Устройство для очистки воздуха

Устройство для очистки воздуха
Полезная модель относится к воздухоочистительным устройствам, в частности, к устройствам для очистки от пылевидных частиц транспортирующего воздуха пневмотранспортирующих установок.
Известны фильтрующие элементы, выполненные в виде проволоки, намотанной на каркас, который изготовлен в виде полого цилиндра (авт. свид. СССР № 455739, кл. В 01Д 25/10, 1972).
Недостатком такого устройства является постепенное забивание пылевидными частицами рабочей поверхности фильтрующего элемента в процессе работы, а очистка возможна после прекращения работы.
Известно также устройство для очистки воздуха, включающее корпус с бункером, фильтрующий элемент, установленный в корпусе и соединенный с фильтрующим элементом механизм его регенерации (патент ФРГ № 1607722, кл. В 01Д 46/44, 1974).
Недостатком этого устройства является неравномерность очистки фильтровального элемента от осевшей на его поверхности пыли, так как механизм регенерации не обеспечивает равномерного импульса встряхивания по всей фильтрующей поверхности, и, кроме того, ударная нагрузка способствует к быстрому выходу из строя элементов конструкции.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является устройство для очистки воздуха, включающее корпус с бункером, фильтрующий элемент, установленный в корпусе и соединенный с фильтрующим элементом механизм его регенерации, при этом механизм регенерации размещен на фильтрующем
МПКВ01Д46/42
элементе и выполнен в виде закрепленного на приводном валу шнека, а фильтрующий элемент выполнен в виде струн (авт. свид. СССР № 741914, кл.ВО Д46/42, 1976).
Однако, в таком устройстве при симметричности прогиба струн фильтрующего элемента относительно продольной оси шнека, структура движения воздушного потока носит стационарный характер, что не является оптимально возможным условием для качественной очистки от пылевидных частиц воздуха при пневмотранспортировании.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении технологического процесса очистки воздуха за счет кинематики движения механизма регенерации - шнека и силового поля воздействия его винтовой поверхности на фильтрующий элемент.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для очистки воздуха, включающее корпус с бункером, фильтрующий элемент, установленный в корпусе и соединенный с фильтрующим элементом механизм его регенерации, при этом механизм регенерации размещен на фильтрующем элементе и выполнен в виде закрепленного на приводном валу шнека, а фильтрующий элемент выполнен в виде струн, согласно полезной модели, шнек установлен на приводном валу с возможностью углового и осевого перемещений относительно вала посредством коаксиально расположенных на нем винтовых пружин, одни концы которых закреплены соответственно на приводном валу, а другие - на цилиндрической обечайке шнека, при этом шнек снабжен расположенным вдоль оси его вращения механизмом вибрации, выполненным в виде соединенных с корпусом подшипниковой опоры шаровых упоров и контактирующих с ними выступов, закрепленных на одном из торцов цилиндрической обечайке шнека.
На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 дан разрез А - А на фиг.1; на фиг. 3 - сечение В - В на фиг. 2; на фиг. 4 и 5 механизм вибрации вдоль оси вращения шнека, в двух положениях.
Устройство состоит из корпуса 1 с бункером 2, патрубков 3 и 4 соответственно входа загрязненного и выхода очищенного воздуха, фильтрующего элемента 5, перекрывающего сечение корпуса между входным и выходным патрубками. Фильтрующий элемент выполнен в виде параллельно натянутых струн на каркас 6, который закреплен в стенках корпуса. На фильтрующем элементе в опорных подшипниковых узлах установлен механизм регенерации, выполненный в виде приводного вала 7 с размещенным на нем шнеком 8. Причем вал со шнеком установлен на фильтрующем элементе так, что наружный диаметр шнека продавливает струны на некоторую величину вниз.
Шнек 8 установлен на приводном валу 7 с возможностью углового и осевого перемещений относительно вала 7 посредством коаксиально расположенных на нем разнонаправленных цилиндрических винтовых пружин 9 растяжения - сжатия, внутренние концы которых закреплены на втулках 10, установленных на валу 7 посредством скользящего соединения «шпонка паз с возможностью перемещения вдоль него. Наружные концы пружин 9 жестко укреплены посредством присоединительных элементов 11 на цилиндрической обечайке шнека 8, свободно охватывающей приводной вал 7.
Шнек 8 снабжен механизмом вибрации вдоль оси его вращения. Механизм принудительной вибрации шнека выполнен из шаровых упоров 12, неподвижно соединенных с корпусом подшипниковой опоры приводного вала 7, и выступов 13, жестко закрепленных на торце цилиндрической обечайке шнека с возможностью периодического взаимодействия упомянутых выступов с шаровыми упорами.
В бункере установлено разгрузочное устройство 14, выполненное, например, в виде обратного клапана.
Устройство для очистки воздуха работает следующим образом.
В рабочем режиме очистки воздуха вращение вала 7 с установленным на нем шнеком 8 осуществляется от шестерни 15 привода. При одном обороте вращающегося вала каждая из натянутых струн один раз отжимается вниз
от плоскости общего ряда при набегании соответствующей линии винтовой поверхности шнека 8. Толщина и шаг винтовой поверхности шнека 8 определяют количество отжатых струн, а частота вращения соответственно определяет их частоту колебаний. Таким образом, фильтрующий элемент 5 приобретает волнообразное движение.
Поскольку шнек 8 снабжен механизмом принудительной вибрации, то при вращении приводного вала 7 выступы 13, расположенные на торце цилиндрической обечайки шнека, периодически вступают в контакт с шаровыми упорами 12, перемещая шнек вдоль вала 7, например, влево. При этом левая пружина 9 испытывает деформацию растяжения, а правая сжатие. При дальнейшем вращении выступы 13 шнека сходят с шаровых упоров 12. Под действием пружин 9 шнек перемещается вдоль приводного вала 7 вправо. Режим силового воздействия на шнек со стороны механизма вибрации и силовой контакт его винтовой поверхности с фильтрующим элементом, в свою очередь, приводят к переменной деформации - возбуждению упругих элементов - пружин 9 (связывающих упруго шнек с приводным валом 7) как в осевом направлении - вдоль вала 7, так и в окружном (угловом) - вокруг вала 7, что, в конечном счете, проявляется в непрерывном автоколебании шнека 8 в осевом с амплитудой ± Л и угловом - с амплитудой ± а направлениях при одностороннем непрерывном вращении шнека. При этом автоколебательный процесс шнека является незатухающим, так как за каждый полный оборот принудительное возбуждение пружин повторяется по указанной схеме.
Сложные пространственные траектории колебательных движений шнека, пульсирующие силовые воздействия и геометрические условия контактирования его винтовой поверхности с фильтрующим элементом, в свою очередь, формируют широкий спектр колебаний струн, изгибные волны которых характеризуются большими вариациями амплитуд и частот этих колебаний, быстрыми их изменениями. Загрязненный воздух, подаваемый во входной патрубок 3, проходит через фильтрующий элемент 5, очищается вследствие неоднократного изменения направления воздушного потока. При осциллирующем (колебательном) процессе движения шнека в осевом и угловом направлениях одновременно многократное изменение формы и фронта волны фильтрующей поверхности за короткий промежуток времени создает дополнительные пульсирующие скорости воздушного потока и давления воздуха, что способствует более эффективному и качественному выполнению операции очистки запыленного воздуха. Очищенный воздух из корпуса выходит через выходной патрубок 4. Осаждающиеся в бункере 2 частицы могут выгружаться любым известным способом, периодически, по мере накопления, при открывании обратного клапана 14.
Вибрационно - колебательный режим движения шнека носит самопроизвольный, т.е. без наличия каких-либо специальных энергоприводов, характер с регулируемыми первоначальными амплитудами колебаний. Резкие большой частоты колебания шнека одновременно в двух направлениях обеспечивают соответствующую высокую активную подвижность его спиральных витков в зоне контакта с фильтрующей поверхностью и, следовательно, и хорошую самоочистку струн от сильно адгезированных с ними частиц материала.
Предлагаемое техническое решение просто в конструктивном исполнении и при использовании улучшает эксплуатационно-технические характеристики устройства для очистки воздуха.
Формула полезной модели
Устройство для очистки воздуха, включающее корпус с бункером, фильтрующий элемент, установленный в корпусе и соединенный с фильтрующим элементом механизм его регенерации, при этом механизм регенерации размещен на фильтрующем элементе и выполнен в виде закрепленного на приводном валу шнека, а фильтрующий элемент выполнен в виде струн, отличающееся тем, что шнек установлен на приводном валу с возможностью углового и осевого перемещений относительно вала посредством коаксиально расположенных на нем винтовых пружин, одни концы которых закреплены соответственно на приводном валу, а другие - на цилиндрической обечайке шнека, при этом шнек снабжен расположенным вдоль оси его вращения механизмом вибрации, выполненным в виде соединенных с корпусом подшипниковой опоры шаровых упоров и контактирующих с ними выступов, закрепленных на одном из торцов цилиндрической обечайке шнека.
Фиг. I
А - А