ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЙ РУКАВ

Полезная модель относится к фильтровальным элементам рукавного типа, которые используются в установках для сухого улавливания пылевидных технологических продуктов в процессе их производства, а также для аспирации промышленных газов и воздуха в химической, металлургической, горнорудной, пищевой и других отраслях промышленности.
Конструктивное исполнение фильтровальных рукавов зависит от условий их эксплуатации, которые определяются множеством факторов, основными из которых являются параметры фильтруемой среды, технологические схемы и режимы ее подачи в фильтровальные рукава, схемы компоновки и крепления фильтровальных рукавов в фильтровальных установках, методы регенерации и др. При этом, как показывает опыт эксплуатации, в процессе прохождения фильтруемой среды через фильтровальные рукава ее параметры за весьма непродолжительное время заметно изменяются, что приводит к различному воздействию среды на материал рукавов по их длине.
В практике фильтрования в разных отраслях промышленности используются, как правило, фильтровальные рукава, конструкция которых предусматривает выполнение их цельными из одного вида текстильного материала, имеющего одинаковые физико-механические свойства по всей длине рукавов. Вследствие этого при аспирации промышленного воздуха, например, в горнорудной и цементной промышленности, происходит, как правило, более интенсивный износ и повреждение материала фильтровальных рукавов, расположенных со стороны подачи фильтруемой среды, обладающей повышенным абразивным воздействием. В металлургической промышленности при аспирации промышленных газов, содержащих искры и раскаленные частицы окалины, также более интенсивно изнашивается и преждевременно повреждается материал фильтровальных рукавов со стороны подачи фильтруемой среды. Такое неравномерное воздействие фильтруемой среды на материал фильтровальных рукавов по их длине приводит к более интенсивному разрушению локальных участков при сохранении целостности и служебных качеств другой частью рукавов, взаимодействующей с менее "агрессивной" фильтруемой средой.
7
Известен фильтровальный рукав (см. патент UA №7581, МПК B01D 46/02, B01D 29/11, дата публикации 15.06.2005 г.), выполненный с возможностью крепления его концевых частей к соответствующим элементам фильтровальной установки. Фильтровальный рукав выполнен из одного вида материала (стеклоткани) с одинаковыми по его длине физико-механическими свойствами и содержит размещенную между концевыми частями рабочую часть. Рабочая часть снабжена поперечными элементами жесткости, выполненными в виде металлических колец, размещенных внутри кольцевых накладок, соединенных с рабочей частью кольцевыми швами. Упомянутые концевые части рукава выполнены в виде манжет. Внутри одной из манжет (верхней) размещен элемент крепления, выполненный в виде кольца из стальной проволоки, а внутри второй манжеты (нижней) размещен элемент крепления, выполненный в виде льно-пенькового каната. На внешней стороне нижней манжеты двумя кольцевыми швами закреплен накладной усиливающий элемент, выполненный из полоски текстильного материала с подвернутыми кромками. Манжеты могут быть образованы как подгибом текстильного материала рабочей части рукава, так и отдельной полоской текстильного материала, соединенных с рабочей частью кольцевыми швами. Верхняя манжета посредством элемента крепления фиксируется на рукавной тарелке, с помощью которой фильтровальный рукав подвешивается в вертикальном положении на пружинном устройстве в герметизированной секции фильтровальной установки, обеспечивая тем самым необходимую площадь фильтрации. Нижняя манжета размещается со стороны подачи фильтруемой среды и закрепляется в рукавной решетке посредством элемента крепления. Указанный фильтровальный рукав используется для сухого улавливания пылевидных технологических продуктов из углеродогазовоздушной смеси в фильтровальных установках при производстве технического углерода.
Недостатком известного фильтровального рукава является его интенсивный износ и преждевременное повреждение материала со стороны подачи фильтруемой среды в зоне крепления рукава в рукавной решетке. Это объясняется особенностями эксплуатации указанного фильтровального рукава, связанными с многократными технологическими, регламентными и другими остановками фильтровальной установки и последующими ее запусками, что приводит к периодическим изменениям температурного режима, вызывающим появление точки росы. Образуемая при этом из конденсата влага стекает по стенкам фильтровального рукава, имеющего достаточно большую длину и внутренний объем, и скапливается в его нижней части, расположенной в зоне крепления фильтровального рукава в рукавной решетке, оказывая локальное повреждающее воздействие на материал рукава. Это приводит к преждевременному повреждению материала и отрыву манжеты, закрепленной в упомянутой решетке, от фильтровального рукава, что вызывает необходимость его замены в целом, хотя при этом сохраняется целостность и служебные качества остальной части рукава. В результате имеет место неоправданное снижение ресурса фильтровального рукава, приводящее к существенным дополнительным затратам на эксплуатацию фильтровальной установки, связанным с необходимостью "досрочной" замены фильтровального рукава и с дополнительными издержками на демонтаж его поврежденной части (нижней манжеты) из рукавной решетки. Кроме этого, неравномерное повреждение материала рукава по его длине сопровождается ухудшением фильтрующих качеств и непосредственно влияет как на эффективность очистки, так и на потери готового продукта.
В основу полезной модели поставлена задача создания такого фильтровального рукава, в котором за счет усовершенствования его конструкции путем выполнения комбинированным из материала с различными физико-механическими свойствами, учитывающими заданные условия эксплуатации, обеспечивается повышение срока службы фильтровального рукава при заданном качестве фильтрования и снижении затрат на эксплуатацию фильтровальной установки.
Поставленная задача решается тем, что в фильтровальном рукаве, выполненном с возможностью крепления его концевых частей к соответствующим элементам фильтровальной установки, в котором по меньшей мере одна из концевых частей выполнена в виде манжеты с размещенным в ней элементом крепления, согласно полезной модели он выполнен комбинированным и состоит из соединенных между собой по длине рукава по меньшей мере двух частей, выполненных из материала с различными физико-механическими свойствами, которые выбираются в зависимости от заданных условий эксплуатации фильтровального рукава.
В зависимости от условий эксплуатации длина части фильтровального рукава со стороны подачи фильтруемой среды, составляет не более 1/3-1/2 от общей длины рукава.
Для повышения разрывной прочности и ресурса фильтровального рукава упомянутые части соединены между собой по меньшей мере тремя кольцевыми швами.
Для этой цели упомянутые части фильтровального рукава соединены между собой посредством усиливающего элемента, соединенного с материалом рукава по меньшей мере тремя кольцевыми швами, при этом упомянутый усиливающий элемент выполнен из текстильного тканого и/или нетканого материала.
Для повышения надежности механической фиксации фильтровального рукава в узлах соединения с соответствующими элементами фильтровальной установки обе его концевые части выполнены в виде манжет, внутри каждой из которых размещен элемент крепления фильтровального рукава к соответствующему элементу фильтровальной установки, а размещенная между ними рабочая часть фильтровального рукава может быть выполнена без поперечных элементов жесткости или с поперечными элементами жесткости, соединенными с ней кольцевыми швами, при этом манжеты выполнены из материала, соответствующего материалу соединенной с ней рабочей части.
При этом упомянутые части фильтровального рукава могут быть соединены между собой в зоне или вне зоны крепления поперечного элемента жесткости.
Для повышения разрывной прочности и ресурса фильтровального рукава поперечный элемент жесткости образован кольцевой накладкой, выполненной по меньшей мере из двух слоев текстильного материала, между которыми размещено металлическое или неметаллическое кольцо, при этом упомянутая кольцевая накладка соединена с рабочей частью фильтровального рукава по меньшей мере двумя кольцевыми швами, выполненными с одной стороны от кольца или кольцевыми швами, выполненными по меньшей мере по одному с обеих сторон от кольца.
Для обеспечения надежности соединения концевых частей фильтровального рукава с сопрягаемыми частями фильтровальной установки по меньшей мере одна манжета содержит уплотнительный элемент, который выполнен с образованием по меньшей мере двух слоев, расположенных с одной из боковых сторон элемента крепления, и закреплен относительно упомянутого элемента крепления, при этом упомянутый уплотнительный элемент выполнен из текстильного тканого и/или нетканого материала.
Для этой же цели элементы крепления выполнены в виде прижимного кольца, например, из металлической пружинной ленты или из проволоки, и/или из каната, в том числе льно-пенькового, и/или из войлока, и/или из шнура.
При этом целесообразно, чтобы между элементами крепления манжет была размещена прокладка.
Для обеспечения заданного качества фильтрования при одновременном обеспечении прочности и ресурса фильтровального рукава в качестве материала рабочей и концевых частей рукава и кольцевой накладки используется текстильный тканый и/или нетканый материал.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется представленными фигурами чертежей, где на фиг.1 показан общий вид фильтровального рукава (пример выполнения с поперечными элементами жесткости и соединения частей рукава из различного материала в месте крепления одного из этих элементов); на фиг.2 - то же (пример выполнения с поперечными элементами жесткости и соединения частей рукава из различного материала вне зоны крепления этих элементов); на фиг.3 - то же (пример выполнения рукава без поперечных элементов жесткости); на фиг.4 - вид I на фиг.1 (повернуто); на фиг.5 - вид I на фиг.1 (повернуто); на фиг.6 - вид I на фиг.2 (повернуто); на фиг.7 - вид I на фиг.2 (повернуто); на фиг.8 - вид I на фиг.3 (повернуто); на фиг.9-21 - вид II на фиг.1-3 (примеры исполнения нижней манжеты, повернуто); на фиг.22-40 - вид III на фиг.1-3 (примеры исполнения верхней манжеты, повернуто).
Фильтровальный рукав трубчатой формы выполнен соединением кромок текстильного материала продольным швом 1 и содержит рабочую часть 2, верхнюю 3 и нижнюю 4 концевые части.
На рабочей части 2 фильтровального рукава (фиг.1, 2) с постоянным или изменяющимся по длине рукава шагом (не обозначены) размещены поперечные элементы жесткости 5, каждый из которых содержит прижимное кольцо 6, например, металлическое, и кольцевую накладку 7 (фиг.4-7). Количество поперечных элементов жесткости на рабочей части фильтровального рукава зависит от его длины. Продольный шов 1 выполнен «внахлест» (не показано) тремя параллельными строчками цепного стежка (не обозначены) стеклянной нитью. В зависимости от материала рукава продольный шов 1 может быть выполнен также «взамок» (не показано).
Фильтровальный рукав выполнен комбинированным из соединенных между собой двух частей 8, 9, выполненных из материала с различными физико-механическими свойствами, которые выбираются в зависимости от условий эксплуатации.
Кольцевая накладка 7 (фиг.4, 6, 7) выполнена посредством сложения полоски текстильного материала в два слоя с подворачиванием одной из кромок вовнутрь. Металлическое прижимное кольцо 6 выполнено, например, из металлической полосы или из проволоки и размещено между сложенными слоями ткани кольцевой накладки 7 вдоль ее продольной оси симметрично относительно кромок. Кольцевая накладка 7 с расположенным внутри нее прижимным кольцом 6 соединена с рабочей частью фильтровального рукава 2 кольцевыми швами, выполненными шестью параллельными строчками (не обозначены), расположенными симметрично по три шва с каждой стороны от упомянутого кольца 6.
Кольцевая накладка 7 (фиг.5) может быть выполнена посредством сложения полоски текстильного материала в два слоя, при этом прижимное кольцо 6 размещено между слоями сложенной ткани. Кромки полоски соединены между собой и с рабочей частью рукава двумя кольцевыми швами, выполненными шестью параллельными строчками (не обозначены), расположенными симметрично по три шва с каждой стороны от упомянутого кольца 6.
2
2
1
Фильтровальные рукава (фиг.1, 2) могут использоваться, например, для сухого улавливания пылевидных технологических продуктов из углеродогазовоздушной смеси в фильтровальных установках при производстве технического углерода. Как указано выше, эксплуатация фильтровальных рукавов при производстве технического углерода связана с многократными технологическими, регламентными и другими остановками фильтровальной установки и последующими ее запусками, что приводит к периодическим изменениям температурного режима, вызывающим появление точки росы. Это сопровождается образованием и скапливанием влаги в нижней части фильтровального рукава, что приводит к ее преждевременному повреждению. Для обеспечения равномерного износа материала фильтровального рукава по его длине нижняя часть 8, расположенная со стороны подачи потока фильтруемой среды, выполнена из стеклянной ткани арт. ТСФТ-4П-СФБМ с величиной массовой доли удаляемых веществ при прокаливании (пропитка) от 3,0 до 3,5%. В ряде случаев для выполнения этой части рукава, воспринимающей наибольшие нагрузки при эксплуатации, может быть использована стеклянная ткань с массовой долей удаляемых веществ при прокаливании (пропиткой) до 9%. Другая часть 9 фильтровального рукава выполнена из стеклянной ткани арт. ТСФТ-4П-СФБМ с величиной массовой доли удаляемых веществ при прокаливании (пропитка) от 1,0 до 1,5%. При этом поверхностная плотность ткани для части 8 фильтровального рукава составляет 700 г/см, а поверхностная плотность ткани для части 9-424 г/см. Длина L части 8 в указанном фильтровальном рукаве составляет не более 1/4-1/3 его общей длины L.
В примере исполнения фильтровального рукава (фиг.1, 4, 5) упомянутые части 8 и 9 соединены между собой в зоне крепления поперечного элемента жесткости 5, при этом части 8 и 9 могут быть соединены «взамок» (фиг.4) посредством трех параллельных строчек (не обозначены) или «внахлест» (фиг.5) путем подворота обеих частей рукава в одну сторону и соединения указанного подворота продольной строчкой (не обозначены) и трех параллельных строчек (не обозначены), выполненных совместно с поперечным элементом жесткости 5.
В примере исполнения фильтровального рукава (фиг.2, 6, 7) упомянутые части 8 и 9 соединены между собой вне зоны крепления поперечного элемента жесткости 5, при этом части 8 и 9 могут быть соединены «взамок» (фиг.6) посредством трех параллельных строчек (не обозначены) или «внахлест» (фиг.7) путем подворота обеих частей рукава в одну сторону и соединения их у основания одной продольной строчкой (не обозначена), а концов - тремя параллельными строчками (не обозначены), выполненными совместно с поперечными элементами жесткости 5. В примере (фиг.7) упомянутые части 8 и 9 фильтровального рукава выполнены с использованием усиливающего элемента 10, соединенного с частями 8 и 9 рукава, по меньшей мере, шестью кольцевыми швами. В обоих примерах выполнения фильтровального рукава (фиг.1, 2) продольные швы 1 части 8 фильтровального рукава смещены относительно соответствующих продольных швов части 9.
Фильтровальные рукава (фиг.3) могут быть выполнены без поперечных элементов жесткости для использования, например, при аспирации промышленного воздуха в горнорудной и цементной промышленности или при аспирации промышленных газов в металлургической промышленности.
2
3
2
2
3
2
1
1
2
В металлургической промышленности фильтровальные установки, как правило, находятся достаточно близко к плавильным печам. В результате таких условий эксплуатации фильтруемая среда - пылевой газовый поток содержит, как правило, раскаленные искры и частички окалины, которые не успевают остыть до попадания в фильтровальные рукава и постепенно повреждают его волокна, что приводит к утончению материала рукава или его прожиганию с образованием локальных сквозных отверстий. Это явление характерно для нижней части фильтровальных рукав, расположенных со стороны подачи фильтруемой среды. В этих условиях эксплуатации для обеспечения равномерного износа материала фильтровального рукава по его длине нижняя часть 8, которая располагается со стороны подачи потока фильтруемой среды, выполнена, например, из нетканого полотна арт. Н-РЕ 524 PG с искрогасящим покрытием со следующими характеристиками: поверхностная плотность - 520 г/см; разрывная нагрузка (полоска 50×200 мм), не менее: по длине - 1600 Н, по ширине - 1400 Н; удлинение при разрыве, не более: по длине - 19%, по ширине - 24%; толщина - 2 мм; воздухопроницаемость - 150 дм/мсек (20 мм в.ст.); рабочая температура использования - 120°С (кратковременные пики - 150°С); состав сырья - 100% ПЭ/ПЭ; обработка - термостабилизация, каландрирование, защитное покрытие от прожигания горящей пылью. Часть 9 фильтровального рукава выполнена, например, из нетканого иглопробивного полотна арт. Н-РЕ500(Т) со следующими характеристиками: поверхностная плотность - 500±5% г/см; разрывная нагрузка (полоска 50×200 мм), не менее: по длине - 1000 Н, по ширине - 1000 Н; удлинение при разрыве, не более: по длине - 10%, по ширине - 30%; толщина - 1,7 мм; воздухопроницаемость - 100 дм/мсек (10 мм в.ст.); рабочая температура использования - 150°С; кратковременные пики - 160°С; состав сырья - 100% ПЭ/ПЭ; обработка - обжиг, термостабилизация, каландрирование. Длина L части 8 в указанном фильтровальном рукаве составляет около / от его общей длины L.
2
3
2
2
3
2
1
1
2
В цементной промышленности пылевой поток фильтруемой среды содержит твердые частички продуктов с острыми режущими гранями, хаотично перемещающиеся на большой скорости в потоке. В этих условиях эксплуатации упомянутые частички продуктов приводят к абразивному воздействию на волокна материала рукавов, постепенно утончая их стенки. Особенно интенсивно это процесс происходит в нижней части фильтровальных рукав со стороны подачи фильтруемой среды. Для обеспечения равномерного износа материала фильтровального рукава по его длине нижняя часть 8 выполнена, например, из нетканого иглопробивного полотна с покрытием, стойким к абразивной пыли, арт. Н-РЕ 500А(Т) со следующими характеристиками: поверхностная плотность - 500±5% г/см; разрывная нагрузка (полоска 50×200 мм), не менее: по длине - 1100 Н, по ширине - 1400 Н; удлинение при разрыве, не более: по длине - 10%, по ширине - 30%; толщина - 2±0,2 мм; воздухопроницаемость - 150 дм/мсек (20 мм в.ст.); рабочая температура использования - 150°С (кратковременные пики - 160°С); состав сырья - 100% ПЭ/ПЭ; обработка - обжиг, пенное покрытие, стойкое к абразивной пыли, каландрирование. Часть 9 фильтровального рукава выполнена, например, из нетканого иглопробивного полотна арт. Н-РЕ500(Т) со следующими характеристиками: поверхностная плотность - 500±5% г/см; разрывная нагрузка (полоска 50×200 мм), не менее: по длине - 1000 Н, по ширине - 1000 Н; удлинение при разрыве, не более: по длине - 10%, по ширине - 30%; толщина - 1,7 мм; воздухопроницаемость - 100 дм/мсек (10 мм в.ст.); рабочая температура использования - 150°С (кратковременные пики - 160°С); состав сырья - 100% ПЭ/ПЭ; обработка - обжиг, термостабилизация, каландрирование. Длина L части 8 в указанном фильтровальном рукаве составляет около / от его общей длины L. В примере фильтровального рукава (фиг.3) продольные швы 1 части 8 фильтровального рукава смещены относительно соответствующих продольных швов части 9. При этом, части 8 и 9 соединены между собой «внахлест» (фиг.8) путем наложения обеих частей рукава друг на друга в зоне стыка и трех параллельных строчек (не обозначены).
В фильтровальных рукавах (фиг.1-3) нижняя 4 или обе - верхняя 3 и нижняя 4 концевые части выполнены с манжетами, соответственно, 11 и 12. Манжеты 11 и 12 могут быть образованы подгибом материала рукава, а их кромки соединены между собой продольными швами (не обозначены). При этом упомянутые продольные швы выполнены под углом и смещены относительно близлежащих продольных швов рабочей части 2 рукава. Каждая из манжет 11 и 12 (фиг.4-7) соединена с его рабочей частью 2 либо одним кольцевым швом (не обозначен), или двумя (фиг.24-27, 29) кольцевыми швами (не обозначены), или тремя (фиг.8, 12-20, 31-39) кольцевыми швами (не обозначены), или четырьмя (фиг.28, 30, 40) кольцевыми швами (не обозначены). Манжеты 11, 12 могут быть выполнены также из отдельных полосок текстильного материала (фиг.9-11, 28, 30), кромки которых соединены между собой аналогично продольными швами, а с рабочей частью 2 рукава - тремя или четырьмя кольцевыми швами (не обозначены).
Верхняя часть фильтровального рукава может быть выполнена без манжеты (фиг.22, 23). В этом случае концевая часть рукава выполнена с возможностью схватывания соответствующего элемента фильтровальной установки и закрепления на нем отдельным элементом крепления, выполненным, например, в виде пружинного кольца (не показан). При этом упомянутая концевая часть может дополнительно содержать уплотнительный элемент 13, выполненный, например, в виде войлока (фиг.23), соединенного с материалом рукава двумя кольцевыми швами (не обозначены).
Манжеты 11, 12 могут содержать элементы крепления 14 и 15, выполненные, например, в виде кольца из металлической пружинной ленты (фиг.4-7, 9-21, 26, 31-40), или из проволоки (фиг.8, 25), или из упомянутой ленты и каната (фиг.27-30), и/или из каната, в т.ч. льно-пенькового, и/или из войлока, и/или из шнура (не показаны).
Манжета 12 может быть выполнена без размещенного внутри нее элемента крепления (фиг.24). В этом случае концевая часть рукава выполнена с возможностью схватывания соответствующего элемента фильтровальной установки и закрепления посредством отдельного элемента крепления, например, выполненного в виде пружинного кольца (не показан).
Между элементами крепления 15 в верхней манжете 12 может быть размещена прокладка 16 (фиг.29, 30).
Манжеты 11, 12 могут содержать уплотнительный элемент, выполненный (фиг.12, 31) из двух полосок, соответственно, 17 и 18 текстильного материала, охватывающих по периметру соответствующие элементы крепления 14, 15 и соединенных между собой, по меньшей мере, одним швом (не обозначен).
С учетом конструктивных допусков на размеры сопрягаемых частей фильтровальной установки и степени их износа в процессе эксплуатации манжеты 11, 12 могут быть выполнены с иным исполнением уплотнительного элемента.
Уплотнительный элемент, например, может быть выполнен (фиг.13, 32) из полосок 19, 20 текстильного материала, охватывающих по периметру соответствующие элементы крепления 14, 15 с подгибом кромок вдоль его боковых сторон, при этом подгибы кромок соединены между собой одним швом (не обозначен).
Уплотнительный элемент, например, может быть выполнен (фиг.14, 33) из полосок текстильного материала 21, 22, охватывающей по периметру соответствующие элементы крепления 14, 15 и прокладок 23, 24, расположенных вдоль одной из боковых сторон упомянутых элементов крепления между полосками 21, 22, соответственно, и внутренней поверхностью соответствующей манжеты 11, 12. Кромки полосок 21, 22 соединены между собой одним швом (не обозначен). Прокладки 23, 24 выполнены из одного слоя текстильного материала и соединены с полосками 21, 22 парами швов (не обозначены).
Прокладки 23, 24 уплотнительного элемента (фиг.15, 34) могут быть выполнены, например, из двух слоев, образованных перегибом полосок текстильного материала.
Полоски текстильного материала 21, 22 соединены с прокладками 23, 24 парами швов (не обозначены).
Уплотнительный элемент, например, может быть выполнен (фиг.16, 35) из полосок 25, 26 текстильного материала и прокладок 27, 28, расположенных вдоль одной из боковых сторон элементов крепления 14, 15 в соответствующих манжетах 11, 12. Прокладки 27, 28 выполнены из двух слоев, образованных их перегибом. При этом полоски 25, 26 охватывают по периметру элементы крепления 14, 15 вместе с прокладками 27, 28. Кромки полосок 25, 26 соединены между собой одним швом (не обозначен). Прокладки 27, 28 закреплены относительно элементов крепления 14, 15 парами швов (не обозначены).
Уплотнительный элемент, например, может быть выполнен (фиг.17, 36) из полосок 29, 30 текстильного материала, охватывающих по периметру элементы крепления 14, 15 с образованием одного слоя текстильного материала вдоль одной из их боковых сторон и трех слоев с противоположных боковых сторон. При этом два из упомянутых трех слоев образованы путем перегиба кромок полосок 29, 30 текстильного материала и закреплены относительно элементов крепления 14, 15, по меньшей мере, одним швом (не обозначен).
Уплотнительный элемент, например, может быть выполнен (фиг.18, 37) из полосок 31, 32 текстильного материала, охватывающих по периметру элементы крепления 14, 15 и прокладок 33, 34, расположенных вдоль одной из их боковых сторон. Кромки полосок 31, 32 соединены между собой одним швом (не обозначен). Прокладки 33, 34 соединены с полосками 31, 32 парами швов (не обозначены).
Уплотнительный элемент, например, может быть выполнен (фиг.19, 38) из полосок 35, 36 текстильного материала и прокладок 37, 38, расположенных вдоль одной из боковых сторон элементов крепления 14, 15. Полоски 35, 36 охватывают по периметру элементы крепления 14, 15 вместе с прокладками 37, 38, соответственно. Кромки полосок 35, 36 соединены между собой одним швом (не обозначен). Прокладки 37, 38 закреплены относительно элементов крепления 14, 15 парами швов (не обозначены).
Уплотнительный элемент, например, может быть выполнен (фиг.20, 39) из полосок 39, 40 текстильного материала и прокладок 41, 42, расположенных вдоль одной из боковых сторон элементов крепления 14, 15. Полоски 39, 40 охватывают по периметру элементы крепления 14, 15 вместе с прокладками 41, 42, соответственно. Кромки полосок 39, 40 соединены между собой одним швом (не обозначен). Прокладки 41, 42 зафиксированы относительно элементов крепления 14, 15 посредством склеивания.
Уплотнительный элемент, например, может быть выполнен (фиг.21, 40) из полосок 43, 44 текстильного материала, охватывающих по периметру элементы крепления 14, 15 с образованием одного слоя текстильного материала вдоль одной из их боковых сторон и трех слоев с противоположных боковых сторон. При этом два из упомянутых трех слоев образованы путем перегиба кромок полосок 43, 44 текстильного материала, а концы упомянутых полосок закреплены относительно элементов крепления 14, 15, по меньшей мере, двумя швами (не обозначены).
Фильтровальный рукав может быть изготовлен из различных комбинаций текстильного тканого (ТК) и нетканого (НТК) материала, который выбирается с учетом условий его эксплуатации в фильтровальных установках. Так, в примерах (фиг.4-7, 11) для обеих частей 8, 9 фильтровального рукава используется ТК материал; в примерах на фиг.8 - для обеих частей 8, 9 - НТК материал; на фиг.9 - для нижней части 8 - ТК материал, для манжеты - НТК материал; на фиг.10 - для нижней части 8 и манжеты - НТК материал; на фиг.11 - для нижней части 8 и манжеты - ТК материал; на фиг.12-40 - для нижней части 8 - НТК материал; для уплотнительных элементов - НТК материал; для усиливающего элемента 10 (фиг.7) - ТК материал; для кольцевой накладки 7 (фиг.1, 2, 5) - ТК материал (не обозначены).
Работа фильтровального рукава рассматривается на примере его использования в фильтровальной установке для сухого улавливания пылевидных технологических продуктов из углеродогазовоздушной смеси при производстве технического углерода.
Фильтровальные рукава (фиг.1, 2) размещают в фильтровальной установке основного улавливания технического углерода, выполненной в виде герметичного корпуса, внутри которого размещены фильтровальные рукава и элементы для их крепления. Последние выполнены, например, в виде металлической рукавной решетки (не показана) с отверстиями для крепления нижних манжет 11 и металлической рамы с пружинными устройствами, на которых посредством рукавных тарелок (не показаны) крепятся верхние манжеты 12. Натяжение фильтровальных рукавов осуществляется посредством пружин. Диаметр фильтровальных рукавов составляет, как правило, от 127 до 300 мм, а их длина от 1100 до 12000 мм. Фильтровальная установка содержит также накопительный бункер со шнековым питателем и затвором, расположенные под герметичным корпусом, и пневматические системы подвода продуктов фильтрования, отвода очищенных газов и регенерации фильтровальных рукавов. В процессе фильтрования углеродогазовоздушную смесь подают в фильтровальные рукава через нижние 11 манжеты, а верхние 12 манжеты плотно закупоривают рукавными тарелками. При этом обеспечиваются требования по надежности уплотнений в узлах соединения фильтровальных рукавов с соответствующими элементами фильтровальной установки, которые связаны как с необходимостью исключения просачивания частиц технического углерода в пространство герметичного корпуса с очищенными газами, так и с необходимостью снижения потерь этого продукта.
Фильтровальные рукава посредством нижних манжет 11 с расположенными в них элементами крепления 14 и соответствующими уплотнительными элементами заводятся в отверстия рукавной решетки и соединяются с входными патрубками (не показаны). При этом элементы крепления 14 должны облегать периметр внутренней поверхности отверстий рукавной решетки без перекосов. Необходимая надежность соединения в этом узле обеспечивается уплотнительным элементом, который может выбираться, например, с учетом степени износа отверстий рукавной решетки или особенностей их конструкции. В рассматриваемом примере используется фильтровальный рукав с уплотнительными элементами 35, 37 (фиг.19) в нижней 11 и 36, 38 (фиг.38) в верхней 12 манжетах. Рукавная тарелка заводится вовнутрь фильтровального рукава и посредством элементов крепления 15 плотно фиксируется в нем, при этом верхние манжеты 12 располагаются над отбортовками тарелки. С помощью колец на рукавных тарелках фильтровальные рукава навешиваются на пружинных устройствах, которые закреплены на металлической раме фильтровальной установки (не показаны). За счет натяжения пружин обеспечивается строго вертикальное положение фильтровальных рукавов и, соответственно, необходимая площадь фильтрации.
Через входные патрубки углеродогазовоздушная смесь поступает внутрь фильтровальных рукавов. Очищенная от частиц технического углерода в процессе фильтрации газовоздушная смесь выводится пневматической системой из герметичного корпуса. Частицы технического углерода оседают на внутренней поверхности фильтровальных рукавов, в результате чего сопротивление текстильного материала поступающей углеродогазовоздушной смеси постепенно увеличивается. Когда оно достигнет некоторого предельного значения, фильтровальная установка переводится в режим регенерации для очистки фильтровальных рукавов от осевших в них частиц технического углерода. Регенерация фильтровальных рукавов осуществляется встряхиванием и обратной продувкой сжатым воздухом. С потоком газовоздушной смеси частицы технического углерода переносятся в накопительный бункер, откуда их транспортируют шнековым устройством для последующей технологической обработки. Запыленная газовоздушная смесь через патрубок вновь направляется в пневматическую систему подвода продуктов фильтрования и далее - в фильтровальные рукава.
Результаты опытно-промышленных испытаний фильтровальных рукавов для сухого улавливания пылевидных технологических продуктов в фильтровальных установках при производстве технического углерода показали, что использование указанной комбинированной конструкции позволяет, во-первых, практически исключить преждевременные локальные повреждения материала рукавов со стороны подачи фильтруемой среды в зоне их крепления в рукавной решетке и за счет этого предотвратить отрыв нижних манжет от рабочей части фильтровального рукава, а, во-вторых, обеспечить более равномерный по сравнению с прототипом износ материала рукава по его длине, что позволяет увеличить срок эксплуатации фильтровальных рукавов при обеспечении эффективности очистки и снижении потерь готового продукта.
Результаты аналогичных испытаний фильтровальных рукавов заявляемой комбинированной конструкции в фильтровальных установках в металлургической промышленности показали, что выполнение нижней части рукава из материала с «повышенными» физико-механическими свойствами, в частности, с искрогасящим покрытием, существенно снижает интенсивность повреждающего воздействия на материал рукава фильтруемой среды в виде пылегазового потока, содержащего раскаленные искры и частички окалины.
Результаты аналогичных испытаний фильтровальных рукавов заявляемой комбинированной конструкции в фильтровальных установках в цементной промышленности показали, что выполнение нижней части рукава с «повышенными» физико-механическими свойствами, в частности, с покрытием, стойким к абразивному воздействию, существенно снижает интенсивность повреждающего воздействия на материал рукава со стороны подачи фильтруемой среды в виде пылегазового потока, содержащего частички с острыми режущими краями и кромками.
В целом, результаты проведенных испытаний в упомянутых условиях эксплуатации подтвердили значительно меньший износ материала фильтровальных рукавов со стороны подачи фильтруемой среды и более равномерный износ рукавов по длине, что позволяет существенно увеличить срок их службы и снизить затраты на эксплуатацию фильтровальных установок. Аналогичным образом можно использовать фильтровальные рукава предлагаемой комбинированной конструкции в других отраслях промышленности, выбирая ту или иную комбинацию материала для их изготовления с учетом конкретных условий эксплуатации.
Таким образом, заявляемая конструкция фильтровального рукава позволяет существенно повысить срок его службы при обеспечении заданного качества фильтрования и снизить затраты на эксплуатацию фильтровальной установки. Вследствие того, что комбинация материала для изготовления частей фильтровальных рукавов задается с учетом конкретных условий эксплуатации, значительно расширяется область их применения. Кроме этого, заявляемая конструкция фильтровальных рукавов позволяет применять различные варианты крепления концевых частей к соответствующим элементам фильтровальной установки, в т.ч. с использованием различных уплотнительных элементов. При этом предлагаемые варианты конструктивного исполнения уплотнительных элементов позволяют обеспечить надежное уплотнение с учетом как конструктивных допусков на размеры сопрягаемых частей фильтровальной установки, так и степени их износа в процессе эксплуатации, что также расширяет область применения фильтровальных рукавов. В результате обеспечивается надежное уплотнение узлов соединения фильтровальных рукавов с элементами фильтровальных установок и исключается просачивание фильтруемой среды в камеры с очищенными газами, а, в случае использования рукавов в установках для улавливания технического углерода, снижаются потери готового продукта и повышается коэффициент его улавливания.