тает в патрубок. Дополнительный эффект,
используемый в установке, заключается в том, что ее крыльчатка одновременно
служит и для отделений пыли из потока, и для отсасывания пыли из места ее
выделения.

В
турбофильтре (квадрат 11) крыльчатки не отсасывают пыль и не побуждают движение
пылевоздушного потока, а, наоборот, вращаются, как турбины, этим же потоком.
Снаружи крыльчатки обтянуты мелкоячеистой сеткой, на которой оседают пылинки,
не выделившиеся из потока по инерции.

В квадрате 12
(принцип "матрешка") показан антициклонный пылесос, а в квадрате 13 (принцип
мультипликации) автор не смог поместить никаких конструкций, так как еще ничего
не придумал. Любой из читателей может восполнить этот пробел и подать от своего
имени заявку. То же касается и других, пока еще не состоявшихся изобретений,
которых ждут белые поля квадратов 15, 21, 23, 24, 30, 36, 37, 38, 39, 40.
Конечно, автор оставил исследователям наиболее трудные, нерешенные задачи, но
не исключено, что именно их решения и дадут наибольший эффект. А вообще-то, пробелы
в таблице -- не помеха. Возможно, они всегда будут в ней. Не исключено, что
кто-то придумает ультразвуковой антициклон, кто-то возьмет один из элементов
периодической системы, поставит его во главу угла и начнет его совершенствовать
по горизонтали и вертикали. Особенно пригоден, на мой взгляд, для этого
"Разгрузитель пневмотранспорта" (квадрат 14). Его входной патрубок сделан из
перфорированной трубы, на которую надета катушка. Патрубок вварен в крышку
бункера, а на катушку через ролики намотана электретная нить. Она образует
дополнительный фильтрующий слой, в котором под действие электрического заряда
оседают даже мельчайшие аэрозоли. Постепенно нить с катушки перематывается,
проходя через щетки, очищающие с нее пыль и создающие на нити новый заряд. Вместо
электретной нити может быть использован шнур из любого синтетического
материала.

Все
изобретения, помещенные в третьем ряду, относятся к области теплопередачи. В
основном это устанавливаемые за цементными печами теплообменники. Их принцип
действия заключен в обработке поступающей сверху цементной сырьевой муки
встречным потоком газов. Подогретая мука улавливается в элементах антициклонов
и направляется во вращающиеся цементные печи. Все указанные теплообменники
автор разрабатывал совместно с сотрудниками ВНИИцеммаша.

Четвертый ряд
таблицы почти полностью заполнен аппаратами, в которых улавливание пыли
осуществляется жидкой фазой. Наиболее широко внедрен гидропылеуловитель
(квадрат 25) и скруббер (квадрат 23), отличающийся тем, что в нем эффект осевой
струи усилен косыми лопастями, закручивающими водовоздушную смесь под
козырьком. Это способствует более активному массообмену.

В квадрате 27
показана "Вертикальная шахтная печь", разработанная совместно с сотрудниками
института НИИавтоприбор для производства и эффективного осаждения
сверхминиатюрных стеклянных шариков -- катафотов. В этой конструкции входной
патрубок является одновременно топочным объемом, в котором плазмой оплавляются
мельчайшие стеклянные крупинки, тут же превращающиеся в шары и осаждающиеся в
слое воды. С мелкими твердыми фракциями здесь не борются, а, наоборот,
производят -их для изготовления самосветящихся автодорожных знаков.

В квадрате 28
новое "матрешечное" решение. Внутрь гидропылеуловителя, состоящего из
нескольких сопл, вмонтирован антициклон. Воздух сначала очищается в нем от
пыли, а затем поступает в сопла и барботирует через воду. Преимущество такого
решения -- увеличение периодов времени между чистками.

В квадрате 29
показано устройство для обеспыливания уходящих газов цементных печей,
работающих по мокрому способу производства. Уходящие газы из печи направляются
к нескольким соплам и, выходя из них, с силой ударяются о зеркало разлитого
шлама. При этом около 90% пыли осаждается на поверхности шлама и вместе с ним
поступает обратно в печь.

В квадрате 31
показан гидродинамический пылеуловитель, отличающийся тем, что циркулирующая в
нем вода омагничивается и значительно усиливает свои пылеулавливающие свойства.

В квадрате 32
показано устройство дымогенератора, разработанного в объединении Азчеррыба.
Общий дефект четвертого ряда -- сложность удаления пульпы. Достоинство -- чистота
очистки.

Последний ряд
менее всего заполнен, но есть надежда, что уже вскоре для заявок не хватит
пустых квадратов, дело в том, что используемый в нем для "промывки запыленного
потока" воздух оказывает такое же действие на
процесс  улавливания, как   и вода.
В   антициклоне (квадрат 33)
чистый воздух засасывается вместе с пылевым потоком и обволакивает его, как
завеса, на всем пути движения внутри конуса от кольцевой щели между патрубком и
рубашкой до отверстия в бункере.

В квадрате 34
тот же эффект достигается за счет нагнетания чистого воздуха вентилятором, а в
квадрате 35 антициклон перевернут. Воздушная завеса в нем также создается   отдельным
вентилятором.   Такое   устройство можно закрепить на любой пылящей
трубе, но наибольший эффект оно даст именно на вагранках, так как мокрые
пылеуловители четвертого ряда на вагранках внедрить трудно из-за агрессивности
выбросных газов.

Все
помещенные в таблице пылеуловители разработаны автором или при его участии, но,
я думаю, труд любого товарища, желающего дополнить таблицу, будет встречен с
благодарностью и пониманием. В принципе ведь вокруг каждого из сорока квадратов
можно нарисовав еще по сорок!



от антициклонов к  ротоклонам



"За последние
годы в промышленности появились новые пылеуловители -- ротоклоны. Различны их
технические характеристики и конструктивное исполнение, различны области
применения и составы очищаемых газов.

Осмыслить
особенности ротоклонов, которые были разработаны в последнее время, мне помогла
"Периодическая система пылеуловителей",-- написал после публикации этой статьи в
журнале "Техника и наука" ( No 6 3j
1979 г.) кандидат технических наук, заслуженный изобретатель Грузинской ССР Т.
А. Шилакадзе.-- Я несколько изменил порядок и расположил в ее квадратах наиболее
известные конструкции ротоклонов, предлагаемых фирмами или группами инженеров,
действующими при общественных конструкторских бюро. Конечно, количественный
анализ работы пылеуловителей таким образом дать нельзя, но качественную оценку
-- вполне возможно".

Итак,
"Периодическая таблица ротоклонов" (рис. 8).

Первая графа
-- ротоклоны, действующие за счет барботирования газа через воду. Они отличаются
друг от друга лишь формой и расположением элементов барботирования -- то
принимают форму простейшей перегородки, то изгибаются в форме утки, то
сворачиваются в кольцо или спиралью, то дробятся, как в мультипликаторе, то
намагничиваются, то приобретают форму "матрешки".

Затем идет
способ передувки. Поток чистого воздуха направляют на барботирующий через воду
газ. Следующий способ -- двух- и более ступенчатая очистка. Запыленный газ
сначала охлаждается в первой ступени, увлажняется, и его частицы коагулируют.
Затем он поступает во вторую ступень, где они осаждаются. Четвертый способ --
"перелив". В нем воду после барботирования направляют по трубопроводу в
отдельно стоящий бункер, где она осветляется и вновь поступает на
барботирование. Например, применяя метод кольца и способ двухступенчатой
очистки, можно получить новый ротоклон и т. д.

Начинается
таблица простейшим промывным сосудом (клетка 1), разделенным прямыми
перегородками. Далее (клетка 2) идет типичный ротоклон с изогнутыми
перегородками, выпускаемый фирмой "Эрфильтр" (США). За ней, в клетке 3, находится
гидродинамический пылеуловитель; отличающийся тем, что его перегородка в целях
увеличения периметра свернута кольцом. За счет этого в том же корпусе периметр
увеличился в 3,14 раза и исчезли "аэродинамические тени", неизбежно
присутствующие в прямоугольном канале.

В клетке 4
приведен почти такой же пылеуловитель, отличающийся тем, что кольцом изогнута
не фасонная, а прямая перегородка. Это упрощает изготовление и позволяет между
перегородкой и входной трубой разместить спиральные направляющие, завихряющие
воду и газ и тем самым продлевающие контакт между ними.

В клетке 5
показан гидродинамический' пылеуловитель, применяемый на Московском
чугунолитейном заводе имени Войкова. В нем использован метод мультипликации.
Объект разделен на множество подобных элементов, приведенных в клетке 3. Путем
наложения магнит-





Рис. 8.
Периодическая система ротоклонов:

1 --
простейший барботер; 2 -- ротоклон; 3 -- гидродинамический пылеуловитель; 4 --
гидродинамический пылеуловитель со спиральными направляющими; 5 -- гидродинамический
пылеуловитель с несколькими параллельными барботажными элементами; 6 -
гидродинамический пылеуловитель с наложением магнитного поля; 7 -- ротоклон,
первой ступенью которого является циклон-"матрешка"; 8 - простейший барботер со
щелью для подачи воздуха; 9 -- ротоклон со щелью для подачи воздуха;
11--гидродинамический пылеуловитель со спиральными направляющими и щелью для
подачи воздуха; 15 -- ротоклон, нижняя перегородка которого служит поплавком для
поддержания заданного уровня воды; 16 -- ротоклон "Урал"; 17 -- двухступенчатый
кольцевой ротоклон; 18 -- ротоклон А. Шандыбина; 23 -- ротоклон с бункером сбора
шлама; 24 -- кольцевой ротогклон с бункером сбора шлама; 27 -- ротоклон с
магнитной обработкой воды.





ного поля
повышена эффективность работы ротоклона, показанного в клетке 6.

В зазоре
между входной трубой и внутренними стенками корпуса ротоклона помещается слой
железных опилок, поддерживаемый во взвешенном состоянии постоянными магнитами.
Брызги и частицы пыли, не уловленные при барботировании, задерживаются в слое
опилок.

В клетке 7
приведен ротоклон, созданный по типу "матрешки". Внутри размещенных по кругу
сопл находится циклон. Запыленный газ поступает в него, где частично
обеспыливается под действием центробежной силы, а затем проходит вторичную очистку
в соплах ротоклона.

В ротоклонах
второго ряда в клетках 8, 9 и 11 показаны те же конструкции, что и в клетках 1,
2 и 4, отличающиеся лишь тем, что для предотвращения брызгоуноса в их корпусах
проложены щелевые каналы, соединяющие их полости с атмосферой. Когда внутри
ротоклонов вентиляторы создадут вакуум, через щели в корпусе войдут плоские
струи воздуха и отсекут выходные патрубки для, очищенного газа от зоны
барботирования плотными воздушными завесами.

В третьем
ряду таблицы представлены двухступенчатые ротоклоны, в которых воздух сначала
проходит первую барботажную щель, где частицы пыли покрываются пленкой воды,
сконденсировавшейся на их поверхности из водяного пара. Затем несколько
утяжелившиеся частицы поступают во вторую щель, где и улавливаются.

Открывает ряд
(клетка 15) ротоклон, узел барботирования которого выполнен из двух прямых
перегородок, причем нижняя перегородка выполнена из легкого материала и
одновременно выполняет роль поплавка регулятора уровня. При этом скорость
проходящей в этом канале газоводяной смеси регулируется за счет опускания и
подъема нижней перегородки. Второй ступенью очистки в этом ротоклоне служит
расположенная под углом 90° к Щели плита, о которую разбивается водяной поток и
где укрупненные частицы пыли оседают вместе с брызгами. Далее следует клетка
16. В ней показан ротоклон "Урал". Конструктивно он мало чем отличается от
своих собратьев. Первая зона барботирования, за ней вторая.

Конечно,
дважды промытый газ чище, чем промытый только один раз.

Мы проводили
опыты на ферросплавном заводе по опробованию двухстадийной очистки газа. Было
установлено, что в ротоклоне улавливаются довольно тонкие фракции ферросплавной
пыли, и коэффициент полезного действия ротоклона оказался достаточно высок,
однако золи с размером частиц меньше 1 мкм в нем не улавливались, В клетке 17
также показан двухступенчатый ротоклон кольцевого типа. Конструктивно он
идентичен ротоклону "Урал", но и в нем аэрозоли не улавливаются.

В клетке 18
приведен ротоклон, разработанный инженером О. Шандыбиным и другими сотрудниками
Московского   пусконаладочного   управления Министерства машиностроения для
животноводства и кормопроизводства СССР.
Преимущество  этого   ротоклона заключается в том, что узел его
барботирования подвешен на эластичной вставке, как поплавок, и следует за всеми
изменениями уровня воды. Газ хорошо очищается, "подныривая" под концентрические
перегородки. Такой ротоклон не привязан к водопроводу и может быть передвижным.

И последняя
графа таблицы. В ней ротоклоны разделены на две части: узел барботирования в
них расположен отдельно, а бункер сбора шлама соединен с корпусом
трубопроводами. Вода из узла барботирования по трубопроводу сливается в бункер,
где из нее оседает шлам, после чего осветленная вода вновь идет в узел
барботирования. Начинает этот ряд барботажно-вихревой пылеуловитель (ВВП).
Принцип его конструкции лег в основу ротоклона "Урал", но ВВП в отличие от
"Урала" более эффективен, так как в его узел барботирования поступает чистая
вода.

Ротоклон в
клетке 24 объединил в себе и эффект кольца, и эффект перелива. А в клетке 27
показан аппарат, объединивший в себе эффект кольца, эффект перелива и еще один
интересный эффект, на котором следует остановиться особо, так как он применим
почти ко всем ротоклонам. Специалисты по магнитной обработке воды выяснили, что
если в отстойник залить сточную воду, предварительно пропущенную между
несколькими постоянными или электрическими магнитами, то ее осветление
значительно ускорится. Кроме того, прошедшая магнитную обработку вода более
эффективно улавливает тонкие фракции некоторых видов пыли.

Магнитно-гидродинамическим
ротоклоном таблица заканчивается. В принципе ее можно расширить, введя такие
приемы технического творчества, как "наоборот", "наложение дополнительного
эффекта", "наложение акустического и электрического полей" и т. д. Но для такой
узкой области, как ротоклоны, я думаю, этого будет достаточно. Остались пустые
клетки, в которые нетрудно поставить какие-нибудь новые ротоклоны. Возможно,
они окажутся и более совершенными, чем известные.



МАГНИТНЫЙ  ГИДРОУЛОВИТЕЛЬ



Во второй
половине XVIII в. Старый свет
облетело сенсационное известие -- парижский врач Месмер излечивает различные
болезни с помощью намагниченной воды. На рекламных листках, иллюстрировавших
это сообщение, были изображены представители французского высшего общества,
приятно проводящие время у больших лоханей с водой. К лоханям подведены
подковообразные магниты. Некоторые дамы и господа, принимая процедуры,
одновременно наслаждались музыкой. Надо сказать, что Месмер приписывал целебные
свойства не только чудодейственным "магнетическим флюидам", но и гипнозу и
музыке.

Сейчас, по
прошествии 200 лет, можно с уверенностью сказать, что Месмер действительно
оказывал помощь своим пациентам, в особенности страдавшим нервными расстройствами,
но его сгубила реклама. Сначала в Вене, а затем в Париже он наделал столько
шума, приписав своему методу лечения такие небывалые успехи, что в 1784 г.
король поручил Парижской академии наук создать компетентную комиссию по
изучению метода Месмера. Комиссий, в которую вошли такие известные ученые, как
Лавуазье и Франклин, установила, что вода в снабженных магнитами ваннах не
могла оказывать никакого заметного влияния на здоровье людей, что никакого
месмеровского животного магнетизма в природе не существует, а сам Месмер не
более как шарлатан.

Но прошли
годы, и многое из того, что Месмер пытался применить на практике, получило
теоретическое подтверждение. Гипнозом стали лечить нервные расстройства. Даже
музыка, которая Парижской Академии показалась уж совсем бесполезной, со
временем нашла применение в медицине. И только магнитная вода так больше и не
применялась...

XX век
ознаменовался небывалым развитием тепловой энергетики. И появилась новая
проблема -- защита труб и котлов от накипи. Чего только для этого не применяли!
В котлы добавляли каустическую соду, порошок "антинакипин", смягчали воду в
специальных аппаратах, фильтровали, заменяли конденсатом. При больших котельных
появились даже специальные цехи для водоподготовки. И все равно, лишь только кончался
отопительный сезон, десятки тысяч котлочистов, прихватив с собой специальные
фрезы, направлялись в котельные.

В 30-х годах
советские физики Р. Я. Берлага и Ф. К. Горский обнаружили неожиданный эффект:
если насыщенный раствор солей поместить в магнитное поле, то процесс выпадения
кристаллов изменится. Казалось бы, как может влиять магнит на среду, в которой
нет и следов ферромагнитных частиц? Раз за разом ученые ставили опыты -- эффект
существовал. Почему? Как? На основании каких законов? Все это было настолько
необъяснимо, что дальше опытов дело не пошло и вскоре почти совсем забылось.

1945 год.
Бурный послевоенный рост промышленного и жилищного строительства. И как гром
среди ясного неба: в Бельгии открыт способ магнитной обработки котловой воды,
предотвращающий всякое образование накипи. Приступили к выпуску небольших
аппаратов, снабженных набором постоянных магнитиков, расположенных в
трубопроводе попарно: одноименными полюсами друг к другу. Был налажен и выпуск
приборов с электрическими магнитами. Они предназначались для обработки больших
объемов воды. За короткое время было продано более 60 тыс. аппаратов.
Опубликованы отзывы предприятий, на которых магнитные аппараты дали
положительный эффект.

В 50-х годах
в Институте горного дела имени! А. А. Скочинского под руководством профессор;
В. И. Классена были проведены большие исследование по изучению смачиваемости
различных веществ магнитной водой. Цель работы сводилась к усовершенствовании
флотации -- основного способа обогащения руд. Принцип флотации заключался в том,
что частицы минералов, находящиеся в водной суспензии, прилипали к мельчайшим
пузырькам воздуха, продуваемого через дно аппарата, и вместе с пузырьками
всплывали на поверхность. Поразительно, но факт, что, если воду предварительно
обработать в магнитном поле, частицы к воздушным пузырькам прилипают
значительно быстрее и прочнее.

Эффективность
процесса повышалась на 20--50%. На медных, свинцовых и фосфорных рудах новый
способ дал положительные результаты. Параллельно выявился еще один эффект: если
в отстойник налить грязную сточную воду, предварительно пропущенную через
магнитное поле, то процесс ее осветления значительно ускорится. Однако в данном
случае осаждение происходит только при определенной напряженности магнитного
поля. Например, до 160 эрстед скорость осаждения увеличивается, по достижении
200 -- снижается, а после 480 эрстед опять начинает расти. Почти так же влияет
омагничивание воды на работу мокрых пылеуловителей барботажного типа. Их
коэффициент полезного действия увеличивается.

И совсем уж
странным кажется такое свойство магнитной воды: если на ней замешать бетонную
смесь, то бетон не только быстрее затвердеет, но и прочность его возрастет в
1,5 раза.

Мне довелось
беседовать с главным инженером одного завода железобетонных изделий.

-- Знаете ли
вы,-- спросил я,-- что магнитная обработка воды, подаваемой в растворный узел,
значительно повышает прочность изделий?

-- Еще бы! --
ответил он,-- Об этом писали в газетах, и не раз.

-- Почему же
вы тогда не пользуетесь этим методом?

-- По двум
причинам: во-первых, мы не знаем, какие требуются магниты и где их можно
достать; во-вторых, магнитная обработка почему-то не всегда дает положительный
результат, а у нас все-таки завод, а не опытный полигон. Вот когда ученые сами
разберутся, разработают типовые магнитные аппараты, составят инструкции по их
применению, а из технического управления придет соответствующее указание, вот
тогда мы с радостью внедрим их на всех участках. А пока...

Точно так же
обстоят дела и на заводах, изготовляющих силикатный кирпич. Есть опытные
данные, подтверждающие, что магни