Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КЛИНОВИДНЫЙ ГАЗОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ КОНЦЕНТРАТОР МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ
КЛИНОВИДНЫЙ ГАЗОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ КОНЦЕНТРАТОР МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ

КЛИНОВИДНЫЙ ГАЗОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ КОНЦЕНТРАТОР МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к устройствам фильтрации загрязнений газовых потоков и жидкостей. Концентратор выполнен в виде параллельной последовательности однотипных удлиненных обтекателей, крепящихся по концам на двух боковых клиновидных основаниях с периодической системой профилированных выступов так, что между касательными плоскостями к обтекателям образуется клиновидная полость с входным и выходным прямоугольными сечениями с закругленными углами, а профилированная поверхность сплошного или тонкостенного сечений обтекателей, обеспечивающих направленность движения мелкодисперсных включений во внутреннюю часть клиновидной полости, образована элементами линий степенной зависимости, вида y = axk , где x - направление вдоль профиля обтекателей; а - постоянный коэффициент при a > 0, k ≥ 1. 6 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2100051
Класс(ы) патента: B01D45/00
Номер заявки: 93008139/25
Дата подачи заявки: 03.03.1993
Дата публикации: 27.12.1997
Заявитель(и): Научно-технический центр "Природа"
Автор(ы): Иноземцев А.Г.
Патентообладатель(и): Научно-технический центр "Природа"
Описание изобретения: Изобретение относится к устройствам фильтрации загрязнений газовых потоков и жидкостей.
Известно устройство щелевого типа, выполненное в виде конически сходящихся пластин [1]
Недостатком известного устройства является то, что не обеспечивается качество пылеотделения от газового потока из-за отсутствия оптимальных условий аэродинамического обтекания пластин.
Цель данного изобретения устранение указанных недостатков путем выполнения газо-гидродинамического концентратора мелкодисперсных включений в виде параллельной последовательности удлиненных обтекателей, крепящихся по концам на двух боковых клиновидных основаниях, с периодической системой профилированных выступов, так что между касательными плоскостями к обтекателям образуется клиновидная полость с входным и выходным прямоугольными сечениями с закругленными углами, а профилированная поверхность сплошного или тонкостенного сечения обтекателей образована элементами линий степенной зависимости вида
y axk,
где x направление вдоль профиля обтекателей;
a постоянный коэффициент, при a > 0, k ≥ 1.
На фиг. 1 дана схема устройства; на фиг. 2 вид сбоку фиг. 1; на фиг. 3 вид сверху; на фиг. 4 разрез A A фиг. 1; фиг. 5 разрез B B фиг. 4; фиг. 6 клиновидная полость.
Устройство включает удлиненные обтекатели 1, клиновидные основания 2, клиновидную лопасть 3, прямоугольный заборник 4, коробчатый кожух 5, профилированные сечения 6.
Удлиненные обтекатели 1 по концам (фиг. 4) с двух сторон устанавливаются в пазах двух боковых клиновидных оснований 2 с шагом 5.
Для обеспечения ламинарности течений потока внутри лопасти 3 клиновидные основания 2 по краям имеют закругленный профиль, сглаживающий острые углы прямоугольного заборника 4, а также на сторонах, обращенных внутрь клиновидной лопасти, периодическую систему аэро-гидродинамически профилированных выступов.
Вся конструкция, образованная периодической системой удлиненных обтекателей и основаниями 2, помещается в общий коробчатый кожух 5, который фиксируется относительно элементов 2.
Образование относительно больших щелевых зазоров между обтекателями обеспечивает с малым сопротивлением истечение через них очищенного газа или жидкости.
Профиль 6 сплошного или тонкостенного сечения обтекателей 1 формирует ламинарный поток и его направленность, обеспечивающую траекторию движения частиц инородных включений, направленную внутрь клиновидной полости.
Рассматриваемая конструкция концентратора, в частности пылевых загрязнений воздуха, оказывается близкой к оптимизированному осесимметричному коническому варианту с профилированными кольцами только по эффективности действия.
Клиновидные основания, на которых крепится система удлиненных обтекателей, имеют поверхности также с внутренними обтекаемыми профилями, по виду аналогичным профилю основного конического канала, образованного основной параллельной последовательностью неперекрывающихся однотипных обтекателей. Главным свойством такой последовательности является строгая периодичность профилей обтекателей (выступов) в виде криволинейных линий, формирующих в пределах одного шага плавно сужающиеся каналы со ступенчатым расширением на выходе. Механика пылеотделения подобным концентратором такова, что дисперсные частицы последовательно из одной зоны отдельного обтекателя переводятся в следующую и т.д. То есть процесс воздействия на пылевые частицы квантовано повторяется от одной пары профилей к другой. Для обеспечения подобного процесса требуется периодичность профилирования системы обтекателей, в том числе и на боковых основаниях.
Плавность нарастания криволинейных профилей по направлению к оси симметрии всего канала имеет, в частности, параболический вид или вид, представленный аппроксимацией составных частей окружности и т.п. В общем случае профиль с монотонным изменением криволинейной поверхности можно представить степенной зависимостью типа y axk, где x направление вдоль профиля, a постоянный коэффициент, при a > 0, k ≥ 1.
Для обеспечения условий качества пылеотделения в пределах остатка до 1% достаточно установить следующие требования:
H/l < 0,1; H/h > 100; L/H > 10, (1)
где H и h соответственно высота входного и выходного сечений клиновидной полости;
l ширина клиновидного концентратора;
L длина клиновидного концентратора.
При соблюдении соотношений (1) степень концентрации n как отношение входного потока к пылесодержащему выходному оценивается величиной
n ≈ H/h > 100. (2)
Общий расход Qk, сравниваемый с коническим концентратором при входном диаметре D H, будет равен
Qk 4/3 Qкон·i, (3)
где i число оптимизированных конических устройств, размещаемых во входном прямоугольном сечении клиновидного концентратора.
Отличия углов схождения поверхностей внутренних полостей для сравниваемых вариантов составляют

при D H, r 0,1D, n 100;

при H/h 100.
При достаточно большой длине L, когда можно считать tg α ≈ α значения углов схождения образующих обтекателей в клинообразном варианте увеличиваются всего на 10% по отношению к таким же параметрам концентратора конического типа. Последнее не порождает проблем в коррекции профилирования обтекателей для обеспечения того же качества фильтрации загрязнений.
Принимая во внимание возможность выноса частиц в очищенный поток в зоне толщины d пограничного слоя у боковых частей концентратора, нетрудно оценить степень ухудшения его работы в виде

Таким образом, конструкция клиновидного газо-гидродинамического концентратора мелкодисперсных включений, отличаясь по эффективности действия в пределах 1% от предполагаемого оптимального варианта, позволяет исключить десятки разнотипных кольцевых обтекателей и заменить их одним прямолинейным вариантом, что приводит к существенному упрощению технологии изготовления изделий. Предлагаемый вариант устройства также позволяет оптимизировать и упростить компоновку концентраторов пыли в блоки прямоугольной формы с увеличением их пропускной способности.
Формула изобретения: Клиновидный газогидродинамический концентратор мелкодисперсных включений, содержащий профилированные обтекатели, отличающийся тем, что он выполнен в виде параллельно расположенных неперекрывающих друг друга удлиненных обтекателей, крепящихся по концам на двух боковых клиновидных основаниях, выполненных с профилированными выступами, образующими с обтекателями клиновидную полость с входным и выходным прямоугольными сечениями с закругленными углами, а профилированная поверхность сплошного или тонкостенного сечения обтекателей образована элементами линий степеней зависимости вида
y axk,
где х направление вдоль профиля обтекателей;
а постоянный коэффициент,
при а > 0, k ≥ 1.