РУКАВНЫЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к фильтрующим устройствам для очистки газа от пыли и может быть использована в черной, цветной металлургии, промышленности строительных материалов и других отраслях.
Известен рукавный фильтр типа ФРКИ с импульсной регенерацией (Мазус М.Г., Мальгин А.Д., Моргулис М.Л. Фильтры для улавливания промышленных пылей. - М.: Машиностроение, 1985. - С. 104), содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, разделенный на секции, в которых установлены фильтрующие рукава. Секции соединены с отводящим патрубком газоходами, оборудованными отсекающими заслонками. На заслонках газоходов размещен стержень щупа в виде изогнутой пластины. Щуп позволяет обнаруживать повреждения рукавов в секциях по толщине слоя отложившейся на нем пыли. В случае повреждения рукавов секцию отключают с помощью заслонки, а фильтр продолжает работать с увеличенной нагрузкой.
К недостаткам такого фильтра можно отнести несовершенство системы обнаружения повреждения фильтрующей поверхности рукавов, что обуславливается необходимостью постоянного визуального наблюдения за состоянием щупа, размещенного на газоходах заслонок, а это в условиях эксплуатации фильтров не всегда возможно. Как правило, такое наблюдение осуществляется периодически. Именно из-за этого возможны ситуации, когда некоторое время фильтр может работать с поврежденной фильтрующей поверхностью рукавов, что останется незамеченным, при этом пыль вместе с очищенным газом будет выбрасываться в атмосферу.
Известен рукавный фильтр по патенту РФ №2011404, МПК B01D 46/02, опубл. 30.04.1994. Этот рукавный фильтр содержит корпус с подводящим и отводящим патрубками, разделенный на камеры грязного и чистого газа, рукава с фильтрующей поверхностью из ткани, систему импульсной регенерации рукавов и систему обнаружения повреждения фильтрующей поверхности рукавов, включающую эжектор, датчик наличия пыли, выполненный в виде камеры с прозрачными боковыми стенками и расположенный между источником света и фотоэлементом, и патрубки. Система обнаружения повреждения фильтрующей поверхности рукавов представляет собой последовательно соединенные отделитель пыли, заборник, концентратор, средство транспортировки, датчик наличия пыли и гаситель скорости. При этом камера датчика наличия пыли выполнена с диффузорным входом, конфузорным выходом и размещенной внутри заземленной металлической сеткой.
Система обнаружения повреждения фильтрующей поверхности рукавов такого фильтра позволяет в автоматическом режиме обнаруживать их повреждение и отключением всасывающего вентилятора прекращать работу фильтра, чем предотвращается вынесение пыли с очищенным газом в случае повреждения фильтрующей поверхности рукавов.
К недостаткам такого фильтра можно отнести сложность конструкции и ненадежность работы его системы обнаружения повреждения фильтрующей поверхности рукавов, что обусловлено необходимостью использования большого количества конструктивных элементов. Использование инерционного колена с размещенным в нем заборником не всегда целесообразно в производственной практике и существенно увеличивает стоимость системы. Наличие металлической сетки в камере датчика усложняет ее регенерацию перед повторным использованием. Также возникает необходимость дополнительной подачи сжатого воздуха в эжектор от автономного источника, при этом скорость его подачи должна обеспечивать величину вакуума более глубокого, чем в отводящем патрубке фильтра. Наличие гасителя скорости, который по конструкции представляет собой фильтр, требует периодического осуществления регенерации его фильтрующей поверхности. Ввиду сравнительно небольшого количества пыли, которое требуется для срабатывания системы на отключение вентилятора, необходимо оборудование системы дополнительным устройством для сбора пыли и обеспечение ее последующей утилизации.
Кроме того, такой фильтр сложен в эксплуатации, обслуживании и ненадежен в работе.
Известен фильтр рукавный и способ его очистки по патенту РФ №2324524, МПК B01D 46/02. опубл. 10.12.2007 г., прототип.
Это изобретение раскрывает рукавный фильтр для очистки газа, содержащий корпус с подводящим и отводящим патрубками, разделенный на камеры грязного и чистого газа. В изобретении есть рукава с фильтрующей поверхностью из ткани, система импульсной регенерации рукавов и система обнаружения повреждения фильтрующей поверхности рукавов. При этом система обнаружения включает эжектор, датчик наличия пыли и патрубки. Датчик выполнен в виде камеры с прозрачными боковыми стенками и расположен между источником света и фотоэлементом. Фильтр отличается тем, что камера чистого газа фильтра разделена на секции, которые соединены с отводящим патрубком газоходами, газоход каждой секции оборудован отсекающей заслонкой, а система обнаружения повреждения фильтрующей поверхности рукавов установлена в каждой секции. Эжектор установлен в газоходе, а его подводящий и приемный патрубки выведены наружу газохода. Приемный патрубок эжектора соединен с датчиком наличия пыли. Выходной патрубок датчика соединен с газоходом, а сам датчик оборудован патрубком ввода регенерирующего воздуха.
Недостатки: низкая степень очистки и малый ресурс фильтра рукавного.
Задачи создания полезной модели: улучшение степени очистки газа и увеличение ресурса рукавного фильтра.
Технический результат:
- улучшение степени очистки газа в рукавном фильтре.
Решение указанных задач достигнуто в рукавном фильтре, содержащем корпус с подводящим и отводящим патрубками, разделенный на камеры грязного и чистого газа, рукава с фильтрующей поверхностью из ткани и открытыми торцами, установленные в трубных решетках, систему импульсной регенерации рукавов в виде емкости со сжатым воздухом, трубками с клапанами и с соплами, установленными против каждого рукава соосно с ними и против их открытого торца, тем, что длина рукавов выполнена из условия:
1
p
L=(10-20) d,
1
где L - длина рукава,
p
d - внутренний диаметр рукава.
Каждый ряд сопел имеет клапан, выполненный с возможностью открытия и закрытия в разное время.
Рукавный фильтр может содержать блок управления, соединенный каналами связи с клапанами.
Конструкция рукавного фильтра для очистки газа поясняется чертежами фиг. 1-15,
где изображено:
- на фиг. 1 основной вид рукавного фильтра в разрезе,
- на фиг. 2 приведен вид А, сверху,
-на фиг. 3 приведена схема рукавного фильтра,
- на фиг. 4 приведен разрез В - В на фиг. 3,
- на фиг. 5 приведен разрез С - С на фиг. 3,
- на фиг. 6 приведен разрез D - D на фиг. 3,
- на фиг. 7 приведена система импульсной очистки,
- на фиг. 8 приведен вид Е,
- на фиг. 9 приведена схема управления системой регенерации рукавного фильтра,
- на фиг. 10 приведен первый вариант способа регенерации, 1 ряд рукавов,
- на фиг. 11 приведен первый вариант способа регенерации, 2 ряд рукавов,
- на фиг. 12 приведен первый вариант способа регенерации, n-й ряд рукавов,
- на фиг. 13 приведен второй вариант способа регенерации, 1 ряд рукавов,
- на фиг. 14 приведен второй вариант способа регенерации, 2 ряд рукавов,
- на фиг. 15 приведен второй вариант способа регенерации, n- й ряд рукавов.
Перечень существенных признаков:
корпус 1,
подводящий патрубок 2,
отводящий патрубок 3,
камера грязного газа 4.
камера чистого газа 5,
рукав 6,
полость 7,
переходник 8,
сборник пыли 9.
опора 10,
лестница 11,
ограждение 12,
проволочный каркас 13,
фильтрующая поверхность 14,
открытый торец 15,
закрытый торец 16,
трубная решетка 17,
система импульсной очистки 18.
ресивер сжатого воздуха 19,
клапан 20,
коллектор 21,
трубка 22,
сопло 23.
канал 24,
блок управления 25,
канал связи 26.
Рукавный фильтр (фиг. 1 и 2) предназначен для очистки газа или воздуха и содержит корпус 1 с подводящим 2 и отводящим 3 патрубками, камеру грязного газа 4 и камеру чистого газа 5.
Фильтрующие элементы выполнены в виде рукавов 6, установленных вертикально в полости 7 корпуса 1. который выполнен в форме прямоугольного параллелепипеда. Под корпусом 1 выполнен переходник 8 сужающийся книзу и далее сборник пыли 9. Корпус 1 установлен на опорах 10 и оборудован снаружи лестницами 11 и ограждениями 12 (фиг. 1 и 2).
Рукава 6 имеют проволочный каркас 13 с фильтрующей поверхностью 14 из ткани, открытые торцы 15 с одной стороны (сверху), закрытые торцы 16 - с другой стороны (снизу). Рукава 6 установлены в трубной решетке 17 (фиг. 1 и 7).
В камере чистого газа 5 установлена система импульсной очистки 18. Система импульсной очистки 18 содержит ресивер сжатого воздуха 19 с клапанами 20, коллекторами 21, трубками 22 и соплами 23, имеющими каналы 24 (фиг. 1, 7 и 9).
Длина рукава 6 должна быть выполнена из условия:
1
p
L = (10 - 20) d,
1
где L - длина рукава 6,
p
d - внутренний диаметр рукава 6.
Обоснование оптимальности указанного диапазона длины рукава 6 из условия благоприятного сочетания основных характеристик рукавного фильтра поясняется в табл. 1.
Автором экспериментально подобран оптимальный режим работы системы регенерации.
Через каждые 60-120 сек открывают клапаны 20 системы импульсной очистки 18 и сжатый воздух с давлением от 0,4 до 0,8 МПа с продолжительностью импульса от 0,1 до 1 сек поступает через коллекторы 21, трубки 22 и каналы 24 сопел 23 в открытые торцы 15 внутрь рукавов 6.
Выбор оптимальности длительности импульсов регенерации с учетом степени очистки, ресурса и энергетических затрат обоснован в табл. 2.
Вывод по табл. 2: оптимальная длительность импульсов регенерации по степени очистки, межремонтному ресурсу и потребляемой энергии составляет от 0,1 до 1,0 сек.
3
Выбор оптимальности длительности периода между импульсами регенерации обоснован в табл. 3. Уменьшение длительности между импульсами улучшает очистку рукавного фильтра, но уменьшает его межремонтный ресурс работы из-за разрушения рукавов 6. Кроме того, при уменьшении длительности между импульсами резко увеличиваются энергетические затраты на очистку 1000 м газа.
Вывод по табл. 3:
При увеличении длительности периода между импульсами более 120 сек увеличивается ресурс фильтрующего элемента, но значительно ухудшается очистка газа.
При длительности импульсов менее 60 сек степень очистки газа в рукавном фильтре не соответствует техническому заданию.
Выбор оптимального давления импульса приведен в табл. 4. Очевидно, что существует оптимальное значение импульса давления, при котором степень очистки газа удовлетворяет техническому заданию, а межремонтный ресурс соответствует установленному времени профилактики фильтров: 700-1000 час (около 1 месяца непрерывной работы).
Общий гарантийный ресурс рукавного фильтра составляет 15 лет.
Вывод по табл. 4: оптимальное давление импульса сжатого воздуха для очистки рукавов 6: Р = 0,4-0,8 МПа.
На фиг. 7 приведена система импульсной очистки. Очистка рукавов 6 производится рядами при этом коллектор 21 установлен против каждого ряда рукавов 6. На входе в каждый коллектор установлен клапан 20.
На фиг. 8 приведен вид Е рукава 6. Рукав 6 содержит проволочный каркас 13 и фильтрующую поверхность 14.
На фиг. 9 приведена схема управления системой регенерации рукавного фильтра. Управление осуществляет блок управления 25, соединенный каналом связи 26 с клапанами 20.
На фиг. 10 приведена диаграмма изменения давления сжатого воздуха для первого варианта работы регенерации в 1 - ом ряду рукавов, на фиг. 11 приведена диаграмма для 2 -го ряд рукавов, а на фиг. 12 приведена диаграмма для n-го ряда рукавов. Очевидно, что диаграммы на фиг. 10-12 идентичны, так как открытие всех клапанов 20 осуществляется одновременно.
На фиг. 13 приведена диаграмма изменения давления сжатого воздуха для второго варианта работы регенерации для 1-го ряда рукавов, на фиг. 14 для 2-го ряда рукавов, на фиг. 15 для n-го ряда рукавов.
Окрывание клапанов 20 для каждого последующего ряда рукавов 6 выполнено со сдвигом по времени на 2-5 сек.
ПРИМЕР РАБОТЫ ПРЕДЛОЖЕННОГО УСТРОЙСТВА.
Первый вариант.
Работает рукавный фильтр следующим образом (фиг. 1, 3, 7 и 9).
Подводят через подводящий патрубок 2 в камеру грязного газа 4 очищаемый газ, который через фильтрующие поверхности 14 рукавов 6 проходит внутрь них и через открытые торцы 15 выходит в камеру чистого газа 5 и далее - в отводящий патрубок 3.
Периодически через 60-120 сек по команде с блока управления 25 открывают клапаны 20 и сжатый воздух с давлением 0,4-0,8 МПа из ресивера 19 поступает через клапаны 20 в коллекторы 21, потом в трубки 22 и сопла 23. Из сопел 23 по каналам 24 сжатый воздух с большой скоростью поступает внутрь рукавов 6.
Пыль стряхивается с фильтрующих поверхностей 14 и через переходник 8 ссыпается в сборник пыли 9 (фиг. 1, 7 и 9).
Циклограмма включения клапанов 20 приведена на фиг. 10-12. Видно, что все клапаны 20 включаются одновременно.
Второй вариант.
По второму варианту работы (фиг. 9, 13-15) блок управления 25 по каналам связи 26 подает сигнал на открытие клапанов 20.
Клапаны 20 открываются поочередно с интервалом 2 сек - 5 сек между соседними рядами рукавов 6 и очистка рукавов 6 происходит по рядам поэтапно. Это дополнительно уменьшает ударные нагрузки на детали рукавного фильтра и увеличивает его ресурс.
Применение полезной модели позволило:
- повысить степень очистки фильтрующих элементов рукавного фильтра; за счет оптимальных соотношений размеров рукавов,
- увеличить межремонтный ресурс рукавного фильтра по тем же причинам.