УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСОСА И ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСОСА И ОЧИСТКИ ВОЗДУХА 


RU (11) 2138321 (13) C1

(51) 6 B01D47/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 98116269/12 
(22) Дата подачи заявки: 1998.08.25 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.08.25 
(45) Опубликовано: 1999.09.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1740692 А, 15.06.92. RU 2100052 C1, 27.12.97. RU 2100054 C1, 27.12.97. RU 2075333 C1, 20.03.97. RU 95120872 А1, 27.10.97. SU 1533741 А1, 07.01.90. US 4308222А, 29.12.81. US 4410339 А, 18.10.83. US 4810268 А, 07.03.89. US 5378265 А, 03.01.95. SU 1507427 А1, 15.09.89. 
(71) Заявитель(и): Научно-производственное предприятие "Стройинвест" 
(72) Автор(ы): Меньщиков В.М.; Булгаков С.П. 
(73) Патентообладатель(и): Меньщиков Владимир Михайлович 
Адрес для переписки: 620027, Екатеринбург, ул.Челюскинцев 62-33, НПП "Стройинвест", Меньщикову В.М. 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСОСА И ОЧИСТКИ ВОЗДУХА 

Изобретение относится к области очистки воздушных и воздушно-газовых сред от пыли или иных примесей и может быть использовано для отсоса и очистки воздуха от пыли и газов в помещениях производственного и общественного назначения, гаражного хозяйства и т.п. Устройство содержит входной раструб с форсунками, цилиндрический корпус и размещенные внутри него шнековые сердечники и найденные параметры взаимосвязей конструктивных элементов обеспечивают преимущественные технико-экономические показатели эксплуатации устройства по сравнению с известными решениями. Предлагаемое устройство недорогое в изготовлении и эксплуатации, имеет низкую энергоемкость и металлоемкость, окупается в течение 3-12 месяцев работы. Очистка воздуха осуществляется непосредственно в помещении без дополнительных камер и воздуховодов. Устройства могут быть объединены в систему с общим узлом водоподготовки и монтирования в любом месте, в том числе в межферменном пространстве производственного помещения. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области очистки воздушных и воздушно-газовых сред от пыли или иных примесей и может быть использовано для отсоса и очистки воздуха от пыли и газов в помещениях производственного и общественного назначения, гаражного хозяйства и т. п.

Известны устройства, предназначенные для очистки воздушной и газовой сред от пыли путем аэродинамической очистки (RU 2100052), с помощью принудительной фильтрации (RU 2100054), мокрой очистки (RU 2075333).

Основной недостаток существующих устройств - неполная степень очистки воздушно-газовых сред при высоких энергетических затратах, при сложных конструктивных и эксплуатационных решениях.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, конструктивным исполнением для достижения поставленной задачи, является устройство для отсоса и обеспыливания воздуха, включающее корпус со шламоотводом, размещенные в корпусе форсунки, камеру для улавливания пыли и шлама, побудитель тяги (SU 1740692).

Известное устройство несложно в исполнении, надежно в эксплуатации, но имеет существенный недостаток - невысокую степень очистки воздуха от пыли и низкую производительность. Кроме того, при эксплуатации установки в загазованной воздушной атмосфере очистка воздуха от газа практически не осуществляется, а очищенный воздух на выходе из устройства насыщен влагой в виде аэрозоли.

Задачей предполагаемого изобретения является создание простой надежной высокопроизводительной многофункциональной установки с высокой степенью одновременной очистки воздуха от пыли, газовых примесей и аэрозолей.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для отсоса и очистки воздуха, содержащем цилиндрический корпус, шламоотвод, форсунки, побудитель тяги выполнен в виде раструба, по оси которого размещены форсунки. Раструб установлен на входе цилиндрического корпуса под углом их осей равном 90-170oC, а отношение большого диаметра раструба к входному диаметру цилиндрического корпуса и отношение длины раструба по оси к его большему диаметру равны соответственно 1,3-1,7 и 1-3.

Внутри цилиндрического корпуса от плоскости его сопряжения с раструбом соосно с ним установлены на раcстоянии друг от друга кратном длине одного по крайней мере два неподвижных шнековых сердечника, при отношении их диаметра к внутреннему диаметру цилиндрического корпуса равном 0,4-0,6.

В заявленном устройстве шлам удаляется самотеком через цилиндрический корпус, раструб-навстречу движению очищаемого воздуха, за счет наклона установки при ее монтаже, и через выходной патрубок направляется в сливную магистраль.

Конструктивное исполнение, последовательность расположения элементов устройства и взаимоотношения размера элементов конструкции определены экспериментально. Заявленные параметры позволяют на несложном простом в эксплуатации устройстве реализовать несколько принципов или этапов очистки воздуха, а именно, абсорбционный захват взвешенных частиц, инерционное осаждение, эффект зацепления или касания, диффузия в турбулентном потоке, осаждение под действием центробежной силы. Для сравнения - в известном устройстве реализуются два этапа очистки воздуха, путем абсорбционного захвата и эффекта зацепления частиц пыли.

Сопоставительный анализ заявленного и известного устройства указывает на то, что предполагаемый объект изобретения характеризуется наличием новых конструктивных элементов (раструб, шнековые сердечники), взаимосвязанным расположением и функциональной связью элементов конструкции, позволяющих решить поставленную задачу. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию изобретения по "новизне".

Из анализа научно-технической и патентной информации по проверке изобретательского уровня заявленного устройства выявлено устройство для очистки газов от примесей (RU 95120872), имеющее признак, схожий с отличительным признаком заявляемого изобретения, а именно, использование в обоих случаях завихрителей шнекового типа.

В известном устройстве шнековый завихритель выполнен с полыми лопастями и центральным внутренним каналом, куда нагнетается очищаемый газ. В этом случае рабочими являются внутренние полости лопастей шнека, их функциональное назначение - реализация осаждения частиц за счет эффекта касания (зацепления), когда создаются условия, что расстояние от частиц, движущихся с газовым потоком, до обтекаемого тела равно или меньше ее радиуса. Это реализуется практически при движении очищаемого газа в "замкнутом" ограниченном пространстве и преимущественно при очистке сухим способом.

В заявленном устройстве используются по крайней мере два неподвижных шнековых сердечника, а определенная экспериментальным путем взаимосвязь конструктивных параметров и расположения шнеков между собой и цилиндрическим корпусом позволили выявить функциональные признаки, способствующие получению нового технического результата. Очищаемый увлажненный воздух на участке ограниченном шнеками, истекая по их внешним поверхностям и в промежутке между шнеками, подвергается очистке по следующим механизмам: центробежная сепарация увлажненных частиц, коагуляция увлажненных частиц, инерционное осаждение на лопастях сердечника и на зеркале, стекающей по низу установки жидкости. На участке между шнеками проходит интенсивный абсорбционный "захват" взвешенных частиц и поглощение водно-воздушной смесью (аэрозолью) газовых примесей из очищаемого воздуха.

Новым техническим результатом, является и активное каплеулавливание из воздуха при прохождении его через следующий шнековый сердечник. В результате - из устройства выходит сухой воздух, очищенный от газовых примесей по шести этапам очистки от пыли.

Очистка воздуха от пыли с использованием эффекта касания (зацепления) частиц пыли в заявленном устройстве осуществляется при истечении водно-воздушной смеси через раструб и его сопряжение с цилиндрическим корпусом.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что предполагаемое изобретение на устройство для отсоса и очистки воздуха соответствует критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется рисунком, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 - вид сверху.

Устройство включает раструб 1, форсуночный узел 2, которые образуют побудитель тяги. Длина раструба по оси (lp) с его большим диаметром (dp) связана отношением lp = (1-3) dp.

Форсунки 2 устанавливаются внутри раструба по его оси с направлением форсуночных отверстий в сторону цилиндрического корпуса 3. Цилиндрический корпус сопряжен с раструбом под углом (альфа) их осей равным 90-170o. Большой диаметр раструба (dp) связан с диаметром цилиндрического корпуса (dц) отношением dр =(1,3-1,7)dц.

Внутри цилиндрического корпуса соосно с ним установлены по крайней мере два неподвижных шнековых сердечника 4.

Первый шнековый сердечник устанавливается от плоскости сопряжения раструба с цилиндрическим корпусом, а последующий от предыдущего - на расстоянии равном длине шнекового сердечника (lш).

Диаметр шнекового сердечника (dш) связан с внутренним диаметром цилиндрического корпуса (dц) отношением dш=(0,4-0,6)dц

С выхода цилиндрический корпус снабжен направляющим элементом 5 для выпуска очищенного воздуха.

В нижней части раструба устройство снабжено шламоотводом 6, по которому шлам самотеком удаляется из цилиндрического корпуса за счет его наклона к входной части, при эксплуатационном монтаже устройства.

Устройство работает следующим образом. В рабочем эксплуатационном состоянии устройство устанавливается так, что плоскость по линиям осей раструба и цилиндрического корпуса имеет наклон от горизонтальной плоскости в направлении входного отверстия раструба 1. В форсуночный узел 2 из напорной магистрали (на чертеже не показана) подают под давлением рабочую жидкость (преимущественно воду). Вода распыляясь через форсунки в раструбе эжектирует наружный загрязненный воздушный поток, охлаждая и увлажняя его. Заявленные параметры и конструктивные особенности побудителя тяги, позволяют уже в раструбе создать большое ускорение водно-воздушной смеси на участке до сопряжения раструба с цилиндрическим корпусом 3 и очищать воздушный поток от механических частиц за счет эффекта зацепления и абсорбционного захвата. Затем поток водно-воздушной смеси поступает на первый шнековый сердечник 4, на котором приобретает криволинейное движение с дополнительным ускорением и подвергается на участке первого шнека несколькими этапами очистки по следующим механизмам: абсорбционный "захват" взвешенных частиц, инерционное осаждение частиц на лопастях шнекового сердечника, центробежная сепарация увлажненных частиц по внутренним стенкам цилиндрического корпуса, инерционный удар раскрученного потока о зеркало стекающей по низу цилиндрического корпуса жидкости со шламом.

В промежутке между шнековыми сердечниками кинетика истечения водно-воздушного потока резко меняется. Создаются условия для интенсивной коагуляции увлажненных частиц, идет активный процесс поглощения газовых примесей водяными каплями, поверхностью увлажненных частиц и процесс гравитационного осаждения каогулированных частиц в шламоотвод.

На следующем шнековом сердечнике водно-воздушный поток, получая дополнительное ускорение, вновь подвергается тем же процессам очистки, что и при прохождении первого шнекового сердечника. Кроме этого, на указанном участке происходит интенсивное каплеулавливание, то есть происходит очень важный процесс по обезвоживанию воздушного потока. Далее сухой очищенный от пыли и газовых примесей воздух через направляющий элемент 5 поступает обратно в помещение.

Насыщенный загрязняющими элементами (пыль, пары, газовые примеси) шлам по нижней части цилиндрического корпуса самотеком навстречу движению водно-воздушной смеси удаляется по шламоотводу 6 в узел водоподготовки, откуда через определенную процедуру очистки и разделения водная часть вновь подается в форсуночный узел.

Принятая система удаления шлама, дает возможность использовать зеркало его поверхности для дополнительной очистки воздуха, а в целом заявленное устройство позволяет реализовать практически все известные этапы очистки воздушных и газовых сред.

В производственных условиях изготовлены заявленные устройства производительностью переработки воздушных и газовых сред 5000-6000 м3/час со скоростью потока 5-6 м/сек.

Устройства испытаны для рециркуляцинной очистки производственного помещения, в помещении гаражного хозяйства, для обеспыливания воздуха от источника пыления в цепи технологического оборудования.

Производственные испытания заявленного устройства подтвердили его преимущества перед известными в следующем:

- очистка воздуха непосредственно в помещении без дополнительных камер и воздуховодов и подачи его на рециркуляцию;

- объединение установок в систему с общим узлом водоподготовки;

- высвобождение производственных площадей, так как они могут устанавливаться в межферменном пространстве;

- самопромываемость системы;

- очищает среды от частиц в размере 0,1-1 мкм;

- низкая энергоемкость и металлоемкость;

- недорогие в изготовлении и эксплуатации с окупаемостью в течение 3-12 месяцев работы.

Для изготовления устройства не требуется специального оборудования и материалов, а конструктивные возможности позволяют по требованию потребителя реализовать проекты в широком диапазоне технико-экономических показателей процесса очистки воздушных и газовых сред. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для отсоса и очистки, преимущественно, воздуха, включающее цилиндрический корпус, шламоотвод, форсунки, побудитель тяги, отличающееся тем, что побудитель тяги выполнен в виде раструба с форсунками с отношением его длины по оси к большому диаметру, равным 1-3, и сопряженного с цилиндрическим корпусом под углом их осей, равном 90-170o, а отношение большого диаметра раструба к входному диаметру цилиндрического корпуса составляет 1,3-1,7, внутри цилиндрического корпуса соосно с ним установлены на расстоянии друг от друга, кратном их длине, по крайней мере два неподвижных шнековых сердечника при отношении их диаметра к внутреннему диаметру цилиндрического корпуса равном 0,4-0,6.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru