РЕГЕНЕРИРУЕМЫЙ ПАТРОННЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПЫЛИ

Полезная модель относится к области очистки газов от твердых аэрозолей и может быть использована в различных отраслях промышленности для улавливания пыли, в частности, атомной для очистки больших объемов воздуха, удаляемого из боксов с технологическим оборудованием.
Известен регенерируемый патронный фильтр для очистки воздуха от пыли, содержащий цилиндрический корпус с крышкой, патрубками для входа и выхода воздуха, горизонтальной перегородкой, разделяющей корпус на верхнюю «чистую» и нижнюю «пыльную» камеры. Нижняя часть последней выполнена конической и соединена со сборником пыли. Фильтр содержит снабженные системой регенерации фильтрующие элементы патронного типа, расположенные в нижней камере и закрепленные своими открытыми торцами на перегородке, имеющей соответствующие отверстия для прохода воздуха. Патрубок для входа очищаемого воздуха расположен в нижней части «пыльной» камеры (15.02.04 http://www.sovp/ym.com/).
Недостатком этого фильтра является то, что патрубок для входа запыленного воздуха расположен в нижней части «пыльной» камеры, в результате чего поток очищаемого воздуха в этой камере движется снизу вверх, что затрудняет оседание пыли в режиме регенерации фильтрующих элементов, когда осыпающаяся с поверхности фильтрующих элементов пыль распыляется встречным потоком воздуха и снова осаждается на поверхности патронов, что, в конечном счете, снижает эффективность регенерации и уменьшает срок службы фильтрующих элементов.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по количеству совпадающих признаков является регенерируемый патронный фильтр для очистки воздуха от пыли, содержащий цилиндрический корпус с крышкой, патрубок для входа воздуха, расположенный тангенциально к корпусу, патрубок для выхода воздуха, горизонтальную перегородку, разделяющую корпус на верхнюю «чистую» и нижнюю «пыльную» камеры, причем нижняя часть последней выполнена конической и соединена со сборником пыли. Кроме того, фильтр содержит оснащенные системой регенерации фильтрующие элементы патронного типа, которые расположены в нижней камере и закреплены своими верхними открытыми торцами на перегородке, имеющей соответствующие отверстия для прохода воздуха, и цилиндрический экран, закрепленный на перегородке, охватывающий фильтрующие элементы и отделяющий их от входного патрубка, расположенного на уровне средней части фильтрующих элементов (РФ, заявка №2007124773 от 03.07.2007, кл. В01D 46/02). Этот фильтр принят за прототип предлагаемой полезной модели.
Однако прототип по сравнению с предлагаемой полезной моделью имеет меньшую производительность при тех же габаритных размерах и меньший ресурс работы фильтрующих элементов.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является улучшение эксплуатационных качеств фильтра, а именно: уменьшение габаритов фильтра и увеличение ресурса фильтрующих элементов.
Указанный технический результат достигается предлагаемым фильтром для очистки воздуха от пыли, содержащим цилиндрический корпус с крышкой и с горизонтальной перегородкой, разделяющей корпус на верхнюю «чистую» и нижнюю «пыльную» камеры, причем нижняя часть последней выполнена конической и соединена со сборником пыли, два патрубка для входа воздуха, расположенные напротив друг друга в верхней части нижней камеры, тангенциально к ней и под углом 9-11° к горизонту, патрубок для выхода воздуха. Кроме этого, фильтр содержит снабженные системой регенерации фильтрующие элементы патронного типа, расположенные в нижней камере и закрепленные верхними открытыми торцами на перегородке, имеющей соответствующие отверстия для прохода воздуха, и цилиндрический экран, расположенный в верхней части нижней камеры, закрепленный на перегородке, охватывающий фильтрующие элементы и отделяющий их от патрубков для входа воздуха, при этом расстояние между экраном и стенкой камеры составляет 0,4-0,6 от диаметра патрубка для входа воздуха, а высота экрана составляет 0,25-0,35 от высоты фильтрующих элементов.
Отличием предложенного фильтра от прототипа является то, что он снабжен дополнительным патрубком для входа воздуха, причем оба патрубка расположены напротив друг друга в верхней части нижней камеры, тангенциально к ней и под углом 9-11° к горизонту, а экран имеется только в верхней части нижней камеры, при этом расстояние между экраном и стенкой камеры составляет 0,4-0,6 от диаметра патрубка для входа воздуха, а высота экрана составляет 0,25-0,35 от высоты фильтрующих элементов.
Из научно-технической литературы авторам не известен регенерируемый патронный фильтр для очистки воздуха от пыли, содержащий заявляемые признаки.
На фигуре приведен вид спереди в разрезе и вид сбоку предлагаемого фильтра, где:
1 - цилиндрический корпус;
2 - крышка;
3 - верхняя «чистая» камера;
4 - перегородка;
5 - нижняя «пыльная» камера;
6. цилиндрический экран;
7 - фильтрующие элементы;
8 - система регенерации;
9 - сборник пыли;
10 - патрубки для входа воздуха;
11 - патрубок для выхода воздуха.
Предлагаемый регенерируемый патронный фильтр для очистки воздуха от пыли содержит цилиндрический корпус (1) с крышкой (2), горизонтальную перегородку (4), разделяющую корпус па верхнюю «чистую» камеру (3) и нижнюю «пыльную» камеру (5), нижняя часть которой выполнена конической и соединена со сборником пыли (9). В нижней камере (5) расположены фильтрующие элементы патронного типа (7), закрепленные своими верхними открытыми торцами на перегородке (4), имеющей соответствующие отверстия для прохода воздуха, и оснащенные системой регенерации (8). В своей верхней части фильтрующие элементы (7) охвачены цилиндрическим экраном (6), высота которого составляет 0,25-0,35 от их высоты. Два патрубка для входа воздуха (10) расположены напротив друг друга в верхней части нижней камеры тангенциально к ней под углом 9-11° к горизонту. Расстояние между экраном (6) и стенкой нижней камеры (5) составляет 0,4-0,6 от диаметра патрубка для входа воздуха (10). Конструктивное расположение патрубков (10), и использование цилиндрического экрана (6), охватывающего верхнюю часть фильтрующих элементов (7), позволяет получить принципиально новую организацию потоков очищаемого воздуха внутри фильтра.
Предлагаемый фильтр работает следующим образом. Поступающий в фильтр поток воздуха в зазоре между экраном (6) и стенкой корпуса (1) закручивается по винтовой линии и при этом опускается. В результате вращательного движения происходит гравитационная сепарация тяжелых частиц пыли. Тяжелые частицы опускаются вдоль стенки корпуса в пылесборник (9), минуя фильтрующие элементы (7), а воздух, очищенный от тяжелых частиц пыли, продолжает движение вниз и, пройдя через фильтрующие элементы (7), поступает в верхнюю «чистую» камеру фильтра (3), откуда отводится через патрубок для выхода воздуха (11). Превалирующее направление движения воздуха в «пыльной» камере сверху вниз, что благоприятно сказывается в момент регенерации, когда осыпающаяся с фильтрующего элемента пыль и очищаемый воздух движутся в одном направлении и, следовательно, не происходит интенсивного повторного распыления падающих сгустков пыли. За счет уменьшения повторного осаждения пыли на фильтрующих элементах эффективность регенерации повышается, что ведет к увеличению промежутков времени между регенерациями и к увеличению ресурса фильтрующих элементов.
Опыты, проводимые на экспериментальных образцах фильтров, показали, что наименьшее аэродинамическое сопротивление фильтра при тангенциальном входе воздуха в верхней части нижней камеры при наличии экрана наблюдается в том случае, если патрубки для входа воздуха расположены напротив друг друга и под углом 9-11° к горизонту. Расположение патрубков для входа воздуха под углом менее 9° к горизонту или более 11° приводит к росту аэродинамического сопротивления. Кроме того, увеличение этого угла более 11° приводит к ухудшению сепарации крупных частиц пыли.
Расстояние между экраном и стенкой нижней камеры влияет на аэродинамическое сопротивление фильтра и на сепарацию крупных частиц пыли. При уменьшении указанного расстояния менее 0,4 от диаметра патрубка для входа воздуха возрастает аэродинамическое сопротивление, а при увеличении свыше 0,6 от диаметра патрубка для входа воздуха ухудшается сепарация крупных частиц. Это расстояние в предлагаемом фильтре значительно меньше, чем в прототипе, так как наличие второго патрубка для входа воздуха приводит к уменьшению диаметра этих патрубков, а это влечет за собой уменьшение габаритного диаметра корпуса фильтра.
Высота экрана влияет на эффективность регенерации фильтрующих элементов. Было замечено, что наиболее полное восстановление работоспособности фильтра (снижение его аэродинамического сопротивления при регенерации) наблюдается при коротком экране. Однако при высоте экрана менее 0,25 от высоты фильтрующих элементов наблюдается абразивный износ поверхности фильтрующих элементов и ухудшение сепарации крупных частиц. При увеличении высоты экрана более 0,35 от высоты фильтрующих элементов наблюдается заметное ухудшение регенерации, что проявляется в потребности более частого ее проведения и, следовательно, в уменьшении ресурса фильтрующих элементов.
Таким образом, с помощью многочисленных экспериментов было установлено, что совокупность заявленных признаков, а именно:
использование второго патрубка для входа воздуха, расположение обоих патрубков для входа воздуха напротив друг друга в верхней части нижней камеры тангенциально к ней и под углом 9-11° к горизонту, а также установка отделяющего фильтрующие элементы от патрубков для входа воздуха цилиндрического экрана высотой 0,25-0,35 от высоты фильтрующих элементов на расстоянии от стенки нижней камеры, равном 0,4-0,6 от диаметра патрубка для входа воздуха, позволяет значительно улучшить эксплуатационные качества предлагаемого фильтра.
Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение технического результата, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.