АЭРОЦИКЛОН

Название	АЭРОЦИКЛОН
Разработчик (Авторы)	Нормов Д.А., Дегтярев Г.В., Пожидаев Д.В., Полутина Т.Н., Дегтярева О.Г.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2580726
Дата регистрации	30.12.2014
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет"

Описание изобретения

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.

Формула изобретения

Аэроциклон для воздушных сред, содержащих мелкие твердые фракции, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим, сливным и песковым патрубками, отличающийся тем, что внутри корпуса по центральной оси установлен разрядный блок электроозонирующего устройства, при этом площади поперечного сечения 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.

Изобретение "АЭРОЦИКЛОН" (Нормов Д.А., Дегтярев Г.В., Пожидаев Д.В., Полутина Т.Н., Дегтярева О.Г.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога