ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ РУКАВНОГО ФИЛЬТРА С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ РУКАВОВ

Полезная модель относится к устройствам очистки газа или воздуха от пыли, в частности к рукавным фильтрам с горизонтальным расположением рукавов которые используют на производстве, в условиях с ограниченным пространством производственных помещений, в различных областях промышленности, особенно в металлургии, химической промышленности, пищевой промышленности, и при изготовлении строительных материалов.
Известен фильтровальный элемент рукавного фильтра, который состоит из металлического каркаса, и тканевого рукава, одетого на металлический каркас, где металлический каркас нераздельно соединен с металлическими крепежными деталями фильтровального элемента, с помощью которых фильтровальный элемент крепят в корпусе рукавного фильтра, а металлический каркас состоит из нераздельно соединенных между собой продольных и поперечных ребер, изготовленных из металлических прутков [1].
Недостатком этого устройства является то, что удаление пыли из тканевого рукава, при его продувке сжатым газом или воздухом, в рукавном фильтре с горизонтальным расположением рукавов, является не достаточно эффективным, из-за того, что при расположении в одном ряду фильтровальных элементов, на определенном расстоянии друг от друга, поток сжатого воздуха или газа с одного фильтровального элемента, гасится встречным потоком сжатого воздуха или газа, при одновременной продувке тканевого рукава соседнего фильтровального элемента. Это происходит из-за использования фильтровальных элементов, у которых поперечное сечение тканевого рукава, одетого на фильтровальный элемент имеет геометрическую форму эллипса или геометрическую форму, близкую к эллипсу. (Поперечное сечение тканевого рукава фильтровального элемента, в рукавном фильтре с горизонтальным расположением рукавов, в указанном устройстве, имеет форму эллипса или геометрическую форму, близкую к эллипсу. При этом фильтровальный элемент крепят в корпусе рукавного фильтра так, что самый большой его габаритный размер, в поперечном сечении, лежит на вертикальной оси симметрии поперечного сечения фильтровального элемента.)
Кроме этого фильтровальный элемент имеет большую материалоемкость, поскольку, конструкция его металлического каркаса не является оптимальной.
Наиболее близким является фильтровальный элемент рукавного фильтра типа HSS, который также состоит из металлического каркаса, и тканевого рукава, одетого на металлический каркас, где металлический каркас нераздельно соединен с металлическими крепежными деталями фильтровального элемента, с помощью которых фильтровальный элемент крепят в корпусе рукавного фильтра, при этом металлический каркас состоит из нераздельно соединенных между собой продольных и поперечных ребер, изготовленных из металлических прутков [2].
Этому устройству свойственны такие же недостатки.
В основу полезной модели поставлена задача, путем усовершенствования конструкции фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, увеличить эффективность удаления пыли из рукава рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, и минимизировать материалоемкость фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов.
2
2
2
2
1. Поставленная задача решается тем, что в фильтровальном элементе рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, который состоит из металлического каркаса, и тканевого рукава, одетого на металлический каркас, где металлический каркас нераздельно соединен с металлическими крепежными деталями фильтровального элемента, с помощью которых фильтровальный элемент крепят в корпусе рукавного фильтра, при этом металлический каркас состоит из нераздельно соединенных между собой продольных и поперечных ребер, изготовленных из металлических прутков, новым является то, что каждое из поперечных ребер каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов имеет геометрическую форму близкую к ромбу, причем геометрическая форма каждого из поперечных ребер каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, близкая к ромбу, и вписанная в классическую геометрическую форму ромба так, что длина большей диагонали ромба, в который вписана геометрическая форма, близкая к ромбу, поперечного ребра каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, лежит в пределах от 250 мм до 350 мм, а острый угол ромба, в который вписана геометрическая форма, близкая к ромбу, поперечного ребра каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, лежит в пределах от 14 градусов до 35 градусов, и наименьший радиус закругления геометрической формы, близкой к ромбу, каждого из поперечных ребер каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, лежит в пределах от 3 мм до 20 мм, причем минимальное расстояние между двумя поперечными ребрами каркаса лежит в пределах от 200 мм до 300 мм, а минимальное расстояние между двумя продольными ребрами каркаса, по поверхности поперечного ребра каркаса, лежит в пределах от 30 мм до 80 мм, при том, что самая большая площадь поперечного сечения прутков поперечных ребер каркаса, лежит в пределах от 5 мм до 38 мм, и самая большая площадь поперечного сечения прутков продольных ребер каркаса, лежит в пределах от 5 мм до 38 мм.
2. Новым по п. 1 является то, что фильтровальный элемент рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов имеет складку.
3. Новым по п. 1 является то, что фильтровальный элемент рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов имеет складку, прижатую к рукаву фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, кольцом.
На фиг. 1 изображен каркас фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов. Буквой N обозначено минимальное расстояние между двумя поперечными ребрами каркаса.
На фиг. 2 изображено сечение А-А, указанное на фиг. 1. Буквой М обозначено минимальное расстояние между двумя продольными ребрами каркаса, по поверхности поперечного ребра каркаса.
На фиг. 3 изображено поперечное ребро каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов. Буквой L обозначена длина большей диагонали ромба q, в который вписана геометрическая форма, близкая к ромбу, поперечного ребра каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов.
На фиг. 4 изображена часть поперечного ребра каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов. Буквой R обозначен наименьший радиус закругления геометрической формы поперечного ребра каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов. Буквой α обозначен острый угол ромба, в который вписанная геометрическая форма, близкая к ромбу, поперечного ребра каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов. Буквой d1 обозначен диаметр прутка поперечного ребра каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов.
На фиг. 5 изображена часть продольного разреза фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов. Буквой d2 обозначен диаметр прутка продольного ребра каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов.
На фиг. 6 изображена часть фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов в собранном виде.
Фильтровальный элемент рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов содержит металлический каркас, который состоит из поперечных ребер 1 и продольных ребер 2, нераздельно соединенных между собой, например, путем сваривания металла. Металлический каркас фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, также нераздельно соединен с металлическими крепежными деталями фильтровального элемента 3 и 4, с помощью которых фильтровальный элемент крепят в корпусе рукавного фильтра (фиг. 1).
Каждое из поперечных ребер 1 каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, имеет геометрическую форму близкую к ромбу (фиг. 2).
Геометрическая форма каждого из поперечных ребер каркаса 1 фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, которая близка к ромбу, вписана в классическую геометрическую форму ромба 5 так, что длина большей диагонали ромба q, обозначенная буквой L, лежит в пределах от 250 мм до 350 мм (фиг. 3).
Острый угол ромба 5, в который вписана геометрическая форма, близкая к ромбу, поперечного ребра каркаса фильтровального элемента 1 рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, который обозначен буквой α, лежит в пределах от 14 градусов до 35 градусов (фиг. 4).
Наименьший радиус закругления геометрической формы каждого из поперечных ребер каркаса 1 фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, который обозначен буквой R, лежит в пределах от 3 мм до 20 мм (фиг. 4).
Поперечные ребра каркаса 1 расположены так, что минимальное расстояние между двумя поперечными ребрами каркаса 1, обозначенное буквой N, лежит в пределах от 200 мм до 300 мм (фиг. 1).
Продольные ребра каркаса 2 расположены так, что минимальное расстояние между двумя продольными ребрами каркаса, по поверхности поперечного ребра каркаса 1, обозначенное буквой М, лежит в пределах от 30 мм до 80 мм (фиг. 2).
2
2
2
Поперечные ребра каркаса 1 изготовлены из металлических прутков, причем самая большая площадь поперечного сечения прутков поперечных ребер каркаса 1 лежит в пределах от 5 мм до 38 мм. Прутки могут иметь круглую форму в поперечном сечении, прямоугольную форму поперечного сечения, или любую другую геометрическую форму поперечного сечения. При круглой форме поперечного сечения прутков, площадь поперечного сечения S1 вычисляют из соотношения: S1=π·d1/4, где d1 - диаметр прутка поперечного ребра каркаса 1 (фиг. 4).
2
2
2
Продольные ребра каркаса 2 также изготовлены из металлических прутков, причем самая большая площадь поперечного сечения прутка продольных ребер каркаса 2, лежит в пределах от 5 мм до 38 мм. Прутки могут иметь круглую форму поперечного сечения, прямоугольную форму поперечного сечения, или любую другую геометрическую форму поперечного сечения. При круглой форме поперечного сечения прутков, площадь поперечного сечения S2, вычисляют из соотношения: S2=π·d2/4, где d2 - диаметр прутка продольного ребра каркаса 2 (фиг. 5).
На каркас фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, одет тканевый рукав 6, изготовленный из фильтровальной ткани. Тканевый рукав 6 закреплен на каркасе фильтровального элемента (фиг. 5).
Тканевый рукав 6 может содержать складку 7 (фиг. 5). Складка ткани рукава 7, может быть прижата к тканевому рукаву 6 фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов кольцом 8 (фиг. 6).
Фильтровальный элемент рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, расположен в корпусе рукавного фильтра так, что большая диагональ ромба 5 - q, является вертикальной.
Фильтровальный элемент рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, работает следующим образом. В корпус рукавного фильтра подают грязный газ или воздух. С помощью фильтровальной ткани рукава 6, фильтруют пыль, которая поступает в корпус рукавного фильтра с потоком грязного газа или воздуха. Чистый газ или воздух поступает в фильтровальный элемент, то есть, во внутреннюю его часть, где расположен каркас фильтровального элемента. После чего чистый газ или воздух удаляют из корпуса рукавного фильтра.
Через установленный промежуток времени, или при увеличении аэродинамического сопротивления потока грязного газа или воздуха, более установленного значения, тканевый рукав 6 продувают сжатым газом или воздухом, с одной стороны фильтровального элемента, с той, где расположена крепежная деталь фильтровального элемента 3, или с обеих сторон фильтровального элемента. Накопленную в тканевом рукаве пыль выдувают, и затем накапливают в нижней части корпуса рукавного фильтра. Накопленную пыль в нижней части корпуса рукавного фильтра удаляют из рукавного фильтра.
Благодаря тому, что тканевый рукав, одетый на каркас фильтровального элемента, в своем поперечном сечении имеет форму, близкую к ромбу, удаление пыли становится более эффективным, из-за того, что при расположении в одном ряду фильтровальных элементов, на определенном расстоянии друг от друга, поток сжатого воздуха или газа, с одного фильтровального элемента, не гасится встречным потоком сжатого воздуха или газа, при одновременной продувке тканевого рукава соседнего фильтровального элемента этого же ряда. В этом случае потоки сжатого газа или воздуха, из двух соседних фильтровальных элементов, при них одновременной продувке, почти полностью направляют вверх или вниз, относительно фильтровальных элементов, а не навстречу друг другу. То есть, потоки сжатого воздуха или газа направляют в более свободное пространство, между рядами фильтровальных элементов в рукавном фильтре. Два соседних фильтровальных элемента одного ряда, поверхностями своих тканевых рукавов, в этом случае, образовывают объемную форму, подобную соплу Лаваля. Такая объемная форма даже ускоряет скорость движения потоков сжатого воздуха или газа.
Угол α не должен быть меньше 14 градусов, поскольку это уменьшит эффективность удаления пыли из тканевого рукава фильтровального элемента 6. Мощность ударной волны сжатого воздуха или газа, при продувке тканевого рукава 6, в этом случае, будет весьма неравномерной. Во внутреннем пространстве фильтровального элемента, близкому к острому углу ромба 5, то есть к углу α, мощность ударной волны сжатого воздуха или газа будет недостаточной для эффективного удаления пыли из рукава 6, при длине фильтровального элемента около двух метров (при односторонней продувке рукава 6), особенно в той части внутреннего пространства фильтровального элемента, которая близка к крепежной детали 4.
Угол α также не должен быть больше 35 градусов, поскольку это неоправданно увеличит материалоемкость рукавного фильтра. В этом случае неоправданно возрастает один из габаритных размеров рукавного фильтра, например его ширина.
Длина диагонали ромба q, которая обозначена буквой L, не должна быть меньше 250 мм, поскольку это уменьшит эффективность удаления пыли из рукава 6, особенно в той части внутреннего пространства фильтровального элемента, которая близка к крепежной детали 4, при односторонней продувке рукава 6. Слишком малым будет внутреннее пространство фильтровального элемента, для формирования мощной ударной волны сжатого газа или воздуха.
Длина L также не должна быть больше 350 мм, поскольку это неоправданно увеличит материалоемкость рукавного фильтра. Неоправданно большой будет высота рукавного фильтра.
Радиус закругления R не должен быть больше 20 мм, поскольку это неоправданно уменьшит площадь фильтровальной ткани рукава 6. При неизменной производительности рукавного фильтра, это обусловит увеличение количества фильтровальных элементов, что в свою очередь, увеличит материалоемкость рукавного фильтра. Материалоемкость рукавного фильтра всегда обусловливает его себестоимость.
Радиус закругления R не должен быть меньше 3 мм, поскольку это уменьшит эффективность удаления пыли из фильтровальной ткани рукава 6, в той его части, которая близка к острому углу ромба 5, то есть к углу α. Мощность ударной волны сжатого газа или воздуха здесь будет недостаточной, особенно в той части внутреннего пространства фильтровального элемента, которая близка к крепежной детали 4, при односторонней продувке рукава 6.
Расстояние между двумя поперечными ребрами каркаса 1, которое обозначено буквой N, не должно быть больше 300 мм, и расстояние между двумя продольными ребрами каркаса, по поверхности поперечного ребра каркаса 1, что обозначено буквой М, не должно быть больше 80 мм. Это неоправданно увеличит материалоемкость каркаса фильтровального элемента рукавного фильтра.
Расстояние между двумя поперечными ребрами каркаса 1, которое обозначено буквой N, не должно быть меньше 200 мм, и расстояние между двумя продольными ребрами каркаса, по поверхности поперечного ребра каркаса 1, которое обозначено буквой М, не должно быть меньше 30 мм. В этом случае прочность каркаса фильтровального элемента будет недостаточной. К тому же это обусловит провисание фильтровальной ткани рукава 6 и уменьшит эффективность удаления пыли из рукава 6.
2
2
Поперечные ребра каркаса 1, которые изготовлены из металлических прутков, не могут иметь площадь поперечного сечения S1, меньше 5 мм, и продольные ребра каркаса 2 также изготовлены из металлических прутков, не могут иметь площадь поперечного сечения S2, меньше 5 мм, поскольку это неоправданно уменьшит прочность каркаса фильтровального элемента.
2
2
Поперечные ребра каркаса 1, изготовленные из металлических прутков, не могут иметь площадь поперечного сечения S1, больше 38 мм, и продольные ребра каркаса 2, также изготовленные из металлических прутков, не могут иметь площадь поперечного сечения S2, больше 38 мм, поскольку это неоправданно увеличит материалоемкость каркаса фильтровального элемента.
Благодаря этому, материалоемкость каркаса фильтровального элемента, и как следствие материалоемкость всего фильтровального элемента, является оптимальной, то есть минимально возможной, при указанном диапазоне размеров деталей каркаса фильтровального элемента и расстояниями между ними.
Использование складки фильтровальной ткани 7 также увеличит эффективность удаления пыли из рукава 6, поскольку это увеличит равномерность натягивания фильтровальной ткани рукава 6 по всей длине каркас а фильтровального элемента.
Использование кольца 8, которое прижимает складку 7 к фильтровальной ткани рукава 6, тоже увеличит эффективность удаления пыли из рукава 6. В этом случае, складка 7 не будет мешать потокам сжатого воздуха или газа при продувке рукава 6, то есть не будет уменьшать скорость потоков сжатого газа или воздуха.
Таким образом, фильтровальный элемент рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, позволяет увеличить эффективность удаления пыли из рукава рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, и минимизировать материалоемкость фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов. При этом, конструкция фильтровального элемента рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов, практически не нуждается в усложнении, по сравнению с существующими конструкциями фильтровальных элементов рукавных фильтров.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Фильтровальный элемент рукавного фильтра с горизонтальным расположением рукавов ООО «Фабрика рукавных фильтров» г. Кременчуг, Полтавская обл., http://frf.com.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=34&Itemid=88
2. Фильтровальный элемент рукавного фильтра типа HSS предприятия ЕСО INSTAL, г. Познань, Польша, http://www.ecoinstal.ru/FLAT-BAG_tipa_HSS,109.html