ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ

Полезная модель относится к устройствам фильтрации газообразных сред и может быть использована в тех отраслях промышленности, где требуется эффективная очистка газов от твердых и жидких примесей.
Известен цилиндрический фильтр [1], содержащий внутренний проницаемый сердечник, фильтровальный материал, наружный дренажный слой и торцевые крышки. На концевых участках сердечника выполнены глухие зоны, длина которых и степень уплотнения фильтровального материала на этих участках подобраны с обеспечением возможности одинаковой эффективности фильтрации в продольном и радиальном направлениях.
В таком фильтре дренажный слой выполнен из сетки в виде цилиндрической спирали.
Кроме того, фильтр снабжен фиксирующими кольцами и перфорированным цилиндром, поверх или внутри которого установлен дренажный слой, а нижняя торцевая крышка выполнена составной с кольцевым зазором, через который пропущен дренажный слой.
Известный цилиндрический фильтр обеспечивает очистку газов от твердых и жидких частиц в условиях больших перепадов температур.
Недостатком такого фильтра являются недостаточная эффективность фильтрации при наличии в потоке газа большого количества жидких частиц.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является фильтр для очистки газов [2], содержащий проницаемый сердечник,
выполненный, например, в виде перфорированного трубчатого элемента, на концевых участках которого образованы внутренние глухие зоны, торцевые крышки, фильтровальный материал, размещенный между проницаемым сердечником и наружным дренажным слоем, и внешние фиксирующие кольца, тем, что в него введен внутренний дренажный слой, расположенный между внешней поверхностью проницаемого сердечника и фильтровальным материалом, а на концевых участках фильтровального материала образованы наружные глухие зоны.
Недостатком этого фильтра является возможность проскока неочищенного газа в глухих зонах фильтрационного материала, что снижает эффективность очистки. Вместе с тем, большая длина глухих зон уменьшает длину проницаемой части сердечника, что приводит к снижению производительности фильтра и увеличению габаритов фильтра.
Технический результат, заключающийся в устранении отмеченных недостатков, достигается в предлагаемом фильтре для очистки газов, содержащем проницаемый сердечник, выполненный, например, в виде перфорированного трубчатого элемента, торцевые крышки, фильтровальный материал, размещенный между внутренним и наружным дренажными слоями, с образованием на концевых участках фильтровального материала глухих зон, при этом внутренний дренажный слой расположен на внешней поверхности проницаемого сердечника, а поверх наружного дренажного слоя расположены фиксирующие кольца, тем, что в глухих зонах выполнены уплотнения путем наружной и промежуточной ленточной перетяжки фильтровального материала.
При этом нижний торец проницаемого сердечника является заглушенным, а верхний торец является открытым.
Кроме того, технический результат достигается тем, что оно содержит переходной и трубчатый элементы, при этом переходной элемент установлен со
стороны одного из торцов проницаемого сердечника с плотным закрытием проницаемого сердечника, а трубчатый элемент вставлен через упомянутый переходной элемент в проницаемый сердечник, выполненный с высотой большей, чем высота трубчатого элемента, внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра проницаемого сердечника,
Сущность полезной модели поясняется чертежами: где:
- на фиг.1 представлен первый вариант конструкции фильтра;
- на фиг.2 показан второй вариант конструкции фильтра.
Предлагаемый фильтр (фиг.1 и фиг.2) содержит проницаемый сердечник, выполненный, например, в виде перфорированного трубчатого элемента 1 с отверстиями, внутренний дренажный слой 2, наружный дренажный слой 3, фиксирующие кольца 4. Слои 2 и 3 состоят из нескольких слоев металлической или стеклянной сетки, или иного материала, обладающего дренажной способностью.
Фильтр имеет также верхнюю 5 и нижнюю 6 торцевые крышки, выполненные в виде дисков, причем нижняя крышка выполнена с глухим дном.
Между внутренним дренажным слоем 2 и наружным дренажным слоем 3 расположен фильтровальный материал 7, на концевых участках которого образованы внутренние глухие зоны 8, наружные глухие зоны 9 и промежуточные зоны 10.
Слои 2 и 3 выполнены из нескольких слоев металлической или стеклянной сетки или другого материала, обладающего дренажной способностью. Дренажные слои имеют толщину, обеспечивающую равномерное распределение потока газа по объему фильтровального материала 7.
Глухие зоны 8, 9 и 10 предназначены для предотвращения прохождения газа через насыщенный влагой фильтровальный материал 7 с целью предотвращения вторичного уноса частиц и образования пузырей. При этом в глухих зонах 8, 9 и 10 выполнены уплотнения путем наружной и промежуточной ленточной перетяжки
фильтровального материала, которая изображена на фиг.1 и фиг.2 вертикальными зачерненными отрезками линии. Упомянутые уплотнения позволяют при этом уменьшить высоту глухих зон, а следовательно уменьшить габариты фильтра.
Вверху фильтра расположена горловина 11 резьбовым или фланцевым соединением (на чертежах не показаны).
Второй вариант конструкции (фиг.2) дополнительно содержит трубчатый элемент 12 и переходной элемент 13, выполненный в виде кольцевой шайбы. При этом переходной элемент 13 установлен со стороны одного из торцов проницаемого сердечника 1 с плотным его закрытием. Трубчатый элемент 12 вставлен через упомянутый переходной элемент 13 в проницаемый сердечник 1, выполненный с высотой большей, чем высота трубчатого элемента 12, внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра проницаемого сердечника 1,
Фильтр работает следующим образом.
Предлагаемый фильтр по варианту 1 (фиг.1) может работать в двух направлениях: при подаче газа внутрь проницаемого сердечника 1 или при подаче газа снаружи на внешнюю поверхность наружного дренажного слоя 3.
По второму варианту (фиг.2) газ подается через трубчатый элемент 12.
При подаче потока газа внутрь фильтра, крупные капли улавливаются внутренним дренажным слоем 2 и по нему стекают. Более мелкие жидкие и твердые частицы улавливаются при прохождении газа через слой из фильтровального материала 7 и накапливаются в нем. Жидкие частицы выдавливаются газом из материала 7, укрупняются и улавливаются наружным дренажным слоем 3, по которому стекают. В результате этого внизу фильтра может образоваться достаточно большое количество отфильтрованной жидкости и могут возникнуть пузыри, что приводит к вторичному уносу. Для того, чтобы предотвратить вторичный унос, служат глухие зоны, исключающие прохождение газа на концевых участках.
Сжатый газ с большим содержанием твердых частиц необходимо подавать на внешнюю поверхность фильтра, имеющего большую поверхность улавливания.
Дальнейший процесс фильтрации аналогичен при подаче газа внутрь фильтра.
Второй вариант конструкции (фиг.2) служит для более равномерного распределения потока газа за счет изменения его направления внутри проницаемого сердечника 1. Для этого служит трубчатый элемент 12, диаметр которого меньше внутреннего диаметра сердечника 1, но достаточный для того, чтобы обеспечить необходимую производительность. Длина элемента 12 - до нижней глухой зоны.
Такая конструкция имеет ряд преимуществ. Это изготовление фильтров с соотношениями диаметра к длине проницаемого сердечника 1/20-1/30, что позволяет получить желаемые скорости фильтрации и достаточно равномерное распределение очищаемого газа по внутренней поверхности фильтра. В момент прохождения газа по трубке меньшего диаметра - происходит укрупнение мелких капель, что также повышает качество очистки.
Предлагаемые варианты конструкции улучшают технические характеристики фильтра, расширяют область его применения и повышают эффективность очистки.
Детали и узлы фильтра изготавливаются из известных конструкционных материалов (сталь, пластмасса, фильтровальный материал и др.).
Устройство прошло испытания, показало высокую надежность и эффективность в эксплуатации и находится в серийном изготовлении.
Источники информации:
1. Патент РФ №2042090, М. Кл. F25B 43/02 от 1995 г
2. Патент РФ №18569, М. Кл. F25B 43/02 от 2001 г.