Воздухоочистительное устройство

(59 4 ЬСТВ единениевозостроской реяг ов тво СССР 4, 1978. УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИД(54) (57) ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее канал подводазагрязненного воздуха и сопла-дифАузоры круглого сечения с угломраскрытия 32 фдЫ 9 , по оси которых размещены конические приемникипыли с боковыми патрубками отводазагрязнений, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью уменьшения аэродинамического сопротивления устройства, оно снабжено турбулизатором,выполненным в виде решетки с плоскими пластинами, размещенными параллельно направлению воздушного пото"ка, и установленным на входе в канал пОдвода,Изобретение относится к очисткевоздуха от пыли, а именно к воздухоочистителям систем воздухоснабжениясиловых агрегатов локомотивов.На фиг,1 изображено воздухоочистительное устройство, продольныйразрез; на: фиг,2 - разрез А-А нафиг,1.Воадухоочистительное устройствосодержиг 1 корпус 1 с установленными в 10нем баллистическими элементами - соплами-диффузорами 2 круглого сеченияс углом раскрытия диффузоров32 о19 , по оси которых установлены конические уловители 3 пыли, 15оборудованные боковыми отводными пат"рубками 4, и канал 5 подвода загрязненного воздуха, на входе в которыйустановлен турбулизатор 6, выполненный в виде защитной решетки с пластинами 7, размешенными параллельнонаправлению воздушного потока,Воздухоочиститель работает следующим образом,Запыленный воздух, втекая в канал 255, турбулиэуется на входе за счетналичия .турбулизатора 6, Поступаязатем последовательно Ь конфузорную( сопловуи) и в диффузорную частиэлементов 2, воздушный поток движет- З 0ся по криволинейной траектории, направленной выпуклостью к уловителю3 пыли, За счет действия центробежных сил пылевые частицы концентрируются в центральной области диффузоров, имея при этом значительнуюскорость, полученную при разгоне всопле, вследствие чего они под действием сил инерции, а также из-заналичия отсоса сепарируются в уловителе 3 пыли,Уловленные загрязнения вместе сотсас даваемым воздухом последовательночерез боковые отводные патрубки 4,полости 8 между элементами 2 и общий канал 9 отвода загрязнений припомощи вспомогательного устройства(не показан), например, вентилятора,удаляются в атмосферу. При этом час"тицы газа иэ центральных областей 50диффуэора, имеющие значительную кинетическую энергию, вследствие турбулентных пульсаций попадают в пристеночную зону течения, "сдувая" образовавшийся там отрыв погранслоя, чем 55обуславливается резкое уменьшениесопротивления в сравнении с известным устройством,Преимушеством данного устройстваявляется применение турбулизаторадля снижения аэродинамического сопротивления посредством уменьшениясопротивления функционально самостоятельнь 1 х (с точки зрения очистки воздуха) его частей - баллистическихэлементов, а также применение защитной решетки в качестве турбулизатора, обеспечивающего снижение сопротивления устройства.Для данного воздухоочистителя (ба"тарейного баллистического) выбраноптимальный тип турбулизатора, создающий степень турбулизации потока,достаточную для обеспечения минимального сопротивления воздухоочистительного устройства, содержащего батарейный баллистический воздухоочиститель и защитную решетку, чем обеспечивается их неразрывная взаимосвязь (объединение в единое функциональное целое),Пелесообразность установки турбулизатора на входе в канал подводазагрязненного воздуха к батарейномубаллистическому воздухоочистителю,содержащему сопла-диффузоры с угломраскрытия больше оптимального, дляуменьшения его аэродинамического сопротивления установлена в результатеспециальных исследований.Б совокупности с решеткой применяется батарейный баллистический воздухоочиститель, состоящий из элементов конфузорно-диффузионного профиля, Для таких элементов турбулизации потока на входе установка пе"чред ними (по ходу воздуха) решетки,как установлено .в результате специальных испытаний, приводит к резкому уменьшению аэродинамическогосопротивления, при этом суммарноесопротивление устройства, включающеФго решетку и баллистический воздухоочиститель, меньше, чем сумма сопротивлений отдельно взятых решетки иэлементов воздухоочистителя, Причиной уменьшения сопротивления является турбулизация ламинарного пограничного слоя (что обуславливаетуменьшение его размеров) в проточной части баллистических элементов,Уменьшение размеров ламинарного пограничного слоя при его турбулизации обуславливает уменьщение так называемой толщины вытеснения, а следовательно, и потерь энергии (давления) в пограничном слое.Для данного устройства отрыв ламинарного пограничного слоя в диффузорной части усугублен сжатием потока в центральном направлении в его конфузорной части (сопле). Иными словами воздух, устремляясь в сопле от периферии, к центру, продолжает за счет своей инерционности перемещение в этом направлении и в небольшой части диффузора, что достаточно, однако, при большем угле раскрытия диффузора для образования отрыва ламинарного пограничного слоя от стенок.Следствием этого является перекрытие зоной отрыва проходного сечения диффузора, а значит, и значительное сопротивление баллистического элемента, При турбулизации потока на входе в баллистический воздухоочиститель за счет турбулентных пульсаций воздуха осуществляется перенос части воздуха из центральной зоны потока, имеющей 1 значительную кинетическую энергию, в зону отрыва, что приводит к его турбулизации, распадению и попросту "сдуванию". Зона отрыва уменьшается, а проходное сечение диффузора увеличивается, что сопровождается резким уменьшением сопротивления устройства.Выполнение турбулизатора в виде защитной. решетки является целесообразным, так как в соответствии с требованиями ИПС входные отверстия воздухозаборных каналов во избежаниепопадания вовнутрь крупных посторонних предметов должны быть перек 5 рыты решетками, Поэтому установка навходе в канал турбулизатора, выполненного в виде защитной решетки,не приводит ни к увеличению массы, ни к увеличению габаритов батарейного баллистического воздухоочистителя.Выбор в качестве, турбулизатора.решетки, состоящей из пластин, установленных параллельно направлениювоздушного пжока, сделан по результатам испытаний, показавших, что онаявляется наилучшей среди испытанныхвариантов защитных решеток, так какаэродинамическое сопротивление вход 20 ного участка, оборудованного такойрешеткой (учитывая сопротивлениетурбулизатора, канала загрязненноговоздуха, а также самого воздухоочистителя) является наименьшим,Преимущество данного устройства всравнении с известным заключается вменьшем аэродинамическом сопротивлении, что при применении на тепловозах позволяет уменьшить напор,30 развиваемый вентиляторами системвоздухоснабжения силовых агрегатовлокомотивов. Это позволяет соответст-венно снизить мощность на вспомогательные нужды. и, как следствие, рас 35 ход топливан 212499 ИЗ,аказ 669/9 Тираж 663 Подписное лиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектна