аспирационное устройство

Формула изобретения

АСПИРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее полый корпус, в котором с образованием всасывающей щели соосно помещена вставка, а к верхней части корпуса присоединен воздуховод системы аспирации, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и сокращения энергозатрат, корпус выполнен в виде усеченной квадратной пирамиды, а вставка - в виде квадратной пирамиды, средняя линия каждой стороны которой определяется из уравнения



где A_о - сторона большего основания корпуса;

A_k - сторона меньшего основания корпуса;

a_i - текущая координата высоты вставки;

H_o - высота вставки;

H_i - текущая координата стороны вставки;

- угол между средней линией корпуса и направляющей патрубка воздуховода;

a_o - сторона основания вставки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам для обеспыливания воздуха при загрузке пылящих сыпучих материалов, а также мест выделения вредных газов и может быть использовано в промышленности строительных материалов, металлургической, пищевой, машиностроении, энергетике и других отраслях народного хозяйства.

Известна аспирационная воронка, содержащая корпус, внутрь которого с образованием всасывающей щели соосно помещена вставка, а к меньшему основанию которого присоединен воздуховод системы аспирации.

Недостатком данного устройства является малая область применения - не может применяться без переходника в газоходах квадратного сечения, а также при необходимости обеспечения разных скоростей во всасывающей щели и патрубке (разных соотношений всасывающей щели и патрубка), большое гидравлическое сопротивление вследствие нерациональной формы корпуса.

Целью изобретения является расширение области применения и сокращение гидравлического сопротивления.

Сущность изобретения сводится как к снижению гидравлического сопротивления путем устройства рациональной формы воздушного канала между корпусом и вставкой, а также к расширению области применения за счет обеспечения различных сочетаний площадей кольцевой щели и меньшего основания корпуса.

Технологические требования локализации зоны вредных выделений часто оказывается возможным выполнить применением аспирационных зонтов квадратного сечения (локализация испарений бассейнов, травильных ванн и т.п.), однако большая площадь укрываемой поверхности требует значительных размеров аспирационных отсосов и повышенных расходов воздуха для обеспечения улавливания, локализации выделяющихся вредных веществ.

Разрешить данное противоречие возможно применением предлагаемого технического решения, которое позволяет организовать отсос выделяющихся вредностей периметром отсоса (аспирационной воронки) с одновременным укрытием всей выделяющей площади источника вредностей, а также позволяет сократить объемы аспирации с сохранением необходимой скорости всасывания, позволяющей организовать своеобразную завесу всасывания. Таким образом, скорость воздуха во всасывающей щели будет повышенной по сравнению, например, с аналогичным зонтом (воронкой) без пирамидальной вставки. Неизбежное при этом увеличение гидравли- ческого сопротивления конструкции компенcируетcя выполнением профиля образующей каждой стороны пирамидальной вставки по указанной кривой, которая позволяет обеспечить плавное безвихревое течение воздуха в зазоре между корпусом и вставкой на всем протяжении, что позволяет снизить гидравлическое сопротивление (по сравнению, например, с вставкой с прямолинейной образующей. Кроме того, указанная формула позволяет повысить площадь всасывающей щели меньше или больше площади аспирационного патрубка (в зависимости от поставленных задач), что позволяет расширить функциональную сферу применения предлагаемой воронки. Так, например, при выполнении площади всасывающей щели меньше площади патрубка, можно поднять скорость воздуха в ней, чем интенсифицировать процесс локализации вредностей: при этом можно будет снизить скорость воздуха в воздуховоде за воронкой и тем самым снизить гидравлическое сопротивление системы в целом, сократить энергозатраты. При выполнении площади щели больше площади патрубка, воронку можно будет использовать в составе аспирационного укрытия места выгрузки сыпучего материала, например, известного укрытия с двойными стенками, что позволяет удалить всасывающую щель от центра пылевоздушного потока, где концентрация пыли обычно максимальна.

Выполнение образующей каждой стороны пирамидальной вставки по предлагаемой кривой позволяет улучшить работу существующих аспирационных систем без особых трудозатрат: внутрь существующей воронки помещается рассчитанная для данных условий пирамидальная вставка, после чего значительно улучшается работа устройства.

Форма кривой позволяет обеспечить плавный переход по площади от всасывающей щели любой площади (в виде квадратной рамки) до квадратного патрубка любой площади и обеспечить на всем протяжении от щели до патрубка плавное безвихревое и безотрывное течение воздушного потока с увеличивающейся, уменьшающейся или постоянной скоростью (в зависимости от предъявляемых требований), что значительно снижает гидравлическое сопротивление предлагаемого устройства.

Полученная форма позволяет, независимо от угла раскрытия корпуса, высоты и длины оcнований корпуса и вставки (т.е. размеры воронки могут быть любыми, только сечение должно быть квадратным), получить плавный переход по площади поперечного сечения от всасывающей щели до патрубка, что позволяет снизить гидравлическое сопротивление предлагаемой аспирационной воронки.

На фиг. 1 показано описываемое устройство; на фиг. 2 - поперечное сечение воронки.

Воронка аспирационная состоит из выполненного в виде усеченной квадратной пирамиды корпуса 1, к меньшему основанию которого присоединен патрубок 2, а внутрь которого помещена соосно пирамидальная вставка 3 с образованием всасывающей щели 4.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают над источником вредных выделений (газ, пыль, горячий воздух), которые поднимаются вверх и наталкиваются на вставку 3, начинают выходить из-под нее и попадают во всасывающую щель 4. Окружающий воздух, подсасываемый от наружной стороны корпуса 1, стремясь во всасывающую щель 4, поджимает поток вредностей, не позволяя им выйти за пределы, ограниченные нижним основанием корпуса 1. Из всасывающей щели 4 аспириpуемые вредности попадают в зазор между корпусом 1 и вставкой 3, далее засасываются в патрубок 2 и удаляются системой трубопроводом (не показаны).

Предлагаемое устройство позволяет полностью локализовать источники газо-, пыле-, тепловыделений за счет большей эффективности отсасывания путем повышения скорости аспирируемого воздуха во всасывающей щели и сократить энергозатраты путем снижения гидравлического сопротивления устройства за счет уменьшения скорости воздуха в патрубке и системе воздуховодов. Предлагаемая форма вставки обеспечивает плавный переход по площади от всасывающей щели до патрубка, чем также сократит гидравлическое сопротивление устройства.

По сравнению с базовым объектом - прототипом - предлагаемое устройство позволяет сократить гидравлическое сопротивление на 25-30% при тех же расходах воздуха.