ФИЛЬТР РУКАВНЫЙ ДЛЯ ТРЕХСТУПЕНЧАТОЙ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ
SLEEVE FILTER FOR THREE-STAGE AIR CLEANING OF MECHANICAL IMPURITIES

Изобретение предназначено для очистки газа и/или воздуха производственных помещений, оборудование которых загрязняет воздух, в частности для очистки аспирационного воздуха, отбираемого от деревообрабатывающих шлифовальных станков, содержащего 100% древесную шлифовальную пыль с твердыми абразивными частицами, которая является пожаро- и взрывоопасной, и возврата очищенного воздуха в производственное помещение. Для получения более высокого технического результата по сравнению с известными решениями, а именно снижения эксплуатационных затрат на восстановительные ремонты после взрывов за счет устранения условий для их образования и расширения функциональных возможностей фильтра, в камере очищенного воздуха между пылеулавливающими камерами под клапанными отверстиями очищенного воздуха установлена Т-образная перегородка, имеющая горизонтальную платформу и опущенную вниз вертикальную стенку, по одну сторону от которой с присоединением к ее свободному концу установлена панель воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК, снабженных проволочными каркасами, с образованием снизу панели камеры дополнительного пылеулавливания и размещением сверху панели камеры дополнительно очищенного воздуха, в которой между горизонтальной платформой и панелью воздушных ячейковых фильтров установлена, по крайней мере, одна поперечная перегородка, разделяющая панель на две секции, кроме того на входе и выходе камер дополнительного пылеулавливания и дополнительно очищенного воздуха и в поперечной перегородке установлены инспекционные люки, имеющие отверстия с фланцевыми патрубками, к которым присоединены управляемые воздушные заслонки, дополнительно обеспечивающие совместно с основным центробежным вентилятором основной и форсированный режимы регенерации панели воздушных ячейковых фильтров путем обратной продувки очищенным воздухом в режиме всасывания, при этом коллектор вывода дополнительно очищенного воздуха установлен с охватом инспекционных люков с управляемыми воздушными заслонками, размещенными на выходе из камер дополнительно очищенного воздуха и дополнительного пылеулавливания, рециркуляционный воздуховод снабжен тройником с дополнительным воздуховодом, который соединен с отверстием в бункере фильтра, а на дополнительном и рециркуляционном воздуховодах на выходах из тройника, а также на подводящем трубопроводе загрязненного воздуха перед фильтром установлены управляемые воздушные заслонки, обеспечивающие возврат загрязненного продувочного воздуха в бункер фильтра и его подачу на фильтрующие рукава в режиме всасывания по рециркуляционной схеме.
Заявляемое решение относится к области очистки воздуха или газа, а также их смесей от механический примесей, в частности к очистке аспирационного воздуха, отбираемого от деревообрабатывающих шлифовальных станков, содержащего 100% древесную шлифовальную пыль, которая является пожаро- и взрывоопасной, и возврата очищенного воздуха в производственное помещение.
Заявляемое решение может быть использовано в мукомольной, текстильной, химической и других отраслях промышленности, в которых аспирационный воздух производств содержит 100% пожаро- и взрывоопасную пыль типа древесной шлифовальной.
Из источников научно-технической и патентной информации известно большое количество модификаций рукавных фильтров. Среди них выбраны те, в которых пылеулавливающие камеры фильтрующих рукавов установлены в ряд с размещением между ними панели воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК, не имеющей регенерации, что обеспечивает возможность дальнейшего их усовершенствования в направлении, указанном в формуле изобретения заявляемого решения.
Известен фильтр рукавный для трехступенчатой очистки воздуха от механических примесей, патент № 2202401 C1, B01D 46/02, содержащий по крайней мере один ряд фильтрующих модулей, каждый из которых имеет две установленные с промежутком между их боковыми стенками пылеулавливающие камеры с секциями вертикально расположенных фильтрующих рукавов, коллекторы переменного сечения для ввода загрязненного и вывода очищенного воздуха, размещенные в промежутке между пылеулавливающими камерами, коллектор продувочного воздуха, основной центробежный вентилятор и рециркуляционный воздуховод с тройником, соединенным с нагнетательным патрубком основного центробежного вентилятора, дополнительный центробежный вентилятор, всасывающий патрубок которого соединен с тройником, установленным на нагнетательном рециркуляционном воздуховоде основного центробежного вентилятора, а нагнетательный патрубок - с входным отверстием коллектора продувочного воздуха, жалюзийные решетки, наклонно установленные под каждой пылеулавливающей камерой, клапанные коробки, установленные на трубных решетках пылеулавливающих камер, с размещенными в них приводными клапанами тарельчатого типа, взаимодействующими поочередно с двумя соосными отверстиями, расположенными по одному на коллекторах продувочного и очищенного воздуха по их горизонтальной оси одно над другим в каждой клапанной коробке, а две зеркально расположенные клапанные коробки одного модуля имеют общую перегородку, разделяющую пары их соосных отверстий, бункер с разгрузочным устройством для механических примесей коническо-цилиндрической формы. Кроме того, фильтр содержит, по крайней мере, одну однорядную панель воздушных ячейковых фильтров, размещенную во входном отверстии конфузора, установленного между коллекторами загрязненного и очищенного воздуха по всей длине ряда модулей и дополнительным коллектором переменного сечения, входное отверстие которого соединено с выходным отверстием коллектора очищенного воздуха, а выходное отверстие конфузора - со всасывающим патрубком основного центробежного вентилятора.
Работа фильтра осуществляется следующим образом.
Загрязненный воздух, содержащий древесную шлифовальную пыль, из коллектора для ввода загрязненного воздуха каждого ряда модулей поступает в бункеры. Поток загрязненного воздуха, огибая направляющие щитки, проходит через жалюзийные решетки, оставляя в бункерной части древесную пыль, далее поступает в фильтрующие рукава и панель воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК, в которых воздух очищается от древесной пыли, очищенный воздух подается основным центробежным вентилятором в рециркуляционный воздуховод. Процесс фильтрации в рукавах осуществляется в течение расчетного времени, контролируемого посредством реле времени, после срабатывания которого включается дополнительный центробежный вентилятор и начинается процесс последовательной регенерации рукавных секций.
Для регенерации фильтрующей ткани рукавов закрывается клапанное отверстие очищенного воздуха регенерируемой рукавной секции и открывается клапанное отверстие продувочного воздуха. Дополнительный центробежный вентилятор забирает очищенный воздух из тройника, установленного на нагнетательном рециркуляционном воздуховоде основного центробежного вентилятора, и подает его через продувочный коллектор и клапанное отверстие в клапанную коробку регенерируемой рукавной секции. При этом фильтровальные рукава продуваются в обратном направлении. Пыль с рукавов сбрасывается в бункерную часть фильтра, а загрязненный продувочный воздух поступает в коллектор загрязненного воздуха и, пройдя через жалюзийные решетки, распределяется по рукавным секциям, работающим в режиме фильтрации, после чего проходит дополнительную очистку в панели воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК и поступает в основной центробежный вентилятор.
Основной центробежный вентилятор в режимах фильтрации и регенерации имеет различную производительность. В режиме регенерации большую производительность, чем в режиме фильтрации, на величину производительности дополнительного центробежного вентилятора. Регулирование производительности основного центробежного вентилятора при переходе с режима фильтрации на режим регенерации и, наоборот, осуществляется посредством управляемой дроссельной заслонки, установленной внутри рециркуляцинного воздуховода.
Отличия известного фильтра состоят в том, что на всех штоках приводных клапанов тарельчатого типа шарнирно установлены верхний и нижний тарельчатые клапаны, между которыми размещены пружины сжатия. На штоках жестко закреплены ползуны в форме прямоугольного тела, имеющие направляющие и консольно установленные ролики, взаимодействующие с кулачками, выполненными с внутренним вогнутым рабочим профилем с разрывом и жестко установленными на приводном распределительном валу с равномерным угловым смещением по окружности относительно друг друга на угол φ=(360°-α)/n, где α=25…30° - угол совмещения циклов регенерации смежных рукавных секций, n - число рукавных секций. Шарниры тарельчатых клапанов выполнены в виде шаровых опор, в которых шары имеют сквозные отверстия с подвижно установленными в них штоками с возможностью поочередного подъема верхнего и нижнего тарельчатого клапанов.
Вышеописанный рукавный фильтр имеет следующие недостатки:
1. Вызывает большие эксплуатационные затраты на восстановительные ремонты фильтра после взрывов, которые заключаются в замене обгоревших фильтрующих рукавов и воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК новыми в результате отсутствия системы регенерации панели ФЯК и накапливания в ней большого количества древесной шлифовальной пыли, а также возникновения разряда статического электричества, который приводит к взрыву.
2. Имеет ограниченные функциональные возможности. Наличие приводного распределительного вала с кулачками для подъема и опускания штоков приводных клапанов, а также наличие коническо-цилиндрического лопастного разгрузителя пыли в фильтре ограничивают размеры фильтра по длине и, как следствие, ограничивают его производительность по воздуху.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Фильтр рукавный для трехступенчатой очистки воздуха от механических примесей», патент № 2336930 С2 с приоритетом от 12 сентября 2006 г., МПК B01D 46/02, который содержит, по крайней мере, один ряд фильтрующих модулей, каждый из которых имеет две, установленные с промежутком между их боковыми стенками пылеулавливающие камеры, снабженные в верхней части трубными решетками со сквозными патрубками и секциями вертикально расположенных фильтрующих рукавов, закрепленных верхними открытыми концами на патрубках трубных решеток, коллектор переменного сечения для ввода загрязненного воздуха, размещенный в промежутке между пылеулавливающими камерами, коллектор вывода очищенного воздуха, коллектор продувочного воздуха, снабженный на входе запорным клапаном, основной центробежный вентилятор, установленный у переднего торца каждого ряда модулей, и рециркуляционный воздуховод, клапанные коробки, установленные на трубных решетках с размещенными в них приводными клапанами тарельчатого типа, взаимодействующими поочередно с двумя соосными отверстиями для продувочного и очищенного воздуха, расположенными на горизонтальной оси коллектора продувочного воздуха одно над другим в каждой клапанной коробке, а две зеркально расположенные клапанные коробки одного модуля имеют общую перегородку, разделяющую пары их соосных отверстий, герметичную камеру обслуживания, установленную на клапанных коробках, бункер, выполненный из трех частей, верхняя из которых квадратного сечения, а нижняя цилиндрической формы, в верхней части бункера предусмотрены отверстия для ввода загрязненного воздуха, снабженные направляющими щитками и поворотными заслонками, установленными на центральной перегородке, разделяющей бункер по вертикали, под каждой пылеулавливающей камерой наклонно установлена жалюзийная решетка, а нижняя цилиндрическая часть бункера выполнена в виде кольцевого желоба с отверстием для выгрузки механических примесей в шлюзовый разгрузитель с расположением шлюзовых разгрузителей в смежных рядах модулей в шахматном порядке, над желобом по оси цилиндрической части установлено приводное разгрузочное устройство коническо-цилиндрической формы с лопастями, закрепленными радиально на наружной поверхности цилиндрической части и опущенными в желоб, кроме того, фильтр содержит, по крайней мере, одну однорядную панель воздушных ячейковых фильтров, а коллектор продувочного воздуха снабжен дополнительным центробежным вентилятором, нагнетательный патрубок которого соединен с входным отверстием продувочного коллектора. Отличия известного фильтра состоят в том, что панель воздушных ячейковых фильтров установлена горизонтально в промежутке между пылеулавливающими камерами под клапанными отверстиями для очищенного воздуха с образованием верхней камеры очищенного воздуха, которая подсоединена к всасывающему патрубку дополнительного центробежного вентилятора, и нижней камеры дополнительно очищенного воздуха, выполненный с одним открытым торцом, к которому присоединен коллектор вывода очищенного воздуха, выступающий за пределы ряда модулей и имеющий две вертикальные боковые стенки с прямоугольными окнами, в которые встроены сотовые решетки, выполненные из плоских и гофрированных лент жаропрочного материала, имеющие суммарную площадь живого сечения гофр, обеспечивающего предотвращение прохождения огня через них при установленной производительности основного центробежного вентилятора, кроме того, к коллектору вывода очищенного воздуха на выходе из панелей огневых преградителей присоединены приемные коллекторы переменного сечения, выходные отверстия которых соединены с патрубками собирающего тройника, соединенного на выходе со всасывающим патрубком основного центробежного вентилятора.
Несмотря на большое количество совпадающих признаков прототипа и заявляемого решения отсутствие в прототипе отличительных признаков последнего не обеспечивает получение технического результата, заключающегося в снижении эксплуатационных затрат на восстановительные ремонты фильтра после взрывов пыли и расширении функциональных возможностей фильтра по следующим причинам.
1. Фильтр не имеет системы регенерации панели воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК, что вызывает накапливание в панели ФЯК большого количества взрывоопасной древесной шлифовальной пыли, которая при образовании разрядов статического электричества или проскоке искры в бункер фильтра взрывается. При этом обгорают не только воздушные ячейковые фильтры, изготовленные из ткани ФНИИ-3, но и фильтрующие рукава. При восстановительном ремонте фильтра демонтируют обгоревшие фильтрующие рукава и воздушные ячейковые фильтры ФЯК и заменяют их новыми, что вызывает большие эксплуатационные расходы.
3
2. Отсутствие в фильтре системы регенерации панели ФЯК и накапливание в ней большого количества пыли создают условия для образования взрыва пыли в фильтре, что требует установки огневых преградителей на выходе из фильтра, которые ограничивают производительность фильтра по воздуху, например, при длине рукавов l=4 м до 15000 м/ч. Таким образом, наличие огневых преградителей в фильтре ограничивает функциональные возможности фильтра по увеличению его производительности по воздуху.
Задача, на осуществление которой направлено заявляемое решение, состояла в дальнейшем усовершенствовании известной конструкции рукавного фильтра с трехступенчатой очисткой воздуха от механических примесей, в состав которых входит 100% древесная шлифовальная пыль, и получении технического результата - снижения эксплуатационных расходов на восстановительные ремонты фильтра после взрывов пыли и расширения функциональных возможностей фильтра за счет устранения условий для их образования путем создания системы регенерации панели воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК. Новая система регенерации панели ФЯК, входящая в состав заявляемого решения, основывается на методе обратной посекционной продувки панели ФЯК очищенным воздухом основным центробежным вентилятором в режиме всасывания при отключенном от фильтра технологическом оборудовании и ранее в технике фильтрации загрязненного воздушного потока не применялась.
Достижение вышеуказанных технических результатов обеспечивается тем, что фильтр рукавный для трехступенчатой очистки воздуха от механических примесей, содержащий ряд фильтрующих модулей, каждый из которых имеет две, установленные с промежутком между их боковыми стенками пылеулавливающие камеры, снабженные в верхней части перфорированными пластинами и секциями вертикально расположенных каркасных фильтрующих рукавов, закрепленных верхними открытыми концами на перфорированных пластинах, подводящий трубопровод загрязненного воздуха, коллектор ввода загрязненного воздуха, по крайней мере, однорядную и горизонтально установленную панель воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК, коллектор продувочного воздуха, камеры очищенного и дополнительно очищенного воздуха, основной центробежный вентилятор и рециркуляционный воздуховод, клапанные коробки, установленные на перфорированных пластинах с размещенными в них приводными клапанами тарельчатого типа, взаимодействующими поочередно с двумя соосными отверстиями для продувочного и очищенного воздуха, расположенными по горизонтальной оси коллектора продувочного воздуха одно над другим в каждой клапанной коробке, а две зеркально расположенные коробки одного модуля имеют общую перегородку, разделяющую пары их соосных отверстий, герметичную камеру обслуживания, установленную на клапанных коробках, бункер, установленный под пылеулавливающими камерами и имеющий разгрузочное устройство со шлюзовым разгрузителем, кроме того фильтр содержит дополнительный центробежный вентилятор, всасывающий патрубок которого соединен воздуховодом с отверстием в торце камеры очищенного воздуха, а нагнетательный патрубок с входным отверстием продувочного коллектора, и коллектор вывода дополнительно очищенного воздуха, выступающий за пределы фильтрующих модулей, соединенный на выходе воздуховодом с всасывающим патрубком основного центробежного вентилятора, отличающийся тем, что в камере очищенного воздуха между пылеулавливающими камерами под клапанными отверстиями очищенного воздуха установлена Т-образная перегородка, имеющая горизонтальную платформу и опущенную вниз вертикальную стенку, по одну сторону от которой с присоединением к ее свободному концу установлена панель воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК, снабженных проволочными каркасами, с образованием снизу панели камеры дополнительного пылеулавливания и размещением сверху панели камеры дополнительно очищенного воздуха, в которой между горизонтальной платформой и панелью воздушных ячейковых фильтров установлена, по крайней мере, одна поперечная перегородка, разделяющая панель на две секции, кроме того на входе и выходе камер дополнительного пылеулавливания и дополнительно очищенного воздуха и в поперечной перегородке установлены инспекционные люки, имеющие отверстия с фланцевыми патрубками, к которым присоединены управляемые воздушные заслонки, дополнительно обеспечивающие совместно с основным центробежным вентилятором основной и форсированный режимы регенерации панели воздушных ячейковых фильтров путем обратной продувки очищенным воздухом в режиме всасывания, при этом коллектор вывода дополнительно очищенного воздуха установлен с охватом инспекционных люков с управляемыми воздушными заслонками, размещенными на выходе из камер дополнительно очищенного воздуха и дополнительного пылеулавливания, рециркуляционный воздуховод снабжен тройником с дополнительным воздуховодом, который соединен с отверстием в бункере фильтра, а на дополнительном и рециркуляционном воздуховодах на выходах из тройника, а также на подводящем трубопроводе загрязненного воздуха перед фильтром установлены управляемые воздушные заслонки, обеспечивающие возврат загрязненного продувочного воздуха в бункер фильтра и его подачу на фильтрующие рукава в режиме всасывания по рециркуляционной схеме.
Доказательство существенности отличий и связь признаков с достигаемыми техническими результатами раскрывается последовательно в следующем порядке.
1. Снижение эксплуатационных расходов на восстановительные ремонты фильтра после взрывов в них древесной пыли.
2. Расширение функциональных возможностей фильтра.
Снижение эксплуатационных расходов на восстановительные ремонты фильтра после взрывов в них древесной пыли осуществляется за счет двух технический решений:
1) в камере очищенного воздуха между пылеулавливающими камерами под клапанными отверстиями очищенного воздуха установлена Т-образная перегородка, имеющая горизонтальную платформу и опущенную вниз вертикальную стенку, по одну сторону от которой с присоединением к ее свободному концу установлена панель воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК, снабженных проволочными каркасами, с образованием снизу панели камеры дополнительного пылеулавливания и размещением сверху панели камеры дополнительно очищенного воздуха, в которой между горизонтальной платформой и панелью воздушных ячейковых фильтров установлена, по крайней мере, одна поперечная перегородка, кроме того на входе и выходе камер дополнительного пылеулавливания и дополнительно очищенного воздуха и в поперечной перегородке установлены инспекционные люки, имеющие отверстия с фланцевыми патрубками, к которым присоединены управляемые воздушные заслонки, дополнительно обеспечивающие совместно с основным центробежным вентилятором, основной и форсированный режимы регенерации панели воздушных ячейковых фильтров путем обратной продувки очищенным воздухом в режиме всасывания;
2) коллектор вывода дополнительно очищенного воздуха установлен с охватом инспекционных люков с управляемыми воздушными заслонками, размещенными на выходе из камер дополнительно очищенного воздуха и дополнительного пылеулавливания, рециркуляционный воздуховод снабжен тройником с дополнительным воздуховодом, который соединен с отверстием в бункере фильтра, а на дополнительном и рециркуляционном воздуховодах на выходах из тройника, а также на подводящем трубопроводе загрязненного воздуха перед фильтром установлены управляемые воздушные заслонки.
Первое техническое решение образует камеру дополнительного пылеулавливания снизу панели ФЯК и обеспечивает размещение камеры дополнительно очищенного воздуха сверху панели ФЯК. Указанные камеры с их расположением, имеющие систему инспекционных люков с 6 управляемыми воздушными заслонками, установленными внутри фильтра, позволяют осуществлять:
- в режиме фильтрации панели ФЯК лабиринтный проход дополнительно очищаемого воздуха из камеры очищенного воздуха через камеру дополнительного пылеулавливания и панель ФЯК в камеру дополнительно очищенного воздуха и в воздуховод вывода дополнительно очищенного воздуха;
- в основном режиме регенерации панели ФЯК одновременную продувку двух секций панели ФЯК очищенным воздухом основным центробежным вентилятором в режиме всасывания с выходом загрязненного продувочного воздуха за пределы камеры дополнительного пылеулавливания, что обеспечивает минимальную скорость продувки, которая применяется при работе на шлифовальной пыли лиственных пород древесины, например березы;
- в форсированном режиме регенерации панели ФЯК последовательную продувку вначале секции панели ФЯК, расположенной по одну сторону от поперечной перегородки, а затем секции панели ФЯК, расположенной по другую сторону поперечной перегородки. Скорость воздушного потока при продувке в форсированном режиме регенерации в 2 раза больше, чем в основном режиме регенерации. Форсированный режим регенерации применяется при работе фильтра на шлифовальной пыли смолистых хвойных пород древесины.
Второе техническое решение, включающее систему из 3-х управляемых заслонок, устанавливаемых на воздуховодах снаружи фильтра, обеспечивает возврат загрязненного продувочного воздуха в бункер фильтра и его подачу на фильтровальные рукава в режиме всасывания по рециркуляционной схеме.
Оба технических решения образуют новую систему регенерации воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК, которая не позволяет древесной пыли накапливаться в панели ФЯК в большом количестве.
H
Н
3
Новая система регенерации панели ФЯК в сочетании с фильтрующими рукавами, сшитыми из глазированного полиэстера, который не удерживает на своей поверхности пылевой слой (не входят в заявляемое решение), создают условия, в которых концентрация пыли в воздушном потоке в подводящем транспортном трубопроводе и в фильтре во всех режимах фильтрации и регенерации C будет значительно меньше, чем нижний концентрационный предел ее воспламенения НКПВ, при котором возможен взрыв, т.е. С<НКПВ=12,6 г/м (для древесной шлифовальной пыли).
П
П
AC
п
H
П
AC
3
3
3
3
3
3
Для примера возьмем пылевоздушную смесь от 6-шпиндельного шлифовального станка марки «Steinemann Nova-H16RFG», широко применяемого в фанерном производстве (М=520 кг/ч, L=68000 м/ч). Производительность фильтра по воздуху при коэффициенте подсоса воздуха К=1,1 через неплотности транспортного трубопровода составит L=KL=1,1·68000=74800 м/ч. Концентрация пыли в транспортном трубопроводе и на входе в фильтрующие рукава составит C=M·10/L=520·10/74800=6,95 г/м<12,6 г/м.
3
3
3
Н
Н
Из приведенного примера следует, что даже при максимально возможном количестве удаляемой пыли концентрация пылевоздушной смеси в подводящем транспортном трубопроводе и в режиме фильтрации не достигает НКПВ=12,6 г/м, при котором возможен взрыв. Следовательно, пылевоздушная смесь из древесной пыли в подводящем к фильтру транспортном трубопроводе и в режиме фильтрации не является взрывоопасной. В режиме регенерации фильтрующих рукавов, сшитых из глазированного полиэстера, например, РЕ-340 (BWF, Германия) концентрация пыли в продувочном воздухе ниже, чем в режиме фильтрации, т.к. на поверхности регенерируемой ткани отсутствует пылевой слой. При нормальной эксплуатации системы регенерации панели воздушных ячейковых фильтров также выполняется условие С<НКПВ=12,6 г/м. Таким образом, новая система регенерации панели воздушных ячейковых фильтров устраняет условия для образования взрывов пыли в панели ФЯК. Выполнение условия С<НКПВ=12,6 г/м (для древесной шлифовальной пыли) обеспечивает работу фильтра во всех его режимах (фильтрации и регенерации) без возникновения взрывов пыли. Отсутствие взрывов пыли устраняет восстановительные ремонты фильтра и, как следствие, снижает эксплуатационные расходы.
Расчет снижения эксплуатационных расходов на восстановительные ремонты после взрывов пыли в базовом фильтре (прототип) от применения предлагаемого фильтра (заявляемое техническое решение), в котором эти взрывы устранены, приведен в следующем примере.
AC
уд
ф.п
AC
уд
Σ
шв
ф.п
Σ
к.р
фяк
3
3
2
2
2
2
Пример. Фильтр с системой регенерации воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК, изложенной в заявляемом решении, обслуживает шлифовальный станок марки Steinemann-NOVA-H16RFG, установленный в цехе шлифования фанеры, и имеет производительность по воздуху L=1,1·68000=74800 м/ч. Фильтр имеет удельную воздушную нагрузку В=120 м/мч, согласно которой общая площадь фильтрующей поверхности рукавов составляет F=L/В=74800/120≈625 м. С учетом швов в рукавах суммарный расход ткани на рукава составит F=КF=1,15·625≈719 м. В качестве фильтрующего материала в расчете использован полиэстер артикула 6500 (ООО «Албокос», г.Челябинск). По данным ООО «Албокос» цена комплекта рукавов с F=719 м без НДС составляет 90 тыс.руб., а с НДС=18% соответственно Ц=1,18·90=106,2 тыс.руб. В качестве воздушных ячейковых фильтров использованы карманные фильтры ФЯК класса F7(EU7) индекса 7670 с размером ячейки 500×500×600 мм. По данным ОАО «Мовен» (Москва) цена одного фильтра ФЯК указанного индекса без НДС составляет 1280 рублей, а с НДС=18% соответственно Ц=1,18·1280=1510,4 руб. Количество устанавливаемых фильтров ФЯК в панели ≈30 шт. Срок жизненного цикла фильтра с трехступенчатой очисткой воздуха принят равным 8 лет, а процент риска по критерию взрывов Пр=11%. Число взрывов за 8 лет в соответствии с процентом риска 11% составляет 4. После каждого взрыва пыли в фильтре происходит замена комплекта фильтрующих рукавов и комплекта ФЯК, устанавливаемых в панели. Число расходуемых в результате четырех взрывов фильтра-прототипа комплектов составляет:
к
- фильтрующих рукавов n=4;
к
- фильтров ФЯК n=4.
Стоимость обгоревших комплектов фильтрующих рукавов за жизненный цикл фильтра-прототипа с учетом процента стоимости монтажных работ 20%.
ф.р
к
к.р
M
С=nЦ·K=4·106,2·1,2=509,76 тыс. руб.
Количество обгоревших фильтров ФЯК за жизненный цикл фильтра-прототипа
Σ
к
фяк
n=n·n=4·30=120 шт.
Стоимость комплектов обгоревших фильтров ФЯК за жизненный цикл фильтра-прототипа с учетом процента стоимости монтажных работ 20%.
фяк
Σ
фяк
M
С=nЦК=120·1510,4·1,2=217,4 тыс. руб.
Сокращенные эксплуатационные расходы от применения фильтра, выполненного по заявляемому решению, составят:
з.р.
ф.р
фяк
Э=С+С=509,76+217,4=727 тыс. руб.
3
3
Расширение функциональных возможностей фильтра осуществляется за счет устранения условий для образования взрывов пыли в фильтре, что позволяет выполнить фильтр без огневых преградителей, устанавливаемых в прототипе на выходе из фильтра и ограничивающих производительность фильтра при длине рукавов, например, l=4 м до 15000 м/ч. В результате можно создать фильтр с увеличенной производительностью по воздуху, например, для обслуживания шлифовального станка марки Steinemann NOVA-H16RFG с производительностью фильтра L=75000 м/ч.
Устранение условий для образования взрывов древесной пыли в фильтрах осуществляется путем создания системы регенерации панели ФЯК, обеспечиваемой двумя вышеописанными техническими решениями.
3
Увеличение производительности фильтра L с 15000 до 75000 м/ч позволит в 5 раз уменьшить количество: основных и дополнительных центробежных вентиляторов, разгрузочных устройств для пыли, шлюзовых разгрузителей, рециркуляционных воздуховодов с воздухоопределителями, а также систем искрообнаружения и искрогашения, систем предотвращения пыленакопления в бункерной части фильтра, систем обнаружения возгорания пыли в фильтре и пожаротушения и систем огнезадержания при возникновении пожара в фильтре для предотвращения попадания огня в воздухораспределитель, что уменьшит стоимость фильтра и повысит надежность его работы.
Конструкция заявляемого рукавного фильтра проиллюстрирована чертежами на фиг.1-12.
На фиг.1 представлен фильтр рукавный в плане, скомпонованный из одного ряда фильтрующих модулей (разрез К-К на фиг.8) во взаимодействии с закрытым скребковым цепным конвейером замкнутого типа для перемещения механических примесей от фильтра к бункеру-накопителю. На фиг.2 - разрез А-А (на фиг.1) рукавных секций, правая из которых в режиме продувки. На фиг.3 - поперечный разрез Б-Б фильтрующего рукава в режиме продувки (на фиг.2); на фиг.4 - разрез В-В (на фиг.1) однорядной панели воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК (ФЯК - фильтр воздушный ячейковый карманный класса F7 (EU7)); на фиг.5 - разрез Г-Г (на фиг.1) рукавных секций, левая из которых в режиме фильтрации, герметичная камера обслуживания не показана в режиме фильтрации (на фиг.5); на Фиг.6 - поперечный разрез Д-Д фильтрующего рукава в режиме фильтрации (на фиг.5); на фиг.7 - продольный разрез Е-Е фильтровального рукава со стержневым каркасом (на фиг.5); на фиг.8 - разрез Ж-Ж по центральной оси ряда модулей с однорядной панелью воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК в режиме фильтрации (на фиг.1); на фиг.9 - вид А (на фиг.8); на фиг.10 - разрез З-З (на фиг.8); на фиг.11 - схема системы искрообнаружения и искрогашения в подводящем транспортном трубопроводе загрязненного воздуха; на фиг.12 - разрез И-И инспекционного люка с управляемой воздушной заслонкой в ее открытом положении на горизонтальной панели.
Фильтр 1 (фиг.1) скомпонован из одного ряда фильтрующих модулей 2 (фиг.2), который снабжен подводящим транспортным трубопроводом загрязненного воздуха 3, коллектором ввода загрязненного воздуха 4 с верхним входом, отклоняющим двускатным экраном 5 и направляющими щитками 6 в нижней части коллектора 4 (фиг.8, 10), по крайней мере, однорядной и горизонтально размещенной панелью 7 воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК, коллектором продувочного воздуха 8, камерами очищенного 9 и дополнительно очищенного 10 воздуха, основным центробежным вентилятором 11, дополнительным центробежным вентилятором 38 для обслуживания коллектора 8 продувочного воздуха и рециркуляционным воздуховодом 12 с воздухораспределителем 13. Число коллекторов ввода загрязненного воздуха 4 зависит от производительности фильтра. В фильтре для обслуживания одного шлифовального станка Steinemann-NOVA-H16RFG, применяемого для шлифования фанеры, устанавливается два коллектора 4.
Каждый из фильтрующих модулей 2 (фиг.2, 5) содержит две пылеулавливающие камеры 14, 15, пару клапанов 16 тарельчатого типа (фиг.2), закрепленных на штоках 17 исполнительных механизмов 18, а также две пары клапанных соосных отверстий для продувного 19 и очищенного 20 воздуха, выполненных под клапаны 16 и расположенных одно над другим по оси коллектора продувочного воздуха 8. Каждая пылеулавливающая камера 14, 15 имеет перфорированную пластину 21 с отверстиями 22, установленную в верхней части камеры, секцию 23 (фиг.2) вертикально расположенных фильтрующих рукавов 24, закрепленных открытыми концами в отверстиях 22 перфорированной пластины 21 с помощью двойных пружинных защелкивающихся колец 25, вшитых в манжеты рукавов 24 (фиг.7). В фильтрующих рукавах 24 установлены стержневые каркасы 26 в виде боковых вертикальных стержней 27, соединенных по высоте несколькими крестовинами 28. Коллектор 4 для ввода загрязненного воздуха выполняет роль пылеосадительной камеры, а отклоняющий двускатный экран 5 с направляющими щитками 6 (фиг.8, 10) делят входящий поток загрязненного воздуха на две части и направляют их в пылеулавливающие камеры 14, 15 (фиг.2, 5). Под пылеулавливающими камерами 14, 15 установлен бункер 29 с наклонными стенками, плоским днищем 30 и разгрузочным отверстием для удаления уловленной пыли, снабженным управляемой шиберной заслонкой 31 и фланцевым патрубком для крепления шлюзового разгрузителя 32. Кроме этого, клапан 16 каждой пылеулавливающей камеры заключен в клапанную коробку 33, две зеркально расположенные коробки имеют общую стенку 34, разделяющую пару соосных отверстий 19, 20; клапанные коробки 33 своей открытой частью размещены на перфорированных пластинах 21 и снабжены инспекционными люками 35, а на клапанных коробках установлена герметичная камера обслуживания 36 (фиг.2). Бункер 29 в нижней части снабжен разгрузочным устройством 37 в виде скребкового цепного конвейера, перемещающего уловленную пыль к разгрузочному отверстию с шибером 31 бункера 29. Кроме того фильтр содержит дополнительный центробежный вентилятор 38, всасывающий патрубок которого соединен воздуховодом 39 с отверстием 40 в торце камеры очищенного воздуха 9, а нагнетательный патрубок с входным отверстием 41 коллектора продувочного воздуха 8, и коллектор вывода дополнительно очищенного воздуха 42, выступающий за пределы фильтрующих модулей 2, соединенный на выходе воздуховодом 43 с всасывающим патрубком основного центробежного вентилятора 11. Камера очищенного воздуха 9 снабжена инспекционной дверью 44, установленной в одном из торцов камеры 9. В камере очищенного воздуха 9 между пылеулавливающими камерами 14, 15 на расстоянии не менее 2 м от клапанных отверстий очищенного воздуха 20 установлена Т-образная перегородка 45, имеющая горизонтальную платформу 46 и опущенную вниз вертикальную стенку 47, по одну сторону от которой с присоединением к ее свободному концу установлена панель 7 воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК, снабженная проволочными каркасами 48, с образованием снизу панели 7 камеры дополнительного пылеулавливания 49 и размещением сверху панели 7 камеры дополнительно очищенного воздуха 10, в которой между горизонтальной платформой 46 и панелью 7 воздушных ячейковых фильтров установлена по крайней мере одна поперечная перегородка 50.
Кроме того, на горизонтальной платформе 46 по обе стороны от вертикальной стенки 47, в торцах камер дополнительного пылеулавливания 49 и дополнительно очищенного воздуха 10, на выходе из камер 49, 10, а также в поперечной перегородке 50 установлены инспекционные люки 51, имеющие отверстия 52 с фланцевыми патрубками, к которым присоединены управляемые воздушные заслонки 53, 54, 55, 56, 57, 58, дополнительно обеспечивающие совместно с основным центробежным вентилятором 11 основной и форсированный режимы регенерации панели 7 воздушных ячейковых фильтров путем ее обратной продувки очищенным воздухом в режиме всасывания. При этом коллектор вывода дополнительно очищенного воздуха 42 установлен с охватом инспекционных люков 51 с управляемыми воздушными заслонками 56, 57, размещенными на выходе из камер дополнительно очищенного воздуха 10 и дополнительного пылеулавливания 49, рециркуляционный воздуховод 12 снабжен тройником 59 с дополнительным воздуховодом 60, который соединен с отверстием 61 в бункере 29 фильтра 1, а на дополнительном воздуховоде 60 и рециркуляционном воздуховоде 12 на выходах из тройника 59, а также на подводящем трубопроводе загрязненного воздуха 3 перед фильтром 1 установлены управляемые воздушные заслонки 62, 63, 64, обеспечивающие возврат загрязненного продувочного воздуха в бункер 29 фильтра 1 и его подачу на фильтрующие рукава 24 в режиме всасывания по рециркуляционной схеме.
Рециркуляционный воздуховод 12 и коллектор 8 продувочного воздуха снабжены дроссельными заслонками 65, 66 для вывода основного 11 и дополнительного 38 центробежных вентиляторов на расчетные режимы. Для обеспечения пожарной безопасности фильтр снабжен:
- системой искрообнаружения и искрогашения, устанавливаемой на подводящем транспортном трубопроводе 3 загрязненного воздуха;
- системой заземления фильтра;
- системой предотвращения пыленакопления в бункерной части фильтра;
- системой обнаружения возгорания пыли в фильтре и пожаротушения;
- системой огнезадержания при возникновении пожара в фильтре для предотвращения попадания огня в воздухораспределитель 13, устанавливаемый в цехе, и в подводящий транспортный трубопровод 3.
В системе искрообнаружения и искрогашения установлены: в начале подводящего трубопровода 3 - оптический детектор пламени 67 с усилителем сигнала 68, а в конце трубопровода 3 - искрогаситель 69 в трубопроводе, который согласно книге А.Я.Корольченко («Пожаро- и взрывоопасность промышленной пыли». Москва: Химия, 1986 г.) состоит из баллона с огнетушащим веществом 70 типа фосфата аммония, управляемого клапана 71 и форсунки 72. Перед фильтром в трубопроводе установлен отсечной клапан 73, связанный с усилителем сигнала 68 и предназначенный для отсечения огня от фильтра. Под искрогасителем 69 в подводящем транспортном трубопроводе 3 имеется инспекционный люк 74 для ликвидации последствий возгорания. Система заземления (на чертеже не показана) представляет собой стальные заземленные прутки, установленные рядом с фильтром и соединенные с корпусом фильтра.
Система предотвращения пыленакопления в бункерной части фильтра основана на выключении основного центробежного вентилятора 11 при выходе из строя скребкового цепного конвейера 37 и (или) шлюзового разгрузителя 32 и представляет собой систему электрических блокировок электродвигателей привода скребкового цепного конвейера 37 и шлюзового разгрузителя 32, а также датчика контроля обрыва цепи или ее соскока со звездочек (на чертеже не показан), с электродвигателем привода основного центробежного вентилятора 11. Указанные электроблокировки обеспечивают выключение основного центробежного вентилятора 11 при выходе из строя скребкового цепного конвейера 37 и (или) шлюзового разгрузителя 32.
Система обнаружения возгорания пыли в фильтре и пожаротушения (фиг.1) содержит пожарные датчики 75, устанавливаемые в каждой пылеулавливающей камере 14, 15 и в камере дополнительного пылеулавливания 49, отсечной клапан 73, устанавливаемый в подводящем транспортном трубопроводе, запорный клапан 78, включаемые при срабатывании любого из датчиков 75, коллекторы с форсунками 76 для подачи воды, сообщающиеся со штуцерами 77, установленными на фильтре, и управляемыми запорными клапанами 78, открываемыми при срабатывании соответствующего датчика 75. Дно бункера 29 фильтра и дно камеры дополнительного пылеулавливания 49 снабжены сливными отверстиями и запорными клапанами для слива воды после пожаротушения (на чертеже не показаны).
Система огнезадержания при возникновении пожара состоит из огнезадерживающих клапанов 79 и 80, установленных на рециркуляционном воздуховоде на выходе из тройника 81, соединенного с вертикальным участком рециркуляционного воздуховода 12. При этом огнезадерживающий клапан 79 выполнен нормально открытым, а клапан 80 нормально закрытым. На выходе из клапана 80 установлен квадратный отвод 82, развернутый открытым отверстием 83 вниз, сообщающимся с атмосферой. При возникновении пожара огнезадерживающий клапан 79 закрывается, а клапан 80 открывается, обеспечивая выброс воздуха из фильтра вентилятором 11 через отверстие 83 отвода 82 в атмосферу.
В заявляемом решении при нормальных рабочих условиях устранены условия для образования взрыва и взрыв пыли невозможен.
К ненормальным рабочим условиям относится ситуация пыленакопления в бункере фильтра. Но эта ситуация также невозможна, т.к. фильтр снабжен системой предотвращения пыленакопления в бункере фильтра. Чтобы избежать взрыва всей фильтровальной системы при взрыве пыли, который возможен при выходе из строя системы предотвращения пыленакопления в бункере фильтра, т.е. при ее отказе и работе фильтра при аварийной ситуации, боковые стенки пылеулавливающих камер 14, 15 снабжены гасителями взрыва в виде предохранительных дверей 84, каждая из которых имеет калиброванный упор с глубоким надрезом, ослабляющим ее поперечное сечение. Прочность опасного сечения в месте надреза рассчитывается на давление взрыва, равное 7 кПа, превышение которого обеспечивает разрушение сечения, открывание дверей и автоматический выпуск пылегазовой смеси из фильтра через образовавшиеся проемы.
Для обслуживания приводов воздушных заслонок 56 и 57 воздуховод вывода дополнительно очищенного воздуха 42 снабжен инспекционными люками 85.
Уловленная в фильтре древесная шлифовальная пыль разгружается из фильтра через шлюзовый разгрузитель 32 в закрытый скребковый конвейер 86 замкнутого типа, который перемещает пыль в бункер-накопитель 87, снабженный системой пожаротушения (на чертеже не показана). Фильтр рукавный, состоящий из одного ряда фильтрующих модулей, может работать в четырех режимах:
1. все секции 23 фильтрующих рукавов 24 работают в режиме фильтрации;
2. одна из секций 23 фильтрующих рукавов находится в режиме регенерации (обратной продувки секции рукавов очищенным воздухом), а остальные секции в режиме фильтрации;
3. вся панель воздушных ячейковых фильтров находится в режиме регенерации, обратной продувки очищенным воздухом основным центробежным вентилятором 11 во всасывающем режиме (основной режим регенерации);
4. в режиме регенерации последовательно находятся вначале одна половина воздушных ячейковых фильтров, а затем вторая половина (форсированный режим регенерации).
Кроме этого фильтр имеет три аварийных режима:
5. режим искрообнаружения и искропогашения в подводящем транспортном трубопроводе 3;
6. режим воспламенения пыли в бункере 29 фильтра;
7. режим взрыва пыли, который может произойти в результате отказа системы предотвращения пыленакопления в бункере фильтра и разряда статического электричества.
1
2
3
1,2,3
1
2
3
1,2,3
1,2,3
Фильтр в режиме фильтрации (фиг.5) работает следующим образом. Загрязненный воздух, содержащий древесную шлифовальную пыль и подлежащий очистке, из подводящего транспортного трубопровода 3 поступает в верхнюю часть коллектора 4 для ввода загрязненного воздуха. Воздушный поток опускается вниз, встречая на своем пути отклоняющий двускатный экран 5 с направляющими щитками 6, которые делят поток загрязненного воздуха на 2 части. Образовавшиеся два потока загрязненного воздуха поступают в бункер 29 фильтра и далее в пылеулавливающие камеры 14, 15, в которых размещены секции 23, вертикально расположенных фильтрующих каркасных рукавов 24 с наружной рабочей поверхностью. При этом частицы пыли с размером более 150 мкм отделяются от воздуха в коллекторе 4, выполняющем роль пылеосадительной камеры, и выпадают в бункере 29 фильтра. Воздух, запыленный мелкими частицами с размерами менее 150 мкм, поступает в зону фильтрующих рукавов 24. При этом воздух проходит через ткань рукавов по всей их высоте и попадает через открытую часть рукавов 24 в клапанные коробки 33. Поскольку рукава 24 изготовлены из глазированного полиэстера, который не удерживает на своей рабочей поверхности пылевой слой, то пыль стекает с рукавов и опускается в бункер 29 фильтра, из которого скребковым цепным конвейером 37 удаляется через разгрузочное отверстие и шлюзовый разгрузитель 32 в транспортер для централизованного сбора пыли 86. Незначительная часть пыли остается внутри фильтровальной ткани рукавов. В режиме фильтрации (фиг.5) отверстия для продувочного воздуха 19 закрыты, а отверстия для очищенного воздуха 20 открыты. Поэтому очищенный воздух из клапанных коробок 33 поступает в камеру очищенного воздуха 9. В режиме фильтрации управляемые воздушные заслонки 53, 56, 58 открыты, а воздушные заслонки 54, 55, 57 закрыты. Поэтому очищенный в рукавах воздух, содержащий древесные частицы с размером менее 10 мкм, из камеры 9 проходит последовательно через открытую воздушную заслонку 53, камеру дополнительного пылеулавливания 49, панель 7 ФЯК, камеру дополнительно очищенного воздуха 10, открытые воздушные заслонки 58 и 56 и выходит в воздуховод 42 вывода дополнительно очищенного воздуха. В режиме фильтрации управляемая воздушная заслонка 62, расположенная на дополнительном воздуховоде 60, закрыта, а воздушная заслонка 63, расположенная на рециркуляционном воздуховоде 12, открыта. При этом огнезадерживающий клапан 79 открыт, а огнезадерживающий клапан 80 закрыт. Поэтому дополнительно очищенный воздух из воздуховода 42 основным центробежным вентилятором 11 подается через рециркуляционный воздуховод 12 в воздухораспределитель 13, установленный в цехе. При этом в результате того, что внутри рукавов разрежение больше, чем снаружи рукавов, на величину сопротивления равновесно запыленной ткани, то ткань благодаря наличию стержневого каркаса втягивается внутрь рукавов, и поперечное сечение рукава имеет вид розетки, изображенный на фиг.6, разрез Д-Д. Секции 23 рукавов 24 будут находиться в режиме фильтрации расчетное время, контролируемое посредством реле времени, после срабатывания которого начинается регенерация рукавных секций. Фильтр с трехступенчатой системой очистки воздуха при коэффициентах очистки воздуха в приемном коллекторе 4 (пылеосадительная камера) η=0,5, фильтрующих рукавов η=0,999, панели воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК η=0,92 обеспечивает суммарный коэффициент очистки η=1-(1-η)(1-η)(1-η)=1-(1-0,5)(1-0,999)(1-0,92)=0,99996 и эффективность очитки E=100η=99,996%.
Н
Н
Н
Σ
AC
пр
AC
пр
пр
AC
3
3
3
Регенерация секций фильтрующих рукавов (очистка критически запыленной ткани рукавов от пыли до равновесно запыленного состояния) осуществляется последовательно методом обратной посекционной продувки рукавов очищенным воздухом по индивидуальной циклограмме в зависимости от начальной концентрации древесной пыли С, мг/м, перед фильтром. Для цехов белого шлифования фанеры С≈3000 мг/м, а для цехов шлифования фанеры С≈6950 мг/м. При начале регенерации секций рукавов включается дополнительный центробежный вентилятор 38, который засасывает воздух из бункера 29 фильтра через рукавные секции 23, участвующие в фильтрации и осуществляющие его очистку. Через фильтрующие рукава в режиме регенерации проходит увеличенное количество воздуха по сравнению с режимом фильтрации, равное L=L+L (где L - производительность основного центробежного вентилятора 11 и L - производительность дополнительного центробежного вентилятора 38, обеспечивающего продувочный воздух). Очищенный в рукавах с помощью вентиляторов 11, 38 воздух поступает в камеру очищенного воздуха 9. Продувочный воздух в количестве L подается вентилятором 38 через воздуховод 39 в продувочный коллектор 8, а основная часть воздуха в количестве L вентилятором 11 подается в камеру дополнительного пылеулавливания 49 и далее в однорядную панель 7 воздушных ячейковых фильтров для дополнительной очистки воздуха.
Далее цикл очистки (продувки) критически запыленной секции рукавов от пыли, накопившейся в фильтровальной ткани (фиг.2, 3), начинается с того, что клапан 16 клапанной коробки 33 опускается вниз, чтобы закрыть отверстие 20, тем самым помешать воздуху выйти из секции 23 рукавов 24 в камеру очищенного воздуха 9. Движение клапана 16, который закрывает отверстие 20, приводит к открыванию отверстия 19, вводя секцию рукавов в связь с продувным коллектором 8. Поскольку давление продувочного воздуха больше, чем давление снаружи фильтрующих рукавов пылеулавливающей камеры, то продувочный воздух, входя внутрь рукавов, создает динамический воздушный удар, в результате которого рукава секции раздуваются, а пыль, накопившаяся в ткани рукавов, выдувается из ткани и падает вниз, оседая в бункер 29 фильтра. При этом поперечное сечение рукава имеет вид, изображенный на фиг.3 (разрез Б-Б). В результате этого реверсирования перепада давления в рукавах последние не только переходят со сжатого состояния в надутое, но через фильтрующие рукава возможен реверсивный поток воздуха, который помогает удалять накопленные внутри ткани частицы пыли. После достаточного интервала времени (Т=10…20 с), необходимого для того, чтобы удаленная из ткани рукавов пыль упала с фильтрующих рукавов в бункер 29 фильтра, контролируемого посредством реле времени, цикл очистки завершается, а очищенная от пыли секция рукавов переключается на режим фильтрации путем подъема клапана 16 для того, чтобы открыть отверстие 20 и закрыть отверстие 19. Затем цикл очистки фильтрующих рукавов последовательно производится по описанной схеме в остальных рукавных секциях.
На фиг.8 путем нижнего положения клапана 16 в одной клапанной коробке 33 (первая слева) и верхнего положения клапанов 16 в остальных клапанных коробках 33 иллюстрируется второй режим работы фильтра, в котором одна секция рукавов (первая слева) находится в режиме очистки (продувки), а остальные секции - в режиме фильтрации. В третьем режиме - основном режиме регенерации панели 7 воздушных ячейковых фильтров ФЯК, который можно рассмотреть на примере (фиг.8), работа осуществляется в следующей последовательности. Закрываются управляемые воздушные заслонки 53, 56, 58, 63 и открываются воздушные заслонки 54, 55, 57 и 62. При этом очищенный воздух всасывается основным центробежным вентилятором 11 из камеры 9, проходит через открытые воздушные заслонки 54, 55, камеру дополнительно очищенного воздуха 10, две секции панели 7 воздушных ячейковых фильтров ФЯК и открытую воздушную заслонку 57, и поступает в воздуховод 42 вывода дополнительно очищенного воздуха. Из воздуховода 42 дополнительно очищенный воздух подается вентилятором 11 по рециркуляционному воздуховоду 12 и при закрытой воздушной заслонке 63 поступает по дополнительному воздуховоду 60 в бункер 29 фильтра, откуда поступает к секциям 23 фильтрующих рукавов 24 для очистки, образуя рециркуляционную схему обратной продувки панели 7 воздушных ячейковых фильтров очищенным воздухом в режиме всасывания основного вентилятора 11.
В режиме регенерации панели воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК работают: скребковый цепной конвейер 37, шлюзовый разгрузитель 32 и закрытый цепной конвейер 86 для перемещения пыли в бункер-накопитель 87.
П
П
нфяк
кфяк
AC
нфяк
кфяк
Н
-6
3
3
Обратная продувка панели 7 ФЯК очищенным воздухом осуществляется один раз в сутки. При этом масса пыли М, кг, накапливающаяся в воздушных фильтрах ФЯК, определяется по формуле М=(С-С)10LT  (где C, С - соответственно начальная и конечная концентрация пыли перед дополнительной очисткой и после дополнительной очистки воздуха в панели ФЯК, мг/м; Т - продолжительность режима фильтрации панели 7 ФЯК, ч). При этом для цеха шлифования фанеры при С=6950 мг/м:
нфяк
H
1,2
Н
1,2
3
С=CN=С(1-η)=6950·0,0005=3,47 мг/м
кфяк
H
1,2,3
H
1,2,3
3
C=CN=C(1-η)=6950·0,00004=0,28 мг/м.
Н
1,2
1,2,3
3
Здесь: С - начальная концентрация пыли перед фильтром, мг/м; N; N - коэффициенты проскока пыли соответственно при двухступенчатой и трехступенчатой очистке воздуха.
AC
3
При L=74800 м/ч значения Мп, кг, составят:
- для 2-сменной работы (Т=16 ч)
П
-6
М=(3,47-0,28)·10·74800·16=3,8 кг
- для 3-сменной работы (Т=24 ч)
П
-6
М=(3,47-0,28)·10·74800·24=5,73 кг
3
Продолжительность обратной продувки можно принять равной Т=5 мин = 300 с. При этом в обратной продувке участвует объем воздуха, равный  а концентрация пыли в продувочном воздухе при V=6230 м составляет:
П
П
3
3
3
3
С=М·10/V=5,73·10/6230=0,92 г/м<НКПВ=12,6 г/м (для древесной пыли).
Из приведенного расчета следует, что обратную продувку очищенным воздухом панели ФЯК достаточно осуществлять один раз в сутки и в течение 5 минут. При этом концентрация пыли, образующаяся в продувочном воздухе, не является взрывоопасной.
В третьем режиме регенерации панели ФЯК скорость продувки составит
AC
фяк
фяк
υ=L/nF3600=74800/30·3,8·3600=0,18 м/с.
В четвертом режиме - форсированном режиме регенерации панели 7 воздушных ячейковых фильтров ФЯК, который можно рассмотреть на примере (фиг.8), работа осуществляется в следующей последовательности. Вначале открываются управляемые воздушные заслонки 54, 57 и 62, а воздушные заслонки 53, 55, 56, 58 и 63 закрываются. При этом очищенный воздух забирается основным центробежным вентилятором 11 из камеры 9, проходит через открытую воздушную заслонку 54, камеру дополнительного очищенного воздуха 10, через первую секцию панели 7 ФЯК, расположенную слева от поперечной перегородки 50, камеру дополнительного пылеулавливания 49, открытую воздушную заслонку 57 и выходит в воздуховод 42 вывода дополнительно очищенного воздуха. Из воздуховода 42 дополнительно очищенный воздух вентилятором 11 подается по рециркуляционному воздуховоду 12 и дополнительному воздуховоду 60 в бункерную часть 29 фильтра и далее в фильтрующие рукава 24. Затем в такой же последовательности продувается вторая секция панели 7 ФЯК, расположенная по правую сторону поперечной перегородки 50. Время продувки каждой секции панели 7 ФЯК составляет 5 мин. Скорость обратной продувки панели ФЯК в четвертом режиме составляет
AC
фяк
фяк
υ=L/0,5nF3600=74800/0,5·30·3,8·3600=0,36 м/с.
При установке в камере дополнительно очищенного воздуха 10 двух поперечных перегородок 50, разделяющих панель на три секции ФЯК, скорость обратной продувки ФЯК в четвертом режиме составит
AC
фяк
фяк
υ=L/0,333nF 3600=74800/0,333·30·3,8·3600=0,547 м/с.
В пятом режиме - обнаружения искр в подводящем трубопроводе 3, иллюстрированном на фиг.11, механизмы фильтра работают в следующем порядке. Оптический детектор пламени 67 регистрирует появление искры в подводящем транспортном трубопроводе 3 и подает электрический сигнал через усилитель 68 запорному клапану 71 на его открытие, отсечному клапану 73 на закрытие, основному центробежному вентилятору 11 на выключение и включает звуковой сигнал на прекращение работы станочного оборудования.
5
Клапан 71 приводится в действие электродетонатором. При открытии клапана 71 из баллона 70 внутрь трубопровода 3 через форсунку 72 подается огнетушащее вещество типа фосфата аммония. В баллоне огнетушащее вещество находится под давлением сжатого азота (1-1,2)·10 кПа. Попадая в трубопровод с горючей средой, огнетушащее вещество инертизирует еще несгоревшую смесь и обеспечивает тушение пламени в зоне действия искрогасителя 69. После гашения искр в транспортном трубопроводе 3 открывается инспекционный люк 74 под искрогасителем 69, производится очистка трубопровода 3 от продуктов горения, после чего закрывается инспекционный люк 74, закрывается запорный клапан 71 и вставляется в него новый электродетонатор, производится замена пустого баллона новым баллоном 70 с огнетушащим веществом, открывается отсечной клапан 73, включается вентилятор 11 и звуковой сигнал, разрешающий продолжать работу на станочном оборудовании. В шестом режиме (возгорания пылевоздушной смеси непосредственно в фильтре), который может быть рассмотрен на примере фиг.2, механизмы фильтра работают автоматически в следующей последовательности.
Пожарный датчик 75 регистрирует превышение установленной температуры в пылеулавливающих камерах 14, 15, равной 69°С, при которой возможно возгорание пыли, и подает электрический сигнал через усилитель (на чертеже не показан) запорному клапану 78 на его открытие, а отсечному клапану 73, установленному на подводящем транспортном трубопроводе 3 и шиберной заслонке 31 на их закрытие, а также сигналы на выключение: шлюзовому разгрузителю 32, разгрузителю (цепному скребковому конвейеру) 37 и основному центробежному вентилятору 11, и включает звуковой сигнал на прекращение работы станочного оборудования. Клапан 78 приводится в действие электродетонатором. При открытии клапана 78 в пылеулавливающие камеры 14, 15 через коллектор 76 с форсунками подается вода, которая обеспечивает тушение огня в фильтре. При возрастании температуры в фильтре происходит разрушение плавких предохранителей в огнезадерживающих клапанах 79, 80, установленных на выходах из тройника 82 рециркукляционного воздуховода 12. При этом огневой предохранитель 79 закрывается, предотвращая поступление огня в воздухораспределитель 13, а клапан 80 открывается, обеспечивая выход воздушного потока через отверстие 83 отвода 82 в атмосферу (на фиг.9 направление выхода воздушного потока показано стрелкой).
После тушения пожара клапан 78 закрывается, производится слив воды из бункера 29 фильтра и демонтаж фильтрующих рукавов 24 и панели 7 ФЯК для их просушки и ревизии на дальнейшую пригодность.
В седьмом режиме - взрыва пыли, который может произойти в результате вероятностного отказа системы предотвращения пыленакопления в бункере и разряда статического электричества происходит образование взрывной волны, которая открывает предохранительные двери 84, разрушая замки, и распространяет огонь в направлении огневых предохранителей 79, 80. При этом через открывшиеся проемы дверей 84 происходит сброс давления воздуха из фильтра, огневой предохранитель 79 закрывается, а огневой предохранитель 80 открывается, выпуская пылевоздушную смесь в атмосферу через отверстие 83 в отводе 82, происходит срабатывание пожарных датчиков 75, которые включают систему пожаротушения, действие которой описано выше.
Все изложенное, включая описание работы фильтра, подтверждает возможность использования его в промышленности с получением высоких технических показателей по сравнению с известными конструкциями фильтров. Кроме того, как в источниках патентной и научно-технической информации, так и в промышленности такая конструкция не встречалась, что свидетельствует о соответствии заявляемого решения критериям изобретения.