ФИЛЬТР ДЛЯ ПОГЛОТИТЕЛЬНОГО ПАТРОНА

Полезная модель относится к устройствам очистки воздуха от токсичной щелочной пыли (далее по тексту фильтр для поглотительного патрона), образующейся в коллективных средствах очистки и регенерации воздуха замкнутых герметизированных помещений защитных сооружений (ЗС). В процессе очистки воздуха от вредных веществ происходит выдувание пыли проходящим через устройство очистки воздухом из твердых гранулированных химических продуктов на основе гидроксида лития и попадание ее в атмосферу обитаемых помещений ЗС. Допустимая концентрация щелочной пыли в воздухе для дыхания человека определяется санитарными нормами.
Известны аналоги устройства для очистки воздуха от токсичной щелочной пыли, применяемые в поглотительных и регенеративных патронах:
1) поглотительные и регенеративные патроны, например РП-130 по ВТ 7-053.00.000 ТУ, ПУ-170 по ВТ 7-056.00.000 ТУ П-20, по ЦТКЕ.7.039.01.000 ТУ, ПП-12 по ЦТКЕ.7.039.03.000 ТУ, генератор кислорода ГК по ЦТКЕ.7.039.06.000 ТУ, в которых для удаления пыли химических продуктов при продувке их очищаемым (регенерируемым) воздухом используются различные фильтрующие материалы, например стеклобумага БмД-К ТУ 6-11-529-80 или БмД-Ф по ТУ 6-48-93-92, картон ФМБ-4 ГОСТ В 22785-77, картон ФМС ТУ В 13-7000007-02-83, картон ФМТ-Г ТУ В 13-00281097-25-93.
Эти материалы размещаются в два или несколько слоев между металлическими сетками, завальцованными в металлические обоймы, которые монтируются в горловины крышек патронов.
Необходимая степень очистки от пыли выходящего из патрона воздуха достигается путем увеличения (экспериментальным подбором) количества слоев фильтрующего материала. Соответственно, аэродинамическое сопротивление патрона растет пропорционально количеству слоев фильтрующего материала, но не может превышать установленного в конструкторской документации уровня.
Вместе с тем, не всегда даже при максимально допустимом аэродинамическом сопротивлении патронов достигается необходимая степень очистки воздуха от пыли, при этом часть пыли выдувается в атмосферу обитаемого помещения и может попасть в органы дыхания человека.
Недостатком указанных аналогов является: вынос очищаемым воздухом щелочной пыли из поглотительных и регенеративных продуктов вследствие недостаточной эффективности работы фильтрующего материала, высокое аэродинамическое сопротивление.
Более того, пылевыделение является одним из основных браковочных показателей поглотительных и регенеративных патронов.
2) фильтры-поглотители на основе угольных сорбентов, например ФП-200УБ по ЕКЦТ.061429.057.000 ТУ, ФП-300Б по ЕКЦТ.061429.034.000 ТУ, в которых в процессе очистки атмосферного воздуха от токсичных газов, паров, аэрозолей, присутствующих в атмосфере, происходит выдувание очищаемым воздухом пылевой фракции угольных сорбентов и попадание ее в обитаемые помещения ЗС.
Это не допускается не только санитарными нормами, предъявляемыми к качеству воздуха для дыхания человека, но и опасно с точки зрения обеспечения пожарной безопасности объекта.
В отличие от поглотительных и регенеративных патронов конструкция узла фильтрования воздуха в фильтрах-поглотителях включает складчатый фильтр, в котором фильтрующий материал сгофрирован с образованием гофр с закругленными верхними и нижними краями, которые объединены (вклеены) в фиксирующие обоймы, в результате чего площадь фильтрующей поверхности фильтрующего элемента увеличивается и последний создает меньшее сопротивление потоку воздуха.
Это объясняется тем, что сгофрированный фильтрующий материал с гофрами имеет поверхность фильтрования, площадь которой напрямую зависит от количества технологически возможных гофров (складок) в фильтрующем элементе.
Таким образом, узел фильтрования воздуха аналога фильтра-поглотителя на основе угольных сорбентов, представляет собой самостоятельный конструкционный элемент в составе фильтра-поглотителя, включающий фильтр с максимально увеличенной поверхностью фильтрования за счет гофрирования фильтрующего материала и придания ему складчатой конструкции.
Данное конструктивное решение позволяет снизить линейную скорость воздушного потока через узел фильтрования и обеспечить высокую степень очистки воздуха от угольной пыли. Оно принято в качестве прототипа предлагаемого технического решения фильтра для поглотительного патрона.
Недостатком фильтра-поглотителя ФП-200УБ по ЕКЦТ.061429.057.000 ТУ является то, что конструкция его узла фильтрования и используемый фильтрующий материал не обеспечивают эффективную очистку от щелочной пыли, отличающейся коррозионными свойствами и в присутствии влаги, содержащейся в очищаемом воздухе, и в составе химического продукта на основе гидроксида лития, имеющей форму твердо-жидкого аэрозоля (в отличие от твердофазного аэрозоля угольной пыли в случае прототипа). Твердо-жидкая форма аэрозоля щелочной пыли способствует ускоренному росту аэродинамического сопротивления фильтрующего материала. Кроме того, геометрические размеры узла фильтрования прототипа не соответствуют размерам, обеспечивающим его применение в фильтре для поглотительного патрона, и узел фильтрования прототипа не может быть использован в составе поглотительного патрона без его реконструкции.
Задачей полезной модели является нахождение нового технического решения (конструкции) узла фильтрования воздуха в поглотительном патроне.
В предлагаемой полезной модели для достижения нового технического эффекта по улавливанию щелочной пыли химического продукта на основе гидроксида лития при прохождении очищаемого воздуха через поглотительный патрон последний включает фильтр для поглотительного патрона, состоящий из центральной перфорированной трубы 1, фильтрующего элемента 2 и кожуха сетчатого 3 (фигура). Фильтрующий элемент 2 представляет собой сгофрированный фильтрующий материал, площадь которого превосходит площадь фильтрующего элемента прототипа. Фильтрующий элемент имеет небольшое аэродинамическое сопротивление, которое незначительно возрастает при фильтровании твердожидкого аэрозоля щелочной пыли.
Применение в конструкции коллективных средств очистки и регенерации воздуха для очистки воздуха от токсичной щелочной пыли вышеописанного фильтра для поглотительного патрона позволяет исключить вынос пыли в атмосферу помещения ЗС и снизить аэродинамическое сопротивление поглотительного патрона потоку очищаемого воздуха.
Полезная модель поясняется чертежом (фигура), на котором фильтр поглотительного патрона показан в разрезе в составе самого поглотительного патрона.
Перечень позиций, указанных на чертеже (фигура):
1. центральная перфорированная труба;
2. фильтрующий элемент;
3. кожух сетчатый;
4. верхнее осевое отверстие поглотительного патрона;
5. химический продукт;
6. боковое отверстие в корпусе поглотительного патрона.
Работа фильтра поглотительного патрона осуществляется следующим образом.
Воздух из помещения ЗС поступает через боковое отверстие 6 в корпусе поглотительного патрона, проходит через слой химического продукта 5, кожух сетчатый 3, фильтрующий элемент 2, в котором происходит очистка от пыли и, далее, через центральную перфорированную трубу 1 и через верхнее осевое отверстие 4 очищенный воздух возвращается в помещение ЗС.
В результате экспериментальных проверок по подбору фильтрующего материала для фильтрующего элемента 2 было установлено, что в наибольшей степени предъявляемым требованиям удовлетворяет фильтрующий материал - бумага ВФБ 550 АБ по ТУ 5439-002-51560054-2003, используемый в конструкции фильтра марки ФП 207.1-126.
Были получены положительные результаты испытаний поглотительного патрона с фильтрующим материалом - бумагой ВФБ 550 АБ по устранению пылевыделения, при этом наличия щелочной пыли в выходящем из патрона воздухе не обнаружено, а также было установлено, что аэродинамическое сопротивление патрона в стандартных условиях испытаний: температуре окружающей среды от плюс 18°С до плюс 35°С, относительной влажности от 30% до 95%, атмосферном давлении от 712,5 мм рт.ст до 787,5 мм рт.ст. не превышает 25 мм вод.ст.
Габаритные размеры фильтра для поглотительного патрона (поз. 1, 2, 3 на фигуре) подобраны таким образом, чтобы обеспечить возможность заполнения внутреннего пространства поглотительного патрона химическим продуктом на основе гидроксида лития в необходимом количестве.