Воздухоочистительное устройство

92 А Я 1,1101 СОЮЗ. СОВЕТСИИХ СОЦИА ЛИСТИЧВжи. РЕСПУБЛИН В 01 0 4 У 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕХЪСТВУ онов, ов и Ю ГОСУДАРСТВЕННОЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1.: Авторское свидетельство СССР .М 542535, кл,. В 01 Ю 4 РО 4, Р;02. С 7/04, 29,10.74.(54) (57)ВОЗДУХООЧИСТИТГЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО,по авт:, св., Вф Ь 42535, о т л и ч а ю ф е е с я тем что целью повыаения степени очистки воз духа.без увеличещюя гидравлических потерь,.оио снабжена плоскими перего родкамй,:выполненными с тщмциной (О,006-0,009) В и с закругленными выходной и входной кромками и установлейными в гориэонтапьной, диаме ральной плоскости криволинейного канала первой ступени, причем выходная кромка перегородки расположенаперпендикулярно к центральной осивоздухоочистительного устройства .нарасстоянии (0,49-0,51) й от выходакриволинейного канала первой ступени .в сторону входа, а входная кромка вы"полнена в виде дуги окружности радиусом, равным (0,35-0,37) к, направленной. выпуклой частью в сторону входа в криволинейный канал первой .етупени, с центром в точке, расположенной на расстоянии (1,08-1,1:) к от.выхода криволинейного канала первойступени и от центральной оси воздухоочиститеяьного устройства на расстоянии (1,48 - 1,5) В, где К - внут", ренний радиус еыходйого отверэ, стия канала для отвода чистоговоздуха.Изобретение относится к вохдухоочистительным устройствам, предназначенным для забора воздуха из атмосферы с одновременной очисткой егофот содержащихся в нем частиц пес"ка," пыли, прочих посторонних пр=дметов: и подачи очищейного воздуха кгаэотурбинному двигателю вертолета,у которого входные устройства нахопдятся под плоскостью: вращения несу 1 ащего винта,По основному авт. св, 1 г 5 Щ 35известнь воздухоочистительное устройство, содержащее первую ступеньочистки, выполненную в виде криволинейногоканала, образованного внеш-,ней и внутренней криволинейными стенками, последующую ступень очист-,ки, выполненную в видеинерционныхсепараторов, канал для отвода чис Отого воздуха и канал для отвода пылевого концентрата. В указанном устройстве инерционныесепараторы выполнены в виде .элементов с искривленными стенками с пере.пускными каналами между ними, размеще"иы на выходе криволинеиного канала первой ступенй и образуют с внешнейкриволинейной стедкой первой ступени 30канал для отвода пылевого концентрата, а с.внутренней - канал.для отвода чистого воздуха. Площадь входногосечения канала пылевого концентратасоставляет не менее 0,15 от площади се:чения криволинейного канала первой ступени в выходной зоне,а минимальнаясуммарная площадь проходных сеченийпврепускных каналов составляет неменее О,75 от площади входного сечения канала отвода пылевого концентрата,Инерционные сепараторыобразуют. сужающийся канал пылевого концентрата и установлены вдоль движениявоздуха таким образом, что минимальная площадь каждого последующегоканала не больше, чем,минимальнаяплощадь предыдущего.6 целью предотвращения обледенения и воэможности обогрева теплоносителем, инерционные сепараторы выполнены полыми 1 3,Известное устройство имеет допустимыв потери давления за счвт гидравлических сопротивлений, но недостаточную степень очистки воздухаЦель изобретения- повышение степени очистки воздуха без увеличениягидравлических потерь. Пост а еле иная цел ь достигает ся тем, что воздухоочистительное устрой" ство снабжено плоскими пере городками, выполненными с толщиной (0,006- 0,009) К и с закругленными выходной и входной кромками и установленными в горизонтальной, диаметральной плоскости криволинейного канала, пер-. вой ступени, причем выходная кромка перегородки расположена перпендикулярно к центральной оси воздухоочистительного устройства на расстоянии (0,49-0,51) К от выхода криволинейного канала первой ступени в сторону входа, а входная кромка выполнена в видедуги окружности радиусом, равным ( О, 35-0, 37 ) Р, направленной выпуклой частью в сторону вхо" дав.криволинейный канал первой ступени, с центром в точке, расположенной на расстоянии (1,08-1,1) В от выхода криволинейного канала первой ступени и от центральной оси воздухоочистительного устройства на расстоянии (1,48-1,50) В , где К - внутренний радиус выходного отверстия канала для отвода чистого воздухаНа фиг. 1 изображено устройство, вид сверху,. разрез; на фиг. 2 - одна из последующих ступеней очистки; фиг. 3 - граФик изменения степени очистки (1,) в зависимости от удаления выходной кромки от выхода криволинейного канала первой ступени (й); на Фиг. 4 - графики изменения степени очистки в зависимости от радиуса входной кромки перегородки ( ); на фиг,5 -график изменения степени очистки в зависимости от удаления центра окружности входной кромки от выхода криволинейного канала первой ступени (к") на Фиг, 6 - график изменения степени очистки в зависимости от удаления центра окружности входной кромки от центральной оси воздухоочистительного устройства ( с/; на фиг.7- график изменения гидравлических потерь перегородки (др), в зависимо- сти от ее толщины (С); на фиг.8- график изменения напряжений в перегородке (4) в зависимости от ее толщины.Устройство содержит первую ступень очистки 1, образованную внешней 2 и внутренней 3 криволинейными стенками, которые формируют между собой искривленный канал со вхо(сечение Б-Б), угол поворота в канале составляет величину сС=70. Вгоризонтальной. диаметральной плос-.кости криволинейного канала первойступени установлены плоские перегородки 6 толщиной (0,006-9,009) й,где Й - внутренйий радиус выходного отверстия для отвода чистого воздуха, с закругленными выходной 7 ивходной 8 кромками.Перегородкимогут быть выполнены полыми с це",лью обогрева теплоносителем в условиях низких температур. Выходная кром. ка 7 перегородки 6 перпендикулярна.центральной оси устройства и удалена от выхода 5 криволинейногоканала первой ступени .на (0,49.0,51) Й и сторону входа 4 . Вход-ная кромка 8 представляет собойдугу окружности радиусом (0,35-0,37) Кнаправленную выпуклой стороной всторону входа 4 в криволинейный.канал первой ступени, с центром вточке, удаленной от выхода 5 криволинейного канала первой ступени на(1,08-1,1) йи от центральнойоси воздухоочистительного устрой-ства на (1,48-1,5) й.. Указанные параметры полученыпри моделировании как оптимальные1) Так, согласно фиг. 3, уменьшение удаления выходной кромки от выхода криволинейного канала первойступени менее 0,49 й не повышаетстепени очистки так как все частицы, попавшие ранее в двигатель ужесоударяются с перегородкой, на ведетк увеличению веса конструкции и повы"шению гидравлических потерь из-затрения.2) Согласно фиг. 4 .размеры ра,диуса входной кромки выбраны изтех же соображений, что и на фиг.3.3) Согласно фиг. 5 удалениецейтра Окружности входной кромки 4от выхода.криволинейного канала первой ступени обусловлено .получениеммаксимально возможной степени очист.ки а4) Согласно фиг, 6 удаление цент- ффра окружности входной кромки от цент-.ральной оси воздухоочистительногоустройства выбрано иэ тех же соображений, что и на фиг. 3,5):.Согласно Фиг. 7 и 8.толщина . зперегородок выбрана наимейьшей изусловия получения минимальных гидравлических потерь с учетом допусти 18692мых с запасом прачности) напряжений в конструкции,Последовательно с первой ступе"нью, т.е. за выходомустановлейычетыре последующие сепарирующие .сту-пени с перепускными каналами 9 между ниии. Сепарирующие,ступени обра"зованы элементами 10-3 лылесборником 14 и продолжением внешней криво 16 линейной стенки 2 . Элементы 10-13Формируют совместно с продолжениемвнешней криволинейной стенки 2 сужа- .ющийся канал пылевого. концентрата, 15, а совместно с продолжением внут 1 з ренней криволинейной стенки."3 " расширяющийся выходной канал 16 для от;вода чистого воздуха Разделение выхо да. 5 на.каналы. 15 и 16 осуществляет- .ся первым элементом 10 таким обра26 зом, что площадь входа. в канаЛ пылевого концентрата составляет величину не менее 0,15 от общей площадивыхода 5. Элементы 1013 и пылесборник 14 установлены на некоторомзз расстоянии другот.друга и образуют между собой перепускные каналы 9,которые сообщают канал пылевого концентрата 15 с выходным каналом 16Форма элементов 10-13 такова, чтоЗф направление входа в перепускиые кана- .лы составляет с направлением потокав канале пылевого концентрата 15угол /3 45 -90 о, а.направление выхода из перепускного канала совпасдает с направлением потока в выходном канале 16 . Участки переходных каналов, на которых проясходитповорот потока, имеют:радиусы скруглений. Каждый перепускной канал имеет по своей. длине примерно постоянныеплощади проходных сечений, Иинималь"ная площадь проходного сечения каждого последующего перепускного кана"ла не больше, чем соответствующая3, площадь предыдущего перепускногоканала,а минимальная. суммарнаяплощадь проходных. сечений перепускных каналов приблизительно .равнаплощади входа в канал пылеаого концентрата. Каждаяиз последующих ступеней очистки представляет. собойинерционный сепаратор (фиг. 2) ивключает в себя участок входа пылевого концентрата а-й (располагаетсяв канале пылевого концентрага. 15), .з участок сепарации 6-Фс углом поворота потока. на участке сепарацииЮ45 - 90 , участок выхода очищенноговоздуха В-Ь, (перепускной канал 9) и1018 5участок отвода пылевого концентратаа(также располагается в канале пылевого концентрата 15), причем участок отвода пылевого концентрата иэ предыдущей ступени одновременно является участком входа в последуюЩую ступень, Участок отвода пылевого концентрата иэ посЛедйего сепаратора примыкает к пылеприемной щели 17, образованной пространством между 1 О пылесборником 14 и продолжением внешней криволинейной стенки 2, Устройство содержит средства удаления пылевого концентрата в виде канала.18 изжектцра 19. 1Устройство работает следующим образом.При работе газотурбинного двигателя вертолета в условиях повышенной запыленности воздуха твердые части- т цы пыли и песка под воздействием воздушного потока и инерционных сил попадают на вход ч первой ступени очистки 1. Часть частиц после соударений с перегородками 6 и под дей- и ствием воздушного потока концентрируется у внешней криволинейной стенки 2 . Затем вместе с частью воздуха ( 154) частицы поступают в канал 15 пылевого концентрата, а основная щ часть воздуха м 856), очистившись от загрязняющих частиц, поступает в вы 692 фходной канал 16, Разделение потока осуществляется у передней кромки перввого элемента 10, Двигаясь по каналу пылевого концентрата 15, загрязненный воздух поступает в первый сепаратор из числа последующих ступеней очистки, здесь поток воздуха разделяется на две части, одна из которых перед входомв перепускной канал 9 совершает поворот на участок сепарации на угол м 90 , за счет чегоозагрязняющие частицы выводятся из потока и в перепускной канал 9 воздух поступает очищенным, Другая часть загрязненного воздуха поступает в следующую ступень.и так далее. Окончательно пылевой концентрат поступает в пылеприемную щель 1, откуда отводится по каналу 18 и выбрасывается за борт эжектором 19..Таким образом, предлагаемое воздухоочистительное устройство за счет использования перегородок 6 при попадании частиц размером 110- 180 мкм имеет степень очистки 98,8- 99,3, в то время как у известного 61,5"69,6 Установленные перегородки 6. отражает зти частицы, направляя их к внешней криволинейной стенке 2, с последующим попаданием во вторую ступень очистки,ф 8 ь Л. Бузмакова стелевич. Ко е ю ю Редактор унько рректор В. Гирн ю еввввЕвв Подписн Государственно делам изобрете Иосква, Ж,о 1ею ею ее ю ю ю ею ю ю ал ППП фПатент", г. Ужгс 9 од, ул. Проектна Заказ 358 У ВНИИП и 13035Составител Техред;Ж. К еюввюеев вевеТираж 688 комитета СС ий и открытий ауаскай наб.,