ФИЛЬТР С НЕПРЕРЫВНОЙ РЕГЕНЕРАЦИЕЙ
FILTER WITH CONTINUOUS REGENERATION

Фильтр с непрерывной регенерацией относится к области систем подготовки и очистки рабочих сред (газы, жидкости) и может найти применение в машиностроительной, строительной, химической, авиационной, экологической и других отраслях промышленности.
Наиболее близким по технической сущности и количеству совпадающих признаков к предлагаемому изобретению является фильтр, содержащий корпус с крышкой, в котором размещен блок фильтра с фильтрующими элементами, входной и выходной патрубки рабочей среды, бункер-накопитель и механизм вибровстряхивания с электронным блоком управления (патент RU 2342183). Неочищенная рабочая среда через входной патрубок поступает в корпус и затем в блок фильтра с фильтрующими элементами. Очищенная рабочая среда удаляется из фильтра через выходной патрубок. Элементы загрязнений осаждаются на фильтрующих элементах и периодически сбрасываются в бункер-накопитель механизмом вибровстряхивания с электронным блоком управления. Основными недостатками известного устройства являются необходимость остановки работы фильтра на время включения процесса регенерации фильтрующих элементов и наличие электрических систем управления процессами регенерации, что усложняет обслуживание, удорожает эксплуатацию объекта и ухудшает условия пожаровзрывобезопасности объекта.
Цель предлагаемого изобретения - устранение указанных недостатков. Эта цель достигается тем, что в фильтре с непрерывной регенерацией, содержащем корпус с крышкой, в котором размещен блок фильтра с фильтрующими элементами, входной и выходной патрубки рабочей среды, бункер-накопитель и механизм вибровстряхивания с блоком управления, блок управления содержит струйный генератор, канал питания которого через дополнительный фильтр подключен к входному патрубку рабочей среды, а его вентиляционные каналы - к выходному патрубку рабочей среды, формирующий импульсы давления рабочей среды, воздействующие на механизм вибровстряхивания, вызывая вибрации блока фильтра с частотой формирования импульсов давления струйного генератора.
На фиг. 1 - конструктивная схема фильтра с непрерывной регенерацией.
На фиг. 2а - условное изображение струйного релейного элемента.
На фиг. 2б - характеристика переключения струйного релейного элемента.
На фиг. 2в - принципиальная схема струйного генератора.
На фиг. 2г - циклограмма работы струйного генератора.
Фильтр с непрерывной регенерацией содержит корпус 1 с крышкой 2, в корпусе размещен блок фильтра 3 с фильтрующим элементом 4, входной патрубок 5 рабочей среды, выходной патрубок 6 рабочей среды, бункер-накопитель 7 и механизм вибровстряхивания, содержащий раму 8 с радиальными секторальными пазами 9, укрепленную на мембране 10, шток 11, кинематически связывающий раму 8 с жестким центром 12 мембраны 13. К раме 8 жестко прикреплен блок фильтра 3. Рама 8 имеет нижний 14 и верхний 15 упоры. Блок фильтра 3 имеет возможность перемещаться в осевом направлении между этими упорами. В исходном состоянии блок фильтра 3 пружиной 16 прижат к нижнему упору 14. Блок управления 17 содержит струйный генератор 18, канал питания 19 которого через дополнительный фильтр 20 подключен к входному патрубку 5 рабочей среды, а его вентиляционные каналы 21 и 22 - к камере А, образованной рамой 8 и мембранной 13. Камера А соединена с выходным патрубком 6. Выход 23 струйного генератора 18 через отверстие 24 в крышке 2 подключен к камере Б фильтра, образованной мембраной 13 и крышкой 2. Выход 25 струйного генератора 18 через сопротивление R и объем V (см. фиг. 2в) подключен к его каналу управления 26.
у
ср
у
отп
1
отп
ср
1
2
1
2
2
1
1
Рабочая среда через входной патрубок 5 корпуса 1 поступает к блоку фильтра 3, проходит процедуру очистки на фильтрующих элементах 4, через секторальные пазы 9 рамы 8 поступает в камеру А и затем через выходной патрубок 6 выходит из фильтра. При этом на фильтрующем блоке 3 создается перепад давлений ΔР, определяемый гидравлическим сопротивлением фильтрующего элемента 4 и степенью его загрязнения. Одновременно рабочая среда через дополнительный фильтр 20 подается в канал питания 19 струйного генератора 18, построенного на базе моностабильного релейного элемента (см. фиг. 2а). Если давление Р в канале управления 26 моностабильного релейного элемента больше давления Р, то, согласно характеристике переключения (см. фиг. 2б), на его выходе 23 имеется «единичное» давление больше давления окружающей среды, т.е. давления в камере А, а на выходе 25 - «нулевое» давление, равное давлению окружающей среды, т.е. давлению в камере А. Если давление Р в канале управления 26 меньше давления Р, на выходе 23 появляется «нулевое» давление, а на выходе 25 - «единичное давление». В режиме генератора (см. фиг. 2в) давление Р через RV контур поступает в канал управления 26, в результате чего в нем устанавливаются периодические колебания давлений в диапазоне от Р до Р (см. фиг. 2г). При этом на его выходе 23 устанавливаются прямоугольные импульсы давления, поступающие затем через отверстие 24 в крышке 2 в камеру Б. В камере Б, таким образом, устанавливаются импульсы давления с периодом Т, определяемым параметрами RV контура струйного генератора 18. При этом в промежуток времени τ давление в камере Б больше давления в камере А, а в промежуток времени τ давление в камере Б равно давлению в камере А (см. фиг. 2г). Это означает, что в промежуток времени τ на блок фильтра 3 в направлении нижнего упора 14 действует сила от затяжки пружины 16 плюс сила от перепада давлений между камерами А и Б, действующая на эффективную площадь мембраны 13. В промежуток времени τ на блок фильтра 3 в направлении нижнего упора 14 действует только сила от затяжки пружины 16. В противоположном направлении, т.е. в сторону верхнего упора 15, всегда действует сила от перепада давлений ΔР на блоке фильтра 3, определяемая гидравлическим сопротивлением фильтрующего элемента 4 и степенью его загрязнения. Чем больше степень загрязнения фильтрующего элемента 4, тем больше перепад давлений ΔР на блоке фильтра 3, а следовательно, и сила, стремящаяся оторвать блок фильтра 3 от нижнего упора 14. Когда эта сила превысит силу от затяжки пружины 16, то в промежутки времени τ, когда на блок фильтра 3 в направлении нижнего упора 14 действует только сила от затяжки пружины 16, блок фильтра 3 «всплывает», отрываясь от нижнего упора 14, и прижимается к верхнему упору 15. В следующий промежуток времени τ к силе от затяжки пружины 16 добавляется сила от перепада давлений ΔР между камерами А и Б. В результате в промежуток времени τ блок фильтра 3 отрывается от верхнего упора 15 и прижимается к нижнему упору 14. Далее процесс повторяется, т.е. включается режим регенерации, при котором блок фильтра 3 начинает вибрировать между упорами 14 и 15. В результате вибраций и ударных нагрузок на блок фильтра 3 загрязняющие массы активно отрываются от фильтрующего элемента 4 и осыпаются в бункер-накопитель 7. При этом процесс очищения рабочей среды не останавливается. Допустимая степень загрязнения фильтрующего элемента 4, при которой включается процесс регенерации фильтра, определяется затяжкой пружины 16. Причем если степень загрязнения фильтрующего элемента 4 увеличивается, режим регенерации становится более энергичным, т.е. увеличиваются частота и сила ударных нагрузок на фильтрующий блок 3, так как при этом увеличивается и перепад давлений рабочей среды на струйном генераторе 18, и, как следствие, увеличивается амплитуда давлений импульсов рабочей среды в камере Б. Если в результате включения режима регенерации степень загрязнения фильтрующего элемента 4 становится меньше допустимой, режим регенерации приостанавливается.
Таким образом, в предлагаемом техническом решении процесс регенерации непрерывно автоматически включается и выключается в зависимости от степени загрязнения фильтра без остановки процесса очищения рабочей среды. Это упрощает обслуживание, удешевляет эксплуатацию, увеличивает срок службы объекта. Кроме того, не требуется электрообеспечение объекта, что повышает его пожаровзрывобезопасность в эксплуатации.