Гидрофильтр для очистки воздуха

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ГИДРОФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА(71) Заявитель Общество с ограниченной ответственностью Завод Индустрия Климата(72) Авторы Евдокимов Андрей Владимирович Галюжин Даниил Сергеевич Галюжин Сергей Данилович Галюжин Александр Сергеевич(73) Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Завод Индустрия Климата(57) 1. Гидрофильтр для очистки воздуха, включающий входной и выходной воздуховоды,каплеуловитель, контактную емкость, состоящую из горизонтальной и вертикальной частей, горизонтальная часть содержит воду, в вертикальной части установлены форсунки для разбрызгивания воды, отличающийся тем, что входной воздуховод выполнен изогнутым с переменным радиусом изгиба, причем минимальный радиус изгиба расположен в месте соединения входного воздуховода с горизонтальной частью контактной емкости, а элемент для барботажа воды установлен ниже ее зеркала. 2. Гидрофильтр для очистки воздуха по п. 1, отличающийся тем, что горизонтальная и вертикальная части контактной емкости соединены изогнутым патрубком, а оси противоположных форсунок, установленных в вертикальной части, совпадают. 3. Гидрофильтр для очистки воздуха по п. 1, отличающийся тем, что выходной воздуховод выполнен горизонтальным, в котором установлен каплеуловитель, а поддон каплеуловителя соединен с горизонтальной частью контактной емкости трубопроводом таким образом, что выходная часть трубопровода расположена ниже зеркала воды. 106192015.04.30 Полезная модель относится к технике очистки воздуха от загрязнений в закрытых помещениях. Известен гидрофильтр для очистки воздуха, содержащий входной и выходной патрубки, ванну с жидкостью, установленную на виброплите, причем входной патрубок погружен в ванну, а выходной расположен в крышке ванны выше зеркала жидкости 1. Однако данный гидрофильтр для очистки воздуха имеет большое аэродинамическое сопротивление, обусловленное продувкой газа через слой жидкости. Кроме того, необходимы дополнительные затраты энергии на привод виброплиты. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является гидрофильтр для очистки воздуха, включающий входной и выходной воздуховоды,контактную емкость, состоящую из горизонтальной и вертикальной частей, в горизонтальной части находится вода, а в вертикальной части - форсунки для разбрызгивания воды, после входного воздуховода последовательно установлены турбулизатор и ионизатор воздуха, а перед выходным воздуховодом установлен сепаратор. Напротив форсунок установлены полусферические мишени 2. Однако в данном гидрофильтре для очистки воздуха из-за установки входного воздуховода и вертикальной части контактной емкости перпендикулярно поверхности жидкости имеют место повышенные аэродинамические потери давления воздуха. Установка мишеней также повышает аэродинамическое сопротивление устройства. В основу полезной модели положена задача создания гидрофильтра для очистки воздуха, в котором снижены затраты энергии на продувку неочищенного воздуха через гидрофильтр путем уменьшения его аэродинамического сопротивления, а также повышения степени очистки воздуха за счет увеличения поверхности контакта загрязнителей с водой. Указанная задача достигается тем, что гидрофильтр для очистки воздуха включает входной и выходной воздуховоды, каплеуловитель, контактную емкость, состоящую из горизонтальной и вертикальной частей, горизонтальная часть содержит воду, в вертикальной части установлены форсунки для разбрызгивания воды, согласно полезной модели,входной воздуховод выполнен изогнутым с переменным радиусом изгиба, причем минимальный радиус изгиба расположен в месте соединения входного воздуховода с горизонтальной частью контактной емкости, а элемент для барботажа воды установлен ниже ее зеркала. Горизонтальная и вертикальная части контактной емкости соединены изогнутым патрубком, а оси противоположных форсунок, установленных в вертикальной части, совпадают. Выходной воздуховод выполнен горизонтальным, в котором установлен каплеуловитель, а поддон каплеуловителя соединен с горизонтальной частью контактной емкости трубопроводом таким образом, что выходная часть трубопровода расположена ниже зеркала воды. Подача загрязненного воздуха по изогнутому входному воздуховоду в сторону вертикальной части контактной емкости позволяет сконцентрировать в той части потока загрязненного воздуха, которая касается зеркала воды, наибольшее количество твердых загрязнителей (пыль, абразивные частицы и т.д.). Перемещение твердых загрязнителей в данную часть потока загрязненного воздуха происходит под действием центробежной силы, которая возникает при движении потока по криволинейной траектории. На поверхности воды в результате барботирования создается псевдокипящий слой, образованный мелкими частицами воды. В данный слой попадает часть потока загрязненного воздуха,содержащая наибольшее количество твердых загрязнителей. Здесь происходит сцепление твердых загрязнителей с частицами воды. При таком подводе потока загрязненного воздуха к зеркалу воды происходит снижение аэродинамического сопротивления устройства,а также повышается степень очистки воздуха. Кроме того, нет необходимости устанавливать во входном воздуховоде турбулизатор. Известно, что центробежная сила ц определяется с помощью известной зависимости 20 ц 106192015.04.30 где- масса частицы, кг 0 - переносная (окружная) скорость движения частицы, м/срадиус кривой, по которой движется частица, м. Очевидно, что для повышения эффективности работы устройства целесообразно увеличить центробежную силу, которую можно увеличить за счет уменьшения . Поэтому входной воздуховод имеет переменный радиус изгиба, который уменьшается по мере приближения потока к горизонтальной части контактной емкости. При этом происходит увеличение центробежной силы и наблюдается наибольшая концентрация твердых загрязнителей в слое воздуха, который входит в псевдокипящий слой. Также этим обеспечивается плавность входа потока загрязненного воздуха на криволинейную траекторию и,соответственно, снижаются аэродинамические потери давления. Использование принудительной подачи воздуха в контактную емкость и установка элемента для барботажа воды ниже ее зеркала позволяет регулировать величину псевдокипящего слоя в зависимости от степени загрязненности воздуха, обеспечивая тем самым постоянную степень очистки воздуха, не зависящую от степени загрязненности неочищенного воздуха. Подача воздушного потока в вертикальную часть контактной емкости по изогнутому патрубку также снижает аэродинамическое сопротивление гидрофильтра. Установка противоположных форсунок с совпадением их осей позволяет направлять струи воды навстречу друг другу. Известно, что вода практически несжимаема, поэтому происходит соударение практически абсолютно упругих тел и образование мельчайших частиц воды. При этом образуется туман в виде небольших капель воды, через который проходит частично очищенный в псевдокипящем слое поток воздуха. В данном тумане происходит окончательная его очистка. Как показали исследования, выполненные авторами, установка каплеуловителя в виде сепаратора на выходе вертикальной части контактной емкости, как это выполнено в прототипе, является крайне неэффективной. Отделенные от воздуха капли воды падают вниз и вновь подхватываются потоком воздуха. В результате из устройства выходит воздух,насыщенный мельчайшими каплями воды. Практически всегда такой воздух необходимо подвергать дальнейшей осушке, в противном случае влажность воздуха в помещении будет почти 100 . Такая влажность является некомфортной для работающих в данном помещении людей и ведет к снижению производительности труда. Поэтому калеуловитель установлен в выходном воздуховоде, который выполнен горизонтальным. При этом отделенные от воздуха капли воды попадают в поддон. Соединение поддона трубопроводом с горизонтальной частью контактной емкости отводить воду, удаленную из воздуха, в горизонтальную часть упомянутой емкости. Расположение выходной части трубопровода ниже зеркала воды позволяет избежать подсоса воздуха из горизонтальной части контактной емкости без его очистки в вертикальной части контактной емкости. Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой показана схема гидрофильтра для очистки воздуха. Гидрофильтр для очистки воздуха содержит входной воздуховод 1, выходной воздуховод 2, контактную емкость 3, состоящую из горизонтальной части 4 и вертикальной части 5. В горизонтальной части 4 находится вода 6, а в вертикальной части 5 установлены форсунки 7 и 8, предназначенные для разбрызгивания воды. Входной воздуховод 1 выполнен изогнутым с переменным радиусом изгиба. Минимальный радиус изгиба находится в месте соединения входного воздуховода 1 с горизонтальной частью контактной емкости 4. Горизонтальная 4 и вертикальная 5 части контактной емкости, например, соединены изогнутым патрубком 9. Оси противоположных форсунок 7 и 8, установленных в вертикальной части 5, совпадают. Выходной воздуховод 2, например, выполнен горизонтальным, в нем установлен каплеуловитель 10, а поддон 11 каплеуловителя 10 соединен с горизонтальной частью кон 3 106192015.04.30 тактной емкости 3 трубопроводом 12 таким образом, что выходная часть трубопровода 12 расположена ниже зеркала воды 13. В воде 6 ниже зеркала расположен элемент 14 для ее барботажа, выполненный, например, из соединенных между собой труб, в верхней части которых выполнены отверстия 15. Элемент 14 для барботажа воды 6 соединен пневмолинией 16 с компрессором 17 или с пневмосистемой, например, цеха, участка. Горизонтальная часть 4 контактной емкости 3 через насос 18 гидролинией 19 соединена с форсунками 7 и 8. Гидрофильтр для очистки воздуха работает следующим образом. Неочищенный воздух подается через входной воздуховод 1 в воздушный зазор между зеркалом воды 13. В момент вхождения воздушного потока в изогнутую часть входного воздуховода 1 возникает центробежная сила, перемещающая частицы-загрязнители 20 к стенке 21 данного воздуховода 1. Поскольку минимальный радиус изгиба находится в месте соединения входного воздуховода 1 с горизонтальной частью контактной емкости 4, то и центробежная сила здесь максимальная. Поэтому в той части воздушного потока, который входит в псевдокипящий слой 22, образованный пузырьками воздуха, выходящего из элемента 14,находится наибольшее количество частиц-загрязнителей 20. Изогнутая часть входного воздуховода 1 выполнена таким образом, чтобы в момент вхождения потока загрязненного воздуха в воздушный зазор 23 вектор скорости направлен по касательной к зеркалу воды 13 в сторону вертикальной части контактной емкости 5. Вода представляет собой непрерывную упругую среду, поэтому вхождение в нее частиц-загрязнителей 20 связано с возникновением сил отталкивания данных частиц. Наиболее эффективное связывание частиц-загрязнителей 20 с каплями воды происходит в псевдокипящем слое 22, в который частицы-загрязнители входят по касательной. Толщина псевдокипящего слоя 22 зависит от подачи компрессора 17 или подачи воздуха из пневмосистемы цеха и может регулироваться в зависимости от степени загрязненности воздуха, подаваемого в воздуховод 1. Затем частично очищенный поток воздуха по изогнутому патрубку 9 поступает в вертикальную часть 5 контактной емкости 3, где с помощью форсунок 7 и 8 разбрызгивается вода, которая подается из горизонтальной части 4 контактной емкости 3 насосом 18 по гидролинии 19. Благодаря тому, что оси противоположных форсунок 7 и 8 совпадают, происходит соударение частиц воды, их распыление и разбрызгивание. В результате все живое сечение вертикальной части 5 заполняется водяным туманом. Здесь происходит связывание оставшихся частиц-загрязнителей каплями воды и оседание их на дне горизонтальной части 4 контактной емкости 3. Поскольку мельчайшие капли воды увлекаются потоком воздуха, то для его осушки в выходном воздуховоде 2 используется каплеуловитель 10, из которого удаленная из воздуха вода стекает в поддон 11, а затем по трубопроводу 12 поступает в горизонтальную часть 4 контактной емкости 3. Выходная часть трубопровода 12 расположена ниже зеркала воды 13, чем исключается подсос воздуха из горизонтальной части 4 контактной емкости 3 в выходной воздуховод 2. Данный гидрофильтр для очистки воздуха позволяет без использования химических реагентов удалить до 70 паров легковоспламеняющихся жидкостей и до 99,8 пыли из подаваемого воздуха. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4