КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА ФИЛЬТРАЦИИ

Полезная модель предназначена для очистки воздуха от пыли и может быть использована в газотранспортных системах, в частности в воздухоочистительных устройствах газотурбинных двигателей, применяемых в газоперекачивающих агрегатах, на электростанциях, при подаче воздуха на технологические нужды в черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности и др. Изобретение позволяет обеспечить эффективную очистку воздуха от высокодисперсной пыли методом фильтрации.
Наиболее близким аналогом к заявленной полезной модели является фильтровальная установка для очистки воздуха, содержащая корпус с входными и выходными отверстиями, кассеты с ребрами жесткости, расположенные в корпусе и включающие сетку с фильтровальным материалом, при этом кассеты выполнены в виде шестигранников, расположенных в корпусе в виде сот (А.с. СССР №797731, приоритет 17.01.1977).
Недостатком известного устройства низкая удельная поверхность фильтрующего элемента, при которой достигается эффективность пылеулавливания только до 90%.
При создании настоящей полезной модели решались технические задачи повышения эффективности пылеулавливания.
Поставленная техническая задача решалась тем, что фильтровальная установка для очистки воздуха состоит из фильтров первой, второй и третьей ступеней очистки, размещенных в первом и втором корпусах, соединенных между собой любым известным образом, первый корпус имеет входное и выходное отверстия для очищаемого воздуха и снабжен упорами для
1
фильтров первой и второй ступеней, а также фиксаторами фильтра второй ступени, стенки первого корпуса во входном отверстии снабжены выступами, перпендикулярными его стенкам, фильтр первой ступени очистки содержит влагоотделитель, снабженный с обеих сторон приспособлениями для его фиксации в первом корпусе, фильтр второй ступени очистки представляет собой фильтр карманного типа, под фильтром первой ступени в днище первого корпуса выполнены отверстия для отвода капельной влаги, фильтр третьей ступени очистки размещен во втором корпусе, фильтры первой и второй ступеней очистки размещены с зазором L, а фильтры второй и третьей ступеней очистки размещены с зазором L, при этом зазор L между фильтрами первой и второй ступенями очистки лежит в пределах:
L=(0,08÷0,2)·Н
1
где: Н - высота корпуса фильтров первой и второй ступеней очистки, а зазор L между фильтрами второй и третьей ступеней очистки лежит в пределах:
1
L=(0,08÷0,25)·Н
Влагоотделитель может быть выполнен в виде плоской пластины из улавливающего и отводящего влагу материала. Приспособления для фиксации влагоотделителя в первом корпусе могут состоять из размещенных по обе стороны влагоотделителя решеток и пар фиксирующих стержней. Решетки и фиксирующие стержни могут быть выполнены из металла или другого жесткого материала, например углепластика. Фильтр карманного типа может состоять из клинообразных кассет, выполненных из фильтровального материала и установленных в несущем каркасе так, что делят вторую ступень очистки на камеры «грязного» и «чистого» воздуха. Отношение площади входного сечения фильтра второй ступени очистки к площади его выходных поверхностей находится в интервале от 0.10 до 0,25.
Фильтр третьей ступени очистки может состоять из гофропакетов, прикрепленных к клинообразным несущим рамкам второго корпуса, а отношение площади входного сечения фильтра третьей ступени очистки к площади его выходных поверхностей находится в интервале от 0.003 до 0,007. Гофры фильтров третьей ступени размещены перпендикулярно длинной стороне гофропакета.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 изображены в аксонометрии отдельные конструктивные элементы комбинированной системы фильтрации воздуха, на фиг.2 изображен фронтальный вид на первый корпус, на фиг.3 показан вид сбоку на комбинированную систему фильтрации воздуха, на фиг.4 - разрез А-А на фиг.2, на фиг.5 - узел 1 на фиг.4; на фиг.6 - узел 2 на фиг.4.
Комбинированная система фильтрации воздуха (фильтровальная установка для очистки воздуха) состоит из фильтров первой 1, второй 2 и третьей 3 ступеней очистки, размещенных в первом 4 и втором 5 корпусах, соединенных между собой любым известным образом, например ультразвуковой сваркой, болтами и т.п.
Первый корпус 4 имеет входное и выходное отверстия для очищаемого воздуха и снабжен упорами 6 и 7 для фильтров первой и второй ступеней очистки соответственно, а также фиксаторами 8 фильтра второй ступени 2 очистки.
Стенки 9 первого корпуса 4 во входном отверстии снабжены выступами 10, перпендикулярными его стенкам.
Фильтр первой ступени 1 очистки состоит из влагоотделителя, который может быть выполнен в виде плоской пластины из улавливающего и отводящего влагу материала. Фильтр первой ступени 1 снабжен с обеих сторон приспособлениями для его фиксации в первом корпусе, которые состоят из
решеток 11 и пар фиксирующих стержней 12. Решетки 11 и фиксирующие стержни 12 могут быть выполнены из металла или другого жесткого материала, например углепластика.
Под фильтром первой ступени 1 очистки в днище первого корпуса 4 выполнены отверстия 16 для отвода капельной влаги.
Упоры 6 и 7, фиксаторы 8, выступы 10, решетки 11 и фиксирующие стержни 12 обеспечивают неподвижное и герметичное соединение фильтров первой и второй ступеней очистки с первым корпусом
Фильтр второй ступени 2 очистки представляет собой фильтр карманного типа и может состоять из клинообразных кассет 13, выполненных из фильтровального материала и установленных в несущем каркасе так, что делят вторую ступень очистки на камеры «грязного» 14 и «чистого» воздуха 15. Отношение площади входного сечения фильтра второй ступени очистки к площади его выходных поверхностей может находится в интервале от 0.10 до 0,25.
Фильтр третьей ступени 3 очистки размещен во втором корпусе 5 и состоит из гофропакетов 17, установленных в клинообразные несущие рамки второго корпуса 18 и залитых по периметру герметиком (на чертеже условно не показан). Отношение площади входного сечения фильтра третьей ступени очистки к площади его выходных поверхностей находится в интервале от 0.003 до 0,007, а гофры фильтров третьей ступени размещены перпендикулярно длинной стороне гофропакета.
1
Фильтры первой и второй ступеней очистки размещены с зазором L, а фильтры второй и третьей ступеней очистки размещены с зазором L, при этом зазор L между фильтрами первой и второй ступенями очистки лежит в пределах:
L=(0,08÷0,2)·Н
где: Н - высота корпуса фильтров первой и второй ступеней очистки,
1
а зазор L между фильтрами второй и третьей ступеней очистки лежит в пределах:
1
L=(0,08÷0,25)·Н
Комбинированная система фильтрации была испытана на опытном стенде заявителя.
При работе комбинированной системы фильтрации очищаемая среда (воздух) через решетку 11, удерживаемую парой стержней 12, поступает во влагоотделитель, в котором очищается от капельной влаги и частично от твердых примесей.
Первая ступень очистки предназначена для улавливания и отвода капельной влаги, очистки воздуха от крупных включений и твердых частиц размером более 50 мк. Фильтр размером 540×540 мм был выполнен из стекловолокнистого материала толщиной 50 мм, соответствующего классу фильтрации G2 по стандартам DIN EN 779.
Наличие выступов 10 на стенках 9 первого корпуса 4, упора 6 для фильтра первой ступени, решеток 11 и пар стержней 12 позволяет надежно закрепить без изгиба материал влагоотделителя в первом корпусе 4 и тем самым предотвратить проседание материала влагоотделителя и переток неочищенной среды.
Осушенный и частично очищенный воздух через вторую решетку 11 и полость шириной L поступает во вторую ступень 2 очистки, соответствующую классу фильтрации G4 того же стандарта и выполненную на основе синтетического материала Synfasan. Карманы клиновидной формы длиной 200 мм, изготовленные из указанного материала, крепились на раме из жесткого пластика. Вторая ступень предназначена для очистки воздуха от твердых примесей размером более 10 мк.
Третья ступень очистки соответствовала 7-9 классам по стандартам DIN EN 779. Восемь гофропакетов, размещенных вертикально (с горизонтальным размещением гофр), устанавливались в клинообразные несущие рамки корпуса, выполненные из жесткого пластика или металла, образовывали четыре клинообразных кармана и заливались по периметру герметиком, что полностью исключало переток воздуха в обход фильтра и
2
обеспечивало его герметичность. Габаритный размер секции составлял 592×592 мм, длина гофропакетов - 296 мм. Площадь фильтрации составляла 18 м. Третья ступень предназначена для очистки воздуха от мелкодисперсных (менее 10 мкм) твердых примесей
Испытания проводились на пыли по ГОСТ 8002-74 (помола ВНИИТрансмаш) при номинальной производительности 3400 м3/час. Эффективность очистки при этом составила для первой ступени - 27.6%, для второй - 41÷51%, для третьей ступени - 98.2% (90% у наиболее близкого аналога).
1
Выполнение полостей между фильтрами первой и второй ступенями длиной L, а также между фильтрами второй и третьей ступенями длиной L обеспечивает эффективный сбор отсепарированной влагоотделителем жидкости и образовавшихся в нем и во второй ступени агломератов из твердых примесей.
Обеспечение герметичного соединения фильтров первой 1 и второй 1 ступеней с соответствующими упорами 6 и 7, а также наличие отверстий 16 под влагоотделителем позволяет надежно предотвращать проход отсепарированной влаги за фильтр первой и второй ступеней на фильтр третьей ступени, что значительно увеличивает временной ресурс его работы.
Предложенная конструкция комбинированной системы фильтрации воздуха обеспечивает замену первой и второй ступеней очистки воздуха без демонтажа всей конструкции (корпусов 4 и 5) комбинированной системы фильтрации.