УСТРОЙСТВО ФИЛЬТРАЦИИ ВОЗДУХА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Настоящая полезная модель относится к системам фильтрации воздуха, в частности, к устройству фильтрации воздуха, содержащему фильтры первой, второй и третьей ступеней очистки, которое может использоваться для очистки воздуха в комплексных воздухоочистительных устройствах (КВОУ) газотурбинных установок (ГТУ) различного назначения и в других областях техники. Так, устройство фильтрации воздуха может использоваться в газотранспортных системах, на электростанциях, в системах фильтрации воздуха в помещениях различного назначения, в частности, при подаче воздуха на технологические нужды в черной и цветной металлургии, при производстве строительных материалов, в химической промышленности и т.д.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Многоступенчатая система очистки воздуха с использованием трех фильтров разных классов очистки раскрыта в патенте RU 79802 U1 на полезную модель «Комбинированная система фильтрации» (опубликован 20.01.2009 г.). Известная из данного документа система фильтрации обеспечивает эффективную очистку воздуха от высокодисперсной пыли методом поэтапной фильтрации.
Известная система фильтрации воздуха состоит из фильтров первой и второй ступеней очистки, размещенных в первом корпусе, и фильтра третьей ступени очистки, размещенного во втором корпусе, при этом первый и второй корпусы соединены между собой такими средствами как ультразвуковая сварка и болты. Данная система является наиболее близким аналогом заявленной полезной модели.
Конструкция известной системы фильтрации воздуха обеспечивает возможность совместной замены фильтров первой и второй ступеней очистки, находящихся в первом корпусе, без демонтажа всей системы фильтрации и, соответственно, без прерывания работы ГТУ.
Между тем часто возникает необходимость замены лишь фильтра первой ступени, как наиболее подверженного загрязнению.
В известном решении фильтры первой и второй ступеней размещены в одном корпусе, причем фильтр первой ступени закреплен посредством системы фиксирующих элементов, расположенных внутри корпуса. Это делает процедуру замены фильтра первой ступени (демонтаж загрязненного и последующая установка нового фильтра) сложной технически, трудоемкой и продолжительной по времени. При этом, чем дольше происходит замена фильтра первой ступени, тем больше вероятность того, что фильтр второй ступени будет подвергаться воздействию крупных и твердых частиц пыли, которые в противном случае задерживались бы фильтром первой ступени. Такое воздействие может негативно сказаться на сроке работы более дорогостоящего фильтра второй ступени и всей системы фильтрации воздуха в целом.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Для решения вышеупомянутой проблемы в настоящей полезной модели предложено устройство фильтрации воздуха, содержащее фильтры первой, второй и третьей ступеней очистки, которые размещены, соответственно, в первом, втором и третьем корпусах, последовательно скрепленных друг с другом с возможностью отсоединения, причем первый корпус скреплен со вторым корпусом посредством верхнего фиксатора и боковых защелок.
Разъемное скрепление первого и второго корпусов посредством верхнего фиксатора и боковых защелок обеспечивает легкую, удобную и быструю замену фильтра первой ступени без демонтажа фильтра второй ступени.
Второй корпус устройства фильтрации воздуха может содержать фланец для стыковки с третьим корпусом, что обеспечивает легкое, удобное и быстрое соединение фильтра второй ступени, или скрепленных друг с другом фильтров первой и второй ступеней, с фильтром третьей ступени. Однако полезная модель предусматривает и другие варианты осуществления разъемного скрепления второго и третьего корпусов, например, с помощью штырей, болтов, фиксаторов, защелок и т.д.
В предпочтительном варианте осуществления полезной модели верхний фиксатор и каждая боковая защелка содержат по два элемента, выполненных с возможностью зацепления друг с другом, один из которых размещен на первом корпусе, а другой - на втором корпусе.
В качестве вышеупомянутых элементов верхний фиксатор может содержать крюкообразный элемент и накидную петлю, а каждая боковая защелка - крюкообразный элемент и накидную натяжную защелку, соответственно. Указанная конструкция обеспечивает наиболее легкое, удобное и быстрое отсоединение фильтра первой ступени от устройства фильтрации.
Согласно предпочтительным вариантам осуществления полезной модели фильтры первой, второй и третьей ступеней представлены фильтрами, имеющими указанные ниже классы согласно стандарту ГОСТ Р ЕН 779-2014. Под стандартом ГОСТ Р ЕН 779-2014 здесь и далее понимается национальный стандарт Российской Федерации классификации фильтров очистки воздуха, действующей с декабря 2015 г. Если не указано иное, упоминаемые далее классы очистки соответствуют классификации стандарта ГОСТ Р ЕН 779-2014.
Фильтр первой ступени, предпочтительно, представляет собой кассетный (панельный) фильтр предварительной очистки класса G4 согласно стандарту ГОСТ Р ЕН 779-2014, выполненный из 100% гидрофобного плиссированного фильтрующего материала.
В свою очередь, фильтр второй ступени представляет собой фильтр средней очистки класса не менее М5 согласно стандарту ГОСТ Р ЕН 779-2014, выполненный из масло-гидрофобного плиссированного фильтрующего материала.
Наконец, фильтр третьей ступени представляет собой компактный фильтр тонкой очистки класса не менее F8 согласно стандарту ГОСТ Р ЕН 779-2014, выполненный из нетканого фильтрующего материала.
Выбор указанных выше классов фильтров первой, второй и третьей ступеней очистки обеспечивает высокую эффективность пылеулавливания устройства фильтрации воздуха. При этом полезная модель предусматривает возможность повышения классов фильтров второй и третьей ступеней в зависимости от конкретных требований к установке фильтрации, в частности, от требований к КВОУ производителя ГТУ.
Сущность полезной модели далее поясняется на примере предпочтительных вариантов ее осуществления со ссылками на сопроводительные фигуры чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На сопроводительных чертежах представлены следующие изображения:
фиг. 1 - схематическое покомпонентное изображение устройства фильтрации воздуха согласно полезной модели, при монтаже на раму КВОУ ГТУ;
фиг. 2 - схематическое изображение устройства фильтрации воздуха согласно полезной модели в положении монтажа на раме КВОУ ГТУ, с изображением примерного выполнения верхнего фиксатора и боковых защелок.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Как уже отмечено, настоящая полезная модель имеет широкую область применения и может с равным успехом использоваться в различных системах очистки воздуха от загрязнений.
В качестве наглядного примера для пояснения сущности полезной модели ниже рассматривается предпочтительный вариант осуществления полезной модели для использования в составе КВОУ ГТУ.
На фиг. 1 представлено схематическое покомпонентное изображение устройства фильтрации воздуха согласно полезной модели в ходе монтажа на раму Р, принадлежащую КВОУ ГТУ. Фильтрация воздуха необходима в данной области, поскольку позволяет защитить двигатель ГТУ от загрязнения и значительно снизить потери, связанные с недоработкой электрической мощности ГТУ вследствие загрязнения компрессора и повышения сопротивления в воздухоочистительной системе.
Как показано на фиг. 1, устройство фильтрации воздуха согласно полезной модели содержит первый корпус 1, второй корпус 2 и третий корпус 3. В рассматриваемом примере все три корпуса выполнены из пластика. В других вариантах, любой или каждый из корпусов может быть изготовлен из любого подходящего материала, в частности, из металла, например, из алюминиевого листа или листа нержавеющей стали, и шлифованной фанеры. Внутри первого корпуса 1 размещен фильтр первой или предварительной ступени очистки, которая призвана защитить более дорогую вторую ступень от загрязнения крупными частицами пыли.
В зависимости от ситуации и требований, предъявляемых к очистке воздуха, в качестве фильтра первой ступени очистки могут использоваться различные известные специалистам фильтры предварительной очистки, например, гофрированные фильтры класса G4 различной глубины.
В рассматриваемом примере в устройстве фильтрации воздуха на первой ступени очистки используется панельный гофрированный фильтр предварительной очистки. Данный фильтр относится к классу G4 согласно стандарту ГОСТ Р ЕН 779-2014 и выполнен из нетканого 100% гидрофобного плиссированного материала с фильтрующим элементом из смеси полиэстера. Используемый фильтрующий материал обладает повышенной производительностью, механической прочностью и устойчивостью к влаге и перепадам давления.
Внутри второго корпуса 2 размещен фильтр второй ступени очистки. Фильтр второй ступени очистки должен обеспечивать дальнейшую очистку воздуха от пылевых частиц и мелкодисперсных аэрозолей.
В зависимости от ситуации и требований, предъявляемых к очистке воздуха, во второй ступени очистки могут использоваться фильтры различной глубины, в частности, панельные фильтры классов с М5 до F8.
В рассматриваемом примере в устройстве фильтрации воздуха на второй ступени очистки используется панельный гофрированный фильтр. Данный фильтр представляет собой фильтр средней очистки класса М5 согласно стандарту ГОСТ Р ЕН 779-2014, выполненный из масло-гидрофобного плиссированного материала. Используемый фильтрующий материал обладает повышенной производительностью, механической прочностью и устойчивостью к влаге и перепадам давления.
Корпус 2 снабжен специальным фланцем для стыковки с корпусом 3 третьей тонкой ступени очистки. На фланец, с одной или с двух сторон может быть нанесено, например, наклеено, резиновое уплотнение. В других вариантах, может быть использован любой другой вид известного фланцевого уплотнения, в том числе металлические прокладки или комбинированные уплотнения.
Как уже было отмечено, полезная модель предусматривает, что разъемное скрепление второго и третьего корпусов может быть реализовано и другими средствами, например, с помощью штырей, болтов, фиксаторов, защелок и т.д.
Третья или финишная ступень очистки представлена фильтром тонкой очистки воздуха, размещенным в третьем корпусе 3. Согласно полезной модели, в третьей ступени необходимо использовать фильтр тонкой очистки различной глубины класса не менее F8 согласно стандарту ГОСТ Р ЕН 779-2014, выполненный из нетканого фильтрующего материала. В рассматриваемом примере в устройстве фильтрации воздуха на третьей ступени очистки использован компактный фильтр тонкой очистки F9. Данный фильтр содержит нетканый нановолоконный материал, который позволяет обеспечить качественную фильтрацию от частиц различных видов загрязнений размером до 0,01 микрон и менее в условиях ограниченного пространства, а также при высокоскоростных воздушных потоках. Используемый здесь фильтрующий материал отличается оптимальной фильтрующей способностью, высоким процентом пылеулавливания, низким начальным уровнем перепадов давления, жесткостью складок, а также обеспечивает механическую прочность к соли и влаге.
Фиг. 2 иллюстрирует устройство фильтрации воздуха согласно полезной модели в положении монтажа на раме Р, принадлежащей КВОУ, когда три корпуса 1, 2 и 3 последовательно скреплены друг с другом с возможностью отсоединения.
Как показано на фиг. 2, скрепление первого корпуса 1 со вторым корпусом 2 в полезной модели реализовано посредством верхнего фиксатора 4, который размещен на верхних поверхностях корпусов 1, 2, и боковых защелок 5 (на чертеже показана одна из защелок 5), которые размещены на боковых поверхностях корпусов 1, 2.
В предпочтительном варианте верхний фиксатор 4 и каждая боковая защелка 5 содержат по два элемента, которые выполнены с возможностью зацепления друг с другом, один из которых размещен на первом корпусе 1, а другой, соответственно - на втором корпусе 2.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что в качестве верхнего фиксатора и боковых защелок в заявленной полезной модели могут использоваться различные известные зацепляемые элементы, которые обеспечат легкое, удобное и быстрое отсоединение первого корпуса вручную, без использования инструментов. Например, могут использоваться различные известные варианты зацепляемых элементов с магнитами и пружинами.
В рассматриваемом примере, показанном на фиг. 2, реализован экономичный и простой в изготовлении вариант исполнения верхнего фиксатора, согласно которому верхний фиксатор 4 содержит размещенную на втором корпусе 2 изогнутую металлическую пластину с крюком и размещенную на первом корпусе 1 накидную петлю из прямой металлической пластины с отверстием. Фиксация между корпусами, таким образом, осуществляется известным образом путем зацепления отверстия одной пластины на крюке другой пластины. В свою очередь, боковая защелка 5 в варианте исполнения, показанном на фиг. 2, представляет собой накидную натяжную защелку с фиксирующим элементом в виде изогнутой металлической пластины с крюком. Аналогичные защелки известны специалистам под такими названиями как защелка натяжная, замок-защелка, замок типа «лягушка» и т.п. Все описанные в рассматриваемом примере элементы верхнего фиксатора 4 и боковых защелок 5 доступны на рынке.
Описанные выше и проиллюстрированные на чертежах примеры корпусов, фильтров, фиксаторов и защелок приведены для пояснения сущности настоящей полезной модели и не ограничивают объем ее правовой охраны, который определяется формулой полезной модели.