RU2325215C1

RU2325215C1 - Centrifugal acoustic dust collector

Info

Publication number: RU2325215C1
Application number: RU2006136198/15A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова; Сергей Савельевич Кочетов (RU); Сергей Савельевич Кочетов; Сергей Сергеевич Кочетов (RU); Сергей Сергеевич Кочетов
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2006-10-13
Publication date: 2008-05-27

Abstract

FIELD: ventilation, wet dust collection technology.

SUBSTANCE: centrifugal dust collector consists of case, mud collector, connection pipes for inlet of the dust filled gas, connection pipes for outlet of cleaned gas and a spray-type device. The spray-type device consists of connection pipes for transport of liquid and compressed air, as well as two acoustic atomisers mounted on a vertical bar. Each of the atomisers has a case. Inside the case there is a generator of acoustic oscillations in the form of a nozzle and a resonator, made in the form of concentric circular apertures, located in a plane, perpendicular to the axis of the case. The resonator is equipped with a spherical cavity, located in the wall of the ring and linked to a calibrated aperture with a ring-shaped aperture, formed by the butt end surfaces of the case and the ring from the side of the conical surface. The ring is put with provision for fixed displacement along the axis of the case through a threaded connection.

EFFECT: increased effectiveness and reliability of the process of dust collection through increasing the degree of dispersion of the liquid using acoustic atomisers.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике мокрого пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов.The invention relates to techniques for wet dust collection and can be used in chemical, textile, food, light and other industries for the purification of dusty gases.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является газопромыватель, известный из книги А.А.Русанова. Справочник по пыле- и золоулавливанию. М.: Энергоатомиздат, - 1983 г., стр.112, рис.4.36 (прототип), содержащий корпус, шламосборник, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, оросительное устройство.The closest technical solution to the claimed object is a gas scrubber, known from the book of A.A. Rusanov. A guide to dust and ash collection. M .: Energoatomizdat, - 1983, p. 112, Fig. 4.36 (prototype), comprising a housing, a sludge collector, a pipe for introducing dusty gas, a pipe for exiting purified gas, an irrigation device.

Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет недостаточно развитой поверхности распыления жидкости.The disadvantage of the prototype is the relatively low efficiency of the dust collection process due to the underdeveloped spray surface of the liquid.

Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания путем увеличения степени распыла жидкости акустическими форсунками.EFFECT: increased efficiency and reliability of the dust collection process by increasing the degree of liquid atomization by acoustic nozzles.

Это достигается тем, что в центробежном пылеуловителе, содержащим корпус, шламосборник, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, оросительное устройство, причем отношение диаметра аппарата D к межосевому расстоянию Н₂ между входным и выходным патрубками находится в оптимальном интервале величин: D/Н₂=0,18...0,19, а отношение диаметра аппарата D к высоте аппарата H₁ находится в оптимальном интервале величин: D/H₁-0,13...0,14, оросительное устройство содержит трубопроводы для подачи жидкости и сжатого воздуха, а также закрепленные на размещенном в центре корпуса вертикальном стержне с системой подвода жидкости и сжатого воздуха две акустические форсунки, расположенные оппозитно по отношению друг к другу, причем каждая из форсунок содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора, и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя, причем резонатор дополнительно снабжен, по крайней мере одной, сферической полостью, расположенной в стенке кольца, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, а кольцо расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения.This is achieved by the fact that in a centrifugal dust collector containing a housing, a sludge collector, a nozzle for introducing dusty gas, a nozzle for the outlet of the purified gas, an irrigation device, the ratio of the diameter of the apparatus D to the center distance H ₂ between the inlet and outlet nozzles is in the optimal range of values: D / H ₂ = 0.18 ... 0.19, and the ratio of the diameter of the apparatus D to the height of the apparatus H ₁ is in the optimal range of values: D / H ₁ -0.13 ... 0.14, the irrigation device contains pipelines for supplying liquid and compressed air, as well as two acoustic nozzles mounted oppositely to each other mounted on a vertical rod located in the center of the housing with a fluid and compressed air supply system, each of the nozzles containing a housing with an acoustic oscillation generator located in the form of a nozzle and resonator made in the form of concentric annular slots located in a plane perpendicular to the axis of the casing, a ring with a conical surface connected to the casing and used to form the resulting spray my liquid, and the atomizer, which serves to form a liquid film that blocks the exit from the generator, and is fixed in the housing by means of a hollow rod with a screw swirl at the end and a shoulder to accommodate an annular area onto which the liquid flows from the atomizer, and the resonator is additionally equipped with at least at least one, a spherical cavity located in the wall of the ring, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole with an annular gap formed by the end planes of the housing and the ring with Oron conical surface, and the ring is arranged to be movable along the fixed axis of the housing by a threaded connection.

На фиг.1 изображен общий вид центробежного пылеуловителя, на фиг.2 - акустическая форсунка.Figure 1 shows a General view of a centrifugal dust collector, figure 2 - acoustic nozzle.

Центробежный пылеуловитель содержит корпус 1, шламосборник 4, патрубок 3 для ввода запыленного газа, патрубок 2 для выхода очищенного газа с улиточным раскручивателем, оросительное устройство 5, содержащее трубопроводы для подачи жидкости 6 и сжатого воздуха 7, а также закрепленные на размещенным в центре корпуса вертикальном стержне 8 с системой подвода жидкости и сжатого воздуха две акустические форсунки 9, расположенные оппозитно по отношению друг к другу на стержне 8. Отношение диаметра аппарата D к межосевому расстоянию Н₂ между входным и выходным патрубками находится в оптимальном интервале величин: D/Н₂=0,18...0,19.The centrifugal dust collector comprises a housing 1, a sludge collector 4, a nozzle 3 for introducing dusty gas, a nozzle 2 for exiting purified gas with a snag straightener, an irrigation device 5 containing pipelines for supplying liquid 6 and compressed air 7, and also mounted on a vertical housing located in the center of the housing the rod 8 with a fluid and compressed air supply system two acoustic nozzles 9 located opposite to each other on the rod 8. The ratio of the diameter of the apparatus D to the center distance H ₂ between the input and the outlet pipes are in the optimal range of values: D / H ₂ = 0.18 ... 0.19.

Отношение диаметра аппарата D к высоте аппарата H₁ находится в оптимальном интервале величин: D/H₁=0,13...0,14.The ratio of the diameter of the apparatus D to the height of the apparatus H ₁ is in the optimal range of values: D / H ₁ = 0.13 ... 0.14.

Акустическая оросительная форсунка (фиг.2) для распыливания жидкостей содержит корпус 10 с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла 11 и резонатора 17. На корпусе 10 расположено кольцо 13 с конической поверхностью 14, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распиливаемой жидкости, поступающей через канал полого стержня 15. Распыливающий агент, например воздух или любой другой газ, поступает в газовый канал 16, а из него через сопло 11, выполненное в виде кольцевой щели, концентрично расположенной кольцевому резонатору 17, в кольцо 13 навстречу шнековому завихрителю 18, служащему для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из звукового генератора, образованного резонатором. Жидкость подается из полого стержня 15 со шнековым завихрителем 18 на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки 19, на которую она и вытекает. Резонатор дополнительно снабжен, по крайней мере, одной сферической полостью 12, расположенной в стенке кольца 13, причем сферическая полость 12 соединена калиброванным отверстием 20 с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса 10 и кольца 13 со стороны конической поверхности 14, а кольцо 13 расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса 10 посредством его резьбового соединения 21.The acoustic irrigation nozzle (figure 2) for spraying liquids comprises a housing 10 with an acoustic oscillation generator located inside the nozzle 11 and a resonator 17. A ring 13 with a conical surface 14 is located on the housing 10 and is connected to the housing and serves to form the resulting torch of the liquid being cut flowing through the channel of the hollow rod 15. A spraying agent, such as air or any other gas, enters the gas channel 16, and from it through the nozzle 11, made in the form of an annular gap, concentric ring resonator 17, into the ring 13 towards the screw swirl 18, which serves to form a liquid film that blocks the output from the sound generator formed by the resonator. The fluid is supplied from the hollow rod 15 with a screw swirl 18 at the end and a shoulder to accommodate the annular platform 19, to which it flows. The resonator is additionally provided with at least one spherical cavity 12 located in the wall of the ring 13, and the spherical cavity 12 is connected by a calibrated hole 20 with an annular gap formed by the end planes of the housing 10 and the ring 13 from the side of the conical surface 14, and the ring 13 is located with the possibility of a fixed movement along the axis of the housing 10 by means of its threaded connection 21.

Резонатор может быть выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, посредством установки между корпусом 10 и кольцом 13 калиброванных прокладок 22, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.The resonator can be configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap formed by the end planes of the housing and the ring from the side of the conical surface by installing calibrated spacers 22 between the housing 10 and ring 13, the thickness of which corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.

Центробежный пылеуловитель работает следующим образом.Centrifugal dust collector operates as follows.

Запыленный газовый поток поступает в корпус 1 через патрубок 3 запыленного газового потока и встречает на своем пути водяную тонкодисперсную завесу, создаваемую акустическими форсунками 9 оросительного устройства 5. В результате этого поверхность контакта газовой фазы с жидкостью увеличивается и производительность аппарата возрастает. Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом.The dusty gas stream enters the housing 1 through the nozzle 3 of the dusty gas stream and encounters a water fine curtain created by the acoustic nozzles 9 of the irrigation device 5. As a result, the contact surface of the gas phase with the liquid increases and the productivity of the apparatus increases. The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows.

Распыливающий агент, например воздух, подается по газовому каналу 16, где встречает на своем пути резонатор 17, дополнительно снабженный сферической полостью 12, соединенной с соплом 11 посредством калиброванного отверстия 20. В результате прохождения резонатора распыливающим агентом (например воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в канал 15. Из шнекового завихрителя 18 жидкость вытекает в виде пленки на площадку 19, а затем дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности 14 кольца 13.A spray agent, for example air, is supplied through a gas channel 16, where it meets a resonator 17, additionally provided with a spherical cavity 12 connected to the nozzle 11 via a calibrated hole 20. As a result of the passage of the resonator with a spray agent (e.g. air), pressure pulsations occur in the latter creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. The acoustic vibrations of the spraying agent contribute to finer atomization of the solution supplied to the channel 15. From the screw swirler 18, the liquid flows in the form of a film to the platform 19, and then crushes under the influence of acoustic vibrations of air into small droplets, resulting in the formation of a spray torch with air, whose root angle is determined by the angle of inclination of the conical surface 14 of the ring 13.

Предлагаемый аппарат может быть применен для очистки от тонкой фракции пыли и увлажнения воздуха в вентиляционных установках и установках кондиционирования воздуха, а также при улавливании туманов, хорошо растворимой пыли, а также при совместном протекании процессов пылеулавливания, охлаждения газов и их абсорбции. Эффективность аппарата увеличивается за счет большей поверхности газожидкостной взвеси, путем применения акустических форсунок, и составляет в вышеуказанных процессах и при улавливании пылевых частиц размером больше 5 мкм порядка 95%...97%.The proposed apparatus can be used to clean fine dust and humidify air in ventilation units and air conditioning units, as well as in trapping mists, readily soluble dust, as well as in joint processes of dust collection, gas cooling and absorption. The efficiency of the apparatus increases due to the larger surface of gas-liquid suspension, by using acoustic nozzles, and in the above processes and when collecting dust particles larger than 5 microns in size is about 95% ... 97%.

Claims

1. Центробежный акустический пылеуловитель, содержащий корпус, шламосборник, патрубок для ввода запыленного газа, патрубок для выхода очищенного газа, оросительное устройство, причем отношение диаметра аппарата D к межосевому расстоянию Н₂ между входным и выходным патрубками находится в оптимальном интервале величин D/H₂=0,18...0,19, а отношение диаметра аппарата D к высоте аппарата H₁ находится в оптимальном интервале величин D/H₁=0,13...0,14, отличающийся тем, что оросительное устройство содержит трубопроводы для подачи жидкости и сжатого воздуха, а также закрепленные на размещенном в центре корпуса вертикальном стержне с системой подвода жидкости и сжатого воздуха две акустические форсунки, расположенные оппозитно по отношению друг к другу, причем каждая из форсунок содержит корпус с размещенным внутри генератором акустических колебаний в виде сопла и резонатора, выполненных в виде концентрических кольцевых щелей, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, кольцо с конической поверхностью, связанное с корпусом и служащее для формирования образующегося факела распыливаемой жидкости, и распылитель, служащий для образования жидкостной пленки, перекрывающей выход из генератора, и закрепленный в корпусе посредством полого стержня со шнековым завихрителем на конце и буртиком для размещения кольцевой площадки, на которую вытекает жидкость из распылителя, причем резонатор дополнительно снабжен, по крайней мере, одной сферической полостью, расположенной в стенке кольца, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с кольцевой щелью, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, а кольцо расположено с возможностью фиксированного перемещения вдоль оси корпуса посредством резьбового соединения.1. A centrifugal acoustic dust collector comprising a housing, a dust collector, a nozzle for introducing dusty gas, a nozzle for exiting purified gas, an irrigation device, the ratio of the diameter of the apparatus D to the center distance H ₂ between the inlet and outlet nozzles being in the optimal range of D / H ₂ values = 0.18 ... 0.19, and the ratio of the diameter of the apparatus D to the height of the apparatus H ₁ is in the optimal range of values D / H ₁ = 0.13 ... 0.14, characterized in that the irrigation device contains pipelines for fluid and compressed air supply as well as two acoustic nozzles mounted oppositely to each other and mounted on a vertical rod located in the center of the housing with a fluid and compressed air supply system, each nozzle comprising a housing with an acoustic oscillator located inside the nozzle and resonator, made in in the form of concentric annular slots located in a plane perpendicular to the axis of the body, a ring with a conical surface connected to the body and used to form the resulting torch p aspirated liquid, and a sprayer, which serves to form a liquid film that blocks the exit from the generator, and is fixed in the housing by means of a hollow rod with a screw swirl at the end and a shoulder to accommodate an annular platform onto which liquid flows from the sprayer, the resonator being additionally provided with at least at least one spherical cavity located in the wall of the ring, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole to the annular gap formed by the end planes of the housing and face from the side of the conical surface, and the ring is located with the possibility of fixed movement along the axis of the housing through a threaded connection.

2. Центробежный акустический пылеуловитель по п.1, отличающийся тем, что резонатор форсунки выполнен с возможностью регулирования генерируемой частоты акустических колебаний за счет регулирования ширины кольцевой щели, образованной торцевыми плоскостями корпуса и кольца со стороны конической поверхности, посредством установки между корпусом и кольцом калиброванных прокладок, толщина которых соответствует заданной частоте акустических колебаний.2. The centrifugal acoustic dust collector according to claim 1, characterized in that the nozzle resonator is configured to control the generated frequency of acoustic vibrations by adjusting the width of the annular gap formed by the end planes of the housing and the ring from the side of the conical surface by installing calibrated gaskets between the housing and the ring , the thickness of which corresponds to a given frequency of acoustic vibrations.