Фильтровальный рукав

Полезная модель относится к фильтровальным рукавам каркасного типа, которые используются в установках для сухого улавливания пылевидных технологических продуктов в процессе их производства и в установках для аспирации промышленных газов и воздуха в химической, металлургической, горнорудной, строительных материалов, пищевой и других отраслях промышленности.
7
Известен фильтровальный рукав (см. патент RU №2207898, МПК B01D 46/02, дата публикации 10.07.2003), состоящий из рабочей и концевых частей, одна из которых выполнена открытой и образована манжетой, внутри которой расположены прижимное кольцо для крепления фильтровального рукава в отверстии рукавной плиты фильтровальной установки, кольцевая прокладка и упорный элемент, выполненный с возможностью образования двух выступов и впадины между ними для охватывания рукавной плиты с обеих ее сторон при монтаже в отверстии рукавной плиты. Манжета образована сложением отдельной полоски материала и соединена с рабочей частью по меньшей мере одним кольцевым швом. Кольцевая прокладка образована сложением полоски материала с охватыванием прижимного кольца по его периметру, при этом высота кольцевой прокладки превышает высоту упорного элемента. Свободные концы кольцевой прокладки соединены под упорным элементом по меньшей мере одним кольцевым швом с манжетой таким образом, что между ними и рабочей частью образуется зазор. Упорный элемент выполнен в виде двух жгутов, свободно размещенных внутри манжеты без фиксирования их положения относительно прижимного кольца. При монтаже в отверстии рукавной плиты жгуты упорного элемента вручную раздвигают друг относительно друга внутри манжеты таким образом, чтобы они охватывали рукавную плиту с обеих ее сторон. Кольцевая прокладка предназначена для обеспечения равномерного уплотнения открытой концевой части в отверстии рукавной плиты при использовании фильтровальных рукавов, изготовленных из материалов с различной толщиной.
Недостатками известного фильтровального рукава являются:
- проскальзывание верхнего жгута упорного элемента внутри манжеты через отверстие в рукавной плите и последующее падение фильтровального рукава внутрь фильтровальной установки, обусловленное отсутствием средств для фиксирования упорного элемента относительно прижимного кольца, что приводит к интенсивной потере материалом жгутов упругих свойств в результате воздействия значительных динамических нагрузок при эксплуатации;
- недостаточная прочность материала фильтровального рукава в зоне соединения манжеты с рабочей частью, обусловленная последовательным соединением свободных концов манжеты с кольцевой прокладкой и рабочей частью с образованием зазора между их кромками, что приводит к снижению площади поперечного сечения в этой зоне, воспринимающей значительные динамические нагрузки при эксплуатации.
Указанные недостатки приводят к повышенному износу и быстрому повреждению материала фильтровальных рукавов на стыке манжеты и рабочей части, что существенно снижает их ресурс, а также надежность механической фиксации и уплотнения в отверстиях рукавной плиты, что нарушает герметичность узлов соединения фильтровальных рукавов с рукавной плитой и приводит к превышению допускаемых концентраций выбросов промышленных газов и загрязненного воздуха в атмосферу или к увеличению потерь готового продукта, например, при производстве технического углерода.
7
Известен фильтровальный рукав (см. патент RU №2366492, МПК B01D 46/02, дата публикации 10.09.2009), состоящий из рабочей и концевых частей, одна из которых выполнена открытой и образована манжетой, внутри которой расположены прижимное кольцо для крепления фильтровального рукава в отверстии рукавной плиты фильтровальной установки, кольцевая прокладка и упорный элемент, выполненный с образованием двух выступов и впадины между ними для охватывания рукавной плиты с обеих ее сторон. Манжета образована сложением отдельной полоски материала, а ее свободные концы расположены с обеих сторон или с одной из сторон рабочей части и соединены с ней по меньшей мере одним кольцевым швом. Кольцевая прокладка расположена между прижимным кольцом и упорным элементом и выполнена из самоклеящегося текстильного тканого материала, закрепленного на наружной поверхности прижимного кольца. Высота кольцевой прокладки соответствует высоте прижимного кольца и упорного элемента. Последний выполнен в виде жгутов, расположенных группами по меньшей мере по два и зафиксированных на кольцевой прокладке.
Выполнение упорного элемента в виде жгутов, расположенных внутри манжеты группами по меньшей мере по два, и фиксирование их взаимного положения на кольцевой прокладке позволяет практически исключить проскальзывание верхней группы жгутов через отверстие в рукавной плите и последующее падение фильтровального рукава внутрь фильтровальной установки.
Недостатком известного фильтровального рукава является недостаточная прочность материала в зоне соединения манжеты с рабочей частью, обусловленная резким уменьшением площади поперечного сечения от участка с прижимным кольцом и упорным элементом к участку из тканевого материала, состоящему из двух слоев ткани манжеты и одного слоя ткани рабочей части. Резкое уменьшение площади поперечного сечения в этой зоне, воспринимающей значительные динамические нагрузки при эксплуатации, приводит к быстрому повреждению фильтровальных рукавов и, соответственно, существенному снижению как их ресурса, так и надежности механической фиксации и уплотнения в отверстиях рукавной плиты, что, свою очередь, нарушает герметичность узлов соединения фильтровальных рукавов с рукавной плитой и приводит к превышению допускаемых концентраций выбросов промышленных газов и загрязненного воздуха в атмосферу, а также увеличению потерь готового продукта, например, при производстве технического углерода.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования конструкции фильтровального рукава за счет иного выполнения кольцевой прокладки и иной ее взаимосвязи с манжетой и рабочей частью в зоне их соединения, что существенно повышает ресурс фильтровального рукава при эксплуатации при одновременном обеспечении надежности уплотнения и его механической фиксации в сопрягаемых отверстиях рукавной плиты фильтровальной установки.
Технический результат от реализации поставленной задачи заключается в увеличении площади поперечного сечения фильтровального рукава в зоне соединения кольцевой прокладки с манжетой и рабочей частью, что позволяет существенно снизить нагруженность этой зоны и, соответственно, уменьшить интенсивность ее повреждения при эксплуатации по сравнению с известными техническими решениями.
Поставленная задача решается тем, что в фильтровальном рукаве, состоящем из рабочей и концевых частей, одна из которых выполнена открытой и образована манжетой, внутри которой расположены прижимное кольцо для крепления фильтровального рукава в отверстии рукавной плиты фильтровальной установки, кольцевая прокладка и упорный элемент, выполненный с образованием двух выступов и впадины между ними для охватывания упомянутой рукавной плиты с обеих ее сторон, при этом манжета образована сложением отдельной полоски материала и соединена с рабочей частью по меньшей мере одним кольцевым швом, а упорный элемент посредством кольцевой прокладки зафиксирован относительно прижимного кольца внутри манжеты, согласно полезной модели кольцевая прокладка выполнена таким образом, что ее высота превышает высоту упорного элемента, а конец упомянутой прокладки соединен под упорным элементом по меньшей мере одним кольцевым швом с манжетой и рабочей частью фильтровального рукава.
При этом противоположная концевая часть фильтровального рукава выполнена закрытой.
Усовершенствованная конструкция фильтровального рукава обеспечивает достижение заявляемого технического результата. Выполнение кольцевой прокладки таким образом, что ее высота превышает высоту упорного элемента, а конец упомянутой прокладки соединен под упорным элементом по меньшей мере одним кольцевым швом с манжетой и рабочей частью фильтровального рукава, позволяет за счет материала упомянутой прокладки увеличить количество слоев материала и, соответственно, площадь поперечного сечения фильтровального рукава в зоне соединения манжеты с рабочей частью и за счет этого снизить нагруженность и интенсивность повреждения этой зоны. Таким образом, заявляемое техническое решение обеспечивает повышение ресурса фильтровальных рукавов. При этом за счет фиксации положения упорного элемента внутри манжеты обеспечиваются надежное уплотнение и механическая фиксация фильтровального рукава в сопрягаемых отверстиях рукавной плиты.
Сущность полезной модели поясняется на примере выполнения фильтровального рукава каркасного типа, который используют в установках для сухого улавливания пылевидных технологических продуктов в процессе их производства и в установках для аспирации промышленных газов и воздуха.
Фильтровальный рукав представлен чертежами, где:
- на фиг. 1 показан общий вид фильтровального рукава;
- на фиг. 2 - вид I на фиг. 1 - пример выполнения фильтровального рукава с упорным элементом в виде двух колец, охваченных манжетой из сложенной полоски нетканого текстильного материала, расположением манжеты с внутренней стороны от рабочей части, выполненной из нетканого текстильного материала;
- на фиг. 3 - вид I на фиг. 1 - то же, с расположением рабочей части между концами манжеты;
- на фиг. 4 - вид I на фиг. 1 - то же, с расположением манжеты с наружной стороны от рабочей части;
- на фиг. 5 - вид I на фиг. 1 - то же, с прострочкой материала манжеты и кольцевой прокладки во впадине между упорными элементами;
- на фиг. 6 - вид I на фиг. 1 - то же, с упорным элементом из цельной полоски текстильного материала со сложенными в несколько слоев концами;
- на фиг. 7 - вид I на фиг. 1 - то же, с упорным элементом в виде одного кольца из цельного профиля;
- на фиг. 8 - вид I на фиг. 1 - то же, с упорным элементом из двух полосок текстильного материала, сложенных в несколько слоев;
- на фиг. 9 - вид I на фиг. 1 - то же, с упорным элементом в виде двух колец из профильного материала;
- на фиг. 10 - вид I на фиг. 1 - пример выполнения фильтровального рукава с упорным элементом в виде двух колец, охваченных манжетой из сложенной полоски нетканого текстильного материала, с прострочкой материала манжеты и кольцевой прокладки во впадине между упорными элементами, расположением манжеты с наружной стороны от рабочей части, выполненной из тканого текстильного материала;
- на фиг. 11 - вид I на фиг. 1 - пример выполнения фильтровального рукава с упорным элементом в виде двух колец, охваченных манжетой из сложенной полоски нетканого текстильного материала, расположением манжеты с наружной стороны от рабочей части, выполненной из тканого текстильного материала;
- на фиг. 12 - вид I на фиг. 1 - то же, с выполнением рабочей части из нетканого текстильного материала;
- на фиг. 13 - вид I на фиг. 1 - то же, с выполнением манжеты из нетканого текстильного материала, а рабочей части из тканого текстильного материала;
- на фиг. 14 - вид I на фиг. 1 - то же, с выполнением манжеты и рабочей части из тканого текстильного материала и расположением рабочей части между концами манжеты;
- на фиг. 15 - вид I на фиг. 1 - то же, с выполнением рабочей части из нетканого текстильного материала.
Фильтровальный рукав состоит (фиг. 1) из рабочей части 1 и концевых 2 и 3 частей. Рабочая часть 1 выполнена соединением кромок текстильного материала продольным швом 4, например, «внахлест» тремя параллельными строчками z цепного стежка. В зависимости от материала рабочей части 1, например при его изготовлении из тканого материала, продольный шов 4 может быть выполнен «в замок».
Концевая часть 2 выполнена открытой в виде манжеты, образованной сложением отдельной полоски материала с соединением ее кромок между собой продольным швом 5, например тремя или четырьмя параллельными строчками, выполненными под углом и со смещением относительно продольного шва 4 рабочей части 1.
Внутри манжеты расположены прижимное кольцо 6 для крепления фильтровального рукава в отверстии рукавной плиты 7 фильтровальной установки, упорный элемент 8, выполненный с образованием двух выступов и впадины между ними (не обозначены) для охватывания рукавной плиты 7 с обеих сторон, и кольцевая прокладка 9, расположенная между упомянутыми прижимным кольцом 6 и упорным элементом 8 (фиг. 2-15).
В рассматриваемых примерах исполнения прижимное кольцо 6 выполнено в виде металлической полосы из пружинной стали.
Упорный элемент 8 может быть выполнен в виде отдельных элементов с круглым поперечным сечением, например жгутов или канатов (фиг. 2-5, 10-15), изготовленных, например, из войлока, и/или резины, и/или асбеста, и/или стекловолокна, и/или полимерных волокон. Отдельные элементы могут быть выполнены также с иной формой поперечного сечения, например в виде сложенных в несколько слоев полосок текстильного материала 10, соединенных между собой посредством швов 11, например, строчками z цепного стежка (фиг. 8), или в виде профильных жгутов 12 из резины, или войлока, или пластического материала (фиг. 9). Упорный элемент может быть выполнен также в виде цельного профильного элемента 13, изготовленного, например, из резины, или из войлока, или из пластического материала (фиг. 7), или аналогичного элемента 14, изготовленного из полоски текстильного материала, концы которой сложены или скручены по меньшей мере в два слоя и соединены между собой посредством швов 15, например строчками z цепного стежка (фиг. 6), или прессования, или склеивания. Выступы на цельном профильном элементе 13 и профильных жгутах 12 могут иметь круглую, прямоугольную или иную форму.
Кольцевая прокладка 9 может быть выполнена из текстильного тканого или нетканого материала с одно- или двухсторонним клеевым покрытием или из самоклеющейся ленты. Кольцевая прокладка 9 с двухсторонним клеевым покрытием соединена с прижимным кольцом 6 и с упорными элементами 8, или 10, или 12-14 посредством склеивания. Кольцевая прокладка 9 с односторонним клеевым покрытием соединена с прижимным кольцом 6 посредством склеивания, а фиксирование упорных элементов 8 внутри манжеты осуществляют посредством сшивания во впадине между ними материала кольцевой прокладки 9 с материалом манжеты кольцевым швом 16 двумя строчками z цепного стежка (фиг. 5, 10) или посредством склеивания посредством дополнительной самоклеющейся ленты. Под упорными элементами 8, 10, 12-14 конец кольцевой прокладки 9 соединен с манжетой и рабочей частью 1 фильтровального рукава по меньшей мере одним кольцевым швом 17, выполненным двумя (фиг. 3, 14, 15) или тремя (фиг. 2, 4-13) параллельными строчками z. При этом свободные концы манжеты могут быть расположены как с обеих сторон от сопрягаемой рабочей части 1 (фиг. 3, 14, 15), так и с одной из ее сторон: внутренней (фиг. 2) или наружной (фиг. 4-13), и соединены с рабочей частью 1 по меньшей мере одним кольцевым швом 18, выполненным одной строчкой z (фиг. 4-9, 13) или двумя параллельными строчками z (фиг. 2, 3, 10-12, 14, 15).
Манжета и рабочая часть 1 фильтровального рукава могут быть выполнены из одного вида текстильного материала - тканого (фиг. 11, 14), либо нетканого (фиг. 2-9), либо из их комбинации (фиг. 10, 12, 13, 15).
Концевая часть 3 (нижняя) фильтровального рукава выполнена закрытой, например, посредством донышка круглой формы с отогнутой по его периметру кромкой (не показаны). На внешней или внутренней поверхности концевой части 3 может быть закреплена усиливающая накладка (не обозначена) с соединением кромок между собой продольным швом 19 (фиг. 1), а донышко установлено таким образом, чтобы его отогнутая кромка была обращена к торцу рукава (не показано).
Фильтровальный рукав используется в работе следующим образом.
Фильтровальные рукава монтируют в вертикальном положении закрытой концевой частью 3 вниз в герметичной секции фильтровальной установки (не показано). Для этого каждый фильтровальный рукав опускают через отверстие в рукавной плите 7, вручную сжимают открытую концевую часть 2 и заводят ее в отверстие рукавной плиты 7 таким образом, чтобы верхний выступ упорных элементов 8, или 10, или 12-14 располагался с внешней стороны рукавной плиты 7, а нижний выступ - с противоположной ее стороны. Необходимая плотность в узле соединения обеспечивается за счет охватывания противоположных сторон рукавной плиты 7 соответствующими выступами упорных элементов 8, или 10, или 12-14. Механическая фиксация фильтровального рукава в отверстии рукавной плиты 7 обеспечивается за счет пружинящих свойств прижимного кольца 6, которое без перекосов обжимает открытую концевую часть 2 по периметру отверстия. Затем в фильтровальный рукав через открытую концевую часть 2 опускают каркас (не показан).
При работе фильтровальной установки запыленный газ по газопроводу подают в замкнутое пространство секции и, проходя через материал рабочей части 1 фильтровальных рукавов, он очищается от пыли, после чего через выпускной газоход направляется в атмосферу. В процессе фильтрования частицы пыли оседают на внешней поверхности рабочей части 1. По мере осаждения пыли сопротивление материала рабочей части 1 фильтровальных рукавов поступающему запыленному газу постепенно увеличивается. Когда оно достигнет некоторого предельного значения, фильтровальная установка переводится в режим регенерации для очистки фильтровальных рукавов от осевшей на них пыли. Регенерация фильтровальных рукавов осуществляется, как правило, автоматически путем подачи сжатого воздуха через клапаны импульсами внутрь каждого рукава. В процессе регенерации слой пыли на наружной поверхности фильтровальных рукавов разрушается и она оседает в бункер, откуда удаляется выгрузочным устройством. После регенерации материал фильтровальных рукавов восстанавливает свои фильтрующие качества.
Заявляемое техническое решение позволяет увеличить площадь поперечного сечения фильтровального рукава в зоне соединения кольцевой прокладки с манжетой и рабочей частью и за счет этого снизить нагруженность и интенсивность повреждения этой зоны. Предлагаемое конструктивное исполнение фильтровального рукава обеспечивает его надежное уплотнение в сопрягаемых отверстиях рукавной плиты с учетом как конструктивных допусков, так и степени износа в процессе эксплуатации. Кроме этого предлагаемая конструкция фильтровального рукава является универсальной, т.к. позволяет изготавливать его из тканого и нетканого текстильного материала или из их комбинаций, что расширяет технологические возможности использования рукава с учетом физико-химических особенностей фильтруемой среды. В результате обеспечивается повышение качества фильтрования и коэффициента улавливания технологических продуктов.