются от блока управления 12. В звуковой колонке 8 происходит отделение от воздуха пылевых частиц, так как под действием звукового поля и связанных с ним колебательных процессов, происходящих в воздушной среде, пылевые частицы коагулируются, а крупные частицы оседают вниз колонны, откуда воздушный поток поступает на вторичную очистку в циклоне через воздуховод 9 на ввод 1. Здесь он закручивается за счет тангенциального периферийного ввода и винтообразной крышки 3. Затем направляется 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 6 корпуса для сбора уловленной пыли. Предварительно очищенный воздух выводится из циклона через выходной патрубок 4. При этом легкие, мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в конической части корпуса, задерживаются на тонком фильтре 17, связанном с ним воздуховодами 2 и 7.

После предварительной очистки в циклоне 5 газ поступает в короб 13 для входа загрязненного воздуха в тонкий фильтр 17, затем в блок фильтров 14 с фильтрующими элементами 15 рукавного типа. Пыль осаждается на внутренней поверхности рукавов и периодически сбрасывается с них системой регенерации 18 фильтрующих элементов, выполненной в виде рамы встряхивания с вибратором. Пыль ссыпается в бункер 20, откуда через шлюз посредством шнекового механизма выгрузки удаляется из фильтра. Для обслуживания фильтра предусмотрены лестница 19 и площадка. Устройство выгрузки может быть двух типов: выгрузка на базе шнекового транспортера и выгрузка на основе цепного транспортера. Установка комплектуется шкафом управления с микропроцессором, управляемым системами регенерации, выгрузки и пожаротушения.

Сигналы от датчика 21 температуры, аварийного датчика уровня пыли 22, теплового автоматического датчика-извещателя 23 поступают на вход общего микропроцессора 24, размещенного в шкафу управления 25 (фиг. 2); при этом блок управления 28 системой пожаротушения и блок управления 30 системой регенерации рукавных фильтров также связаны электронной связью с общим микропроцессором 24. При отклонениях контролируемых параметров технологического процесса, зарегистрированных соответствующими датчиками, общий микропроцессор 24 вырабатывает управляющие сигналы для блока управления системой пожаротушения и блока управления системой регенерации рукавных фильтров.

Удельная газовая нагрузка на фильтр выбирается с учетом физико-химических свойств пылегазового потока для каждого конкретного технологического процесса.

В аппарате происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующие элементы одновременно являются аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа. Пылеулавливающие аппараты данного типа предназначены для центральных систем аспирации.

Гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет 15…25% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а материал фильтрующего элемента обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.

Возможен вариант выполнения вихревой форсунки системы пожаробезопасности (фиг. 4). Форсунка содержит цилиндрический полый корпус 44 с каналом 42 для подвода жидкости, резьбовым участком 41 и пояском 43 со срезами под ключ.

В нижней части канала 42 для подвода жидкости закреплен полый конический завихритель 45, коническая обечайка 47 которого фиксируется посредством, по крайней мере, трех спиц 46, закрепленных одним концом на конической обечайке завихрителя, в ее верхней части, а другим концом - в кольцевой канавке канала 42 (на чертеже не показано), выполненной на его внутренней поверхности. На внешней поверхности полого конического завихрителя 45 выполнена сквозная винтовая нарезка.

Работа форсунки осуществляется следующим образом.

Жидкость под давлением подается в полость канала 42 для подвода жидкости корпуса 44 форсунки, а затем в нижнюю часть канала 42, и через конический завихритель 45, выходит наружу, образуя мелкодисперсный поток жидкости.

Использование форсунки описанной конструкции позволяет получить равномерный по объему поток капель мелкодисперсного распыла в диапазоне диаметров капель от 30 до 150 мкм при давлении подачи воды не более 1 МПа.