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

Изобретение относится к области очистки воздуха или газа, а также их смесей от механических примесей, в частности к очистке аспирационного воздуха, отбираемого от деревообрабатывающих шлифовальных станков, содержащего 100%-ную древесную шлифовальную пыль с абразивными частицами, которая является пожаро- и взрывоопасной, и возврата очищенного воздуха в производственное помещение.
Заявляемое решение может быть использовано в мукомольной, текстильной, угольнодобывающей, химической и других отраслях промышленности, в которых аспирационный воздух производств содержит 100%-ную пожаро- и взрывоопасную пыль типа древесной шлифовальной.
Из источников научно-технической и патентной информации известно большое количество модификаций рукавных фильтров. Среди них в качестве аналогов и прототипа выбраны те фильтры, в которых фильтровальные каркасные рукава закреплены верхними открытыми концами на перфорированных пластинах, регенерация фильтровальной ткани в рукавах осуществляется путем обратной продувки очищенным воздухом, а фильтровальные элементы третьей ступени очистки не регенерируются, что обеспечивает возможность дальнейшего их усовершенствования в направлении, указанном в формуле изобретения заявляемого решения.
Известна система трехступенчатой очистки аспирационного воздуха датской компании «JHM-Moldow», описанная в учебном пособии В.Е. Воскресенского «Системы пневмотранспорта, пылеулавливания и вентиляции на деревообрабатывающих предприятиях. Теория и практика». В двух томах. Том 2. Часть 1. Системы пылеулавливания. Политехника, 2009. - 299 с. Указанная система трехступенчатой очистки воздуха состоит из рукавного фильтра, имеющего две ступени очистки воздуха, выполненные в виде входной камеры и фильтровальных рукавов, и третьей ступени очистки воздуха, выполненной в виде тканевого воздухораспределителя (большого рукава, сшитого из фильтровальной ткани типа СМ-360), размещенного в производственном помещении. Рукавный фильтр содержит пылеулавливающую камеру с вертикально расположенными в ней каркасными фильтровальными рукавами, закрепленными верхними открытыми концами на перфорированных пластинах, подводящий трубопровод загрязненного воздуха, входную камеру для ввода загрязненного воздуха, камеру очищенного воздуха, установленную над фильтровальными рукавами, по крайней мере один основной центробежный вентилятор, воздуховод вывода очищенного воздуха, соединенный одним концом с камерой очищенного воздуха, а другим концом со всасывающим патрубком основного центробежного вентилятора, рециркуляционный воздуховод, соединенный с нагнетательным патрубком основного центробежного вентилятора, бункер, установленный под фильтровальными рукавами и имеющий разгрузочное устройство со шлюзовым затвором.
Кроме этого фильтр содержит механизмы регенерации и управления регенерацией фильтровальных рукавов, выполненные в виде приводной регенерационной тележки с установленным на ней осевым продувочным вентилятором, снабженным дефлектором для раздачи продувочного воздуха по фильтровальным рукавам и размещенным внутри регенерационной тележки, которая имеет четыре ходовых катка, размещенные в двух профильных направляющих рельсах, установленных по краям камеры очищенного воздуха, и четыре бамперных ролика, центрирующие регенерационную тележку в боковом направлении относительно профильных направляющих рельсов. При этом регенерационная тележка имеет привод, расположенный в виде мотор-редуктора со сквозным выходным валом, установленным в подшипниковых опорах тележки, и закрепленными на его консолях звездочками, каждая из которых находится в зацеплении с индивидуальной дуплекс-цепью, служащей «зубчатой рейкой» и расположенной в канавке профильного направляющего рельса ходовых катков тележки с предварительным натяжением. Кроме этого регенерационная тележка снабжена скользящим рельсовым устройством с ходовыми тележками для электрокабеля, закрепленным на балках полочного перекрытия камеры очищенного воздуха над фильтровальными рукавами.
Вышеописанная система трехступенчатой очистки воздуха от древесной шлифовальной пыли имеет следующие недостатки.
1. Тканевый воздухораспределитель, устанавливаемый в цехе белого шлифования (категория Б по взрывоопасности), для обеспечения взрывопожарной и санитарно-гигиенической безопасности в цехе, должен подвергаться частой замене на чистый воздухораспределитель с последующим восстановлением запыленного тканевого воздухораспределителя до работоспособного состояния, что вызывает большие эксплуатационные затраты, обусловленные следующим.
Взрывопожарная опасность в цехе возникает вследствие того, что тканевый воздухораспределитель не имеет механизма регенерации фильтровальной ткани и устройства для периодического удаления пыли, что приводит к накапливанию в нем взрывоопасной древесной шлифовальной пыли.
Нарушение санитарно-гигиенических условий труда в цехе возникает в связи с проникновением влаги и теплоты, выделяющихся от рабочих цеха и от технологического оборудования внутрь тканевого воздухораспределителя, и образованием в пылевом слое при его длительном нахождении в тканевом воздухораспределителе болезнетворных бактерий, которые вместе с рециркулируемым воздухом попадают внутрь цеха. Запыленный тканевый воздухораспределитель после демонтажа выворачивают пылевым слоем наружу, ткань продувают воздушным потоком, затем ее промывают в мыльном растворе с добавлением дезинфицирующих компонентов и высушивают. После этого выворачивают тканевый воздухораспределитель, возвращая его в исходное состояние.
2. В камере очищенного воздуха фильтра отсутствует инспекционный коридор для монтажа и демонтажа фильтровальных рукавов, а также для обслуживания продувочного вентилятора и привода тележки, установленных на регенерационной тележке, и скользящего рельсового устройства с тележками для электрокабеля, что увеличивает эксплуатационные затраты.
3. Скользящее рельсовое устройство с тележками для электрокабеля вследствие отсутствия инспекционного коридора в камере очищенного воздуха закреплено над тканевыми фильтровальными рукавами. При пробое электрокабеля, который возможен в результате многократного его перегиба, происходящего при перемещении регенерационной тележки, возникающий при пробое сноп искр попадет в рукава и вызовет пожар в фильтре, что приведет к последующей замене части фильтровальных рукавов и вызовет дополнительные затраты на приобретение рукавов и дополнительные эксплуатационные расходы на демонтаж сгоревших рукавов и монтаж новых рукавов в фильтре.
4. Осевой продувочный вентилятор, имеющий квадратный корпус и нижний выход воздушного потока в дефлектор, расположенный внутри регенерационной тележки, не обеспечивает равномерную продувку 12 фильтровальных рукавов, расположенных в одном ряду, длиной 2,4 м, что уменьшает ресурс работы плохо продуваемых рукавов. Неодинаковый ресурс работы фильтровальных рукавов вызывает увеличенные эксплуатационные затраты на обнаружение выходящих из строя рукавов.
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 В01D 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, выполненной 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 и себестоимости изготовления фильтра и расширении его функциональных возможностей, по следующим причинам.
1. Сложный и дорогой механизм управления регенерацией рукавных секций характеризуется недостаточной надежностью и может вызывать последующие ремонты.
2. Необходима специальная обработка сжатого воздуха, подаваемого к пневмоцилиндрам управления клапанами, требующая наличия станции очистки сжатого воздуха.
3. В холодный период года требуется подогрев воздуха в герметичной камере обслуживания фильтра, в которой расположены пневмоцилиндры управления клапанами.
4. Механизм управления регенерацией фильтровальных рукавов путем обратной посекционной продувки характеризуется большой материалоемкостью и большими трудозатратами на изготовление, что увеличивает себестоимость изготовления фильтра.
5. Камера дополнительно очищенного воздуха не имеет инспекционного коридора для монтажа и обслуживания панели воздушных ячейковых фильтров, что увеличивает эксплуатационные затраты.
6. Установка на входе в клапанные коробки инспекционных люков удорожает себестоимость изготовления фильтра из-за дополнительной стоимости инспекционных люков.
7. Фильтр вследствие наличия сложного механизма управления регенерацией рукавных секций не обеспечивает стабильности получения высокой эффективности очистки воздуха Е, %.
8. 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
9. 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. Сложность механизма управления регенерацией рукавных секций вызвана тем, что управление клапанами, предназначенными для последовательного открывания через заданные промежутки времени отверстий в продувочном коллекторе и подачи через них очищенного воздуха в рукавные секции, осуществляется пневмоцилиндрами, а подача сжатого воздуха в нижнюю и верхнюю полости пневмоцилиндров производится через последовательные временные задержки. Для ряда модулей прототипа, состоящего, например, из восьми рукавных секций, схема управления регенерацией рукавных секций включает 8 пневмоцилиндров, 8 электромагнитных воздухораспределителей и прибор ПУРФ (прибор управления регенерацией фильтра).
Такой механизм управления клапанами имеет большую стоимость и малую надежность.
3
2
Необходимость наличия станции очистки сжатого воздуха диктуется тем, что для подачи сжатого воздуха к пневмоцилиндрам управления клапанами он должен быть очищен не ниже 10-го класса по ГОСТ 17433-80 и насыщен распыленным маслом (2-4 капли на 1 м) вязкостью 10-35 мм/с при температуре 50°С.
Необходимость подогрева воздуха в герметичной камере обслуживания, в которой расположены пневмоцилиндры, в холодный период года диктуется требованиями создания нормальных условий для работы пневмоцилиндров, обеспечивающих их работоспособность.
Большая материалоемкость и стоимость изготовления механизма управления регенерацией фильтровальных рукавов путем обратной посекционной продувки обусловлены следующим. Для изготовления механизма требуются: продувочный коллектор и клапанные коробки с отверстиями для продувочного и очищенного воздуха, имеющими седла для клапанов пневмоцилиндров, инспекционные люки с уплотнениями в каждую клапанную коробку по числу секций фильтровальных рукавов, а также пневмоцилиндры с самоустанавливающимися клапанами и электромагнитными воздухораспределителями, прибор ПУРФ для управления электромагнитами воздухораспределителей фильтра.
Отсутствие стабильности получения высокой эффективности очистки воздуха Е, %, обусловлено следующей причиной, которая ограничивает функциональную возможность рукавного фильтра. Механизм управления регенерацией фильтровальных рукавов содержит группу пневмоцилиндров, которые на своих штоках имеют клапаны, поочередно перекрывающие отверстия для подачи продувочного воздуха в регенерируемую секцию рукавов и отверстия для выхода очищенного воздуха, расположенные одно над другим.
Пневмоцилиндры управляются электромагнитными воздухораспределителями. При выходе из строя любого из электромагнитов не произойдет запланированного по циклограмме переключения направления подачи воздуха в пневмоцилиндр, который не откроет отверстия для подачи продувочного воздуха в регенерируемую секцию рукавов. В результате через несколько циклов регенерации произойдет забивание пылью фильтровальных рукавов секции, отключение от регенерации, и воздухопроницаемость ткани рукавов резко уменьшается, т.е. произойдет так называемый «коллапс», и весь воздух с пылью в режиме очистки будет фильтроваться через рукава остальных секций. При этом воздушная и пылевая нагрузка на рукава этих секций увеличится, что приведет к уменьшению эффективности очистки воздуха Е, %. Восстановление прежней высокой эффективности очистки воздуха возможно только после замены вышедшего из строя электромагнита в воздухораспределителе.
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%-ная древесная шлифовальная пыль, и получении технического результата - снижение эксплуатационных затрат и себестоимости изготовления фильтра и расширение его функциональных возможностей.
Достижение вышеуказанных технических результатов обеспечивается с помощью фильтра рукавного для трехступенчатой очистки воздуха от механических примесей, содержащего корпус с горизонтальной перегородкой, имеющей перфорированные участки, основную пылеулавливающую камеру, содержащую переднюю и заднюю торцовые стенки и две секции вертикально расположенных каркасных фильтровальных рукавов, закрепленных верхними открытыми концами на перфорированных участках горизонтальной перегородки, по крайней мере один подводящий трубопровод загрязненного воздуха, входную камеру для ввода загрязненного воздуха, камеру очищенного воздуха, модуль дополнительной очистки воздуха, содержащий по крайней мере одну горизонтально установленную панель воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК, камеру дополнительного пылеулавливания и камеру дополнительно очищенного воздуха, основной центробежный вентилятор и рециркуляционный воздуховод, бункер, установленный под фильтровальными рукавами и входной камерой для ввода загрязненного воздуха, имеющий разгрузочное устройство и шлюзовой затвор, коллектор вывода дополнительно очищенного воздуха, соединенный на входе через собирающий тройник с отверстиями в камере дополнительно очищенного воздуха и на выходе с всасывающим патрубком основного центробежного вентилятора, нагнетательный патрубок которого соединен с рециркуляционным воздуховодом, механизм регенерации фильтровальных рукавов, содержащий дополнительный центробежный вентилятор, механизм управления регенерацией фильтровальных рукавов, горизонтальная перегородка корпуса фильтра выполнена из правой, центральной и левой платформ, центральная из которых содержит два перфорированных участка с расположенным между ними инспекционным коридором, основная пылеулавливающая камера размещена под центральной платформой, входная камера установлена под правой платформой горизонтальной перегородки с герметичным присоединением ее к передней торцовой стенке основной пылеулавливающей камеры, камера очищенного воздуха размещена над горизонтальной перегородкой, модуль дополнительной очистки воздуха установлен под левой платформой горизонтальной перегородки с герметичным присоединением его к задней торцовой стенке основной пылеулавливающей камеры и выполнен из четырех панелей воздушных ячейковых фильтров, снабженных внутренними проволочными каркасами, с образованием снизу панелей восьми индивидуальных камер дополнительного пылеулавливания и установкой сверху панелей камеры дополнительно очищенного воздуха, которая снабжена инспекционным коридором и инспекционной дверью, размещенными между панелями воздушных ячейковых фильтров, каждая из которых выполнена двухрядной с расположением в каждом ее ряду по одной камере дополнительного пылеулавливания с индивидуальной секцией воздушных ячейковых фильтров, кроме этого модуль дополнительной очистки воздуха снабжен коллекторами ввода очищенного воздуха в камеры дополнительного пылеулавливания и вывода из них загрязненного продувочного воздуха, воздухораспределительными устройствами, а также механизмами регенерации и управления регенерацией панелей воздушных ячейковых фильтров, коллекторы ввода очищенного воздуха в модуль дополнительной очистки воздуха установлены в камере очищенного воздуха и соединены на выходе с воздухораспределительными устройствами, каждое из которых имеет по одному входу и по два раздающих тройника квадратного сечения, соединенные на выходе через воздуховоды с камерами дополнительного пылеулавливания, со входом в них между панелями воздушных ячейковых фильтров по обе стороны инспекционного коридора камеры дополнительно очищенного воздуха, механизм регенерации фильтровальных рукавов снабжен вторым дополнительным центробежным вентилятором, механизм управления регенерацией фильтровальных рукавов снабжен регенерационной тележкой, размещенной в камере очищенного воздуха, с установленным на ней мотор-редуктором со встроенным электромагнитным тормозом и приводной шестерней, закрепленной на дополнительном шлицевом валу, установленном в полом выходном шлицевом валу мотор-редуктора и имеющем дополнительную подшипниковую опору, зубчатой рейкой, установленной на поддерживающе-направляющем рельсе, размещенном по центру инспекционного коридора центральной платформы, с образованием «реечного зацепления» зубчатой шестерни мотор-редуктора с зубчатой рейкой, скользящим рельсовым устройством с ходовыми тележками для поддержания электрокабеля, установленными на балках потолочного перекрытия камеры очищенного воздуха над инспекционным коридором центральной платформы, а также двумя линейками позиционирования, установленными на боковых стенках камеры очищенного воздуха по всей длине основной пылеулавливающей камеры и имеющими прерыватели движения, выполненные на линейках в виде отверстий с шагом расположения рядов фильтровальных рукавов и блоком управления электродвигателем мотора-редуктора, выполненным с двумя оптическими датчиками, установленными на регенерационной тележке с возможностью их взаимодействия с прерывателями движения линейки позиционирования и обеспечивающими режим шагового перемещения регенерационной тележки с точным позиционированием продувочных дефлекторов при ее остановке над продуваемым рядом рукавов обеих секций основной пылеулавливающей камеры, а также режим продувки фильтровальных рукавов при остановленной регенерационной тележке в течение заданного времени, устанавливаемого на реле времени, дополнительные центробежные вентиляторы механизма регенерации фильтровальных рукавов установлены на регенерационной тележке по схеме ПР180° и Л180° с расположением их нагнетательных патрубков в центре тележки и присоединением к ним через коленообразные диффузоры продувочных дефлекторов переменного сечения, имеющих боковые крылья и дно с сопловыми продувочными насадками, которые выполнены с обеспечением перекрытия ими трех рядов фильтровальных рукавов обеих рукавных секций с продувкой среднего ряда фильтровальных рукавов при остановленной регенерационной тележке и закреплены на ней с образованием транспортного зазора между сопловыми продувочными насадками продувочных дефлекторов и открытыми концами фильтровальных рукавов, механизм регенерации панелей воздушных ячейковых фильтров содержит центробежный продувочный вентилятор для посекционной продувки панелей воздушных ячейковых фильтров дополнительно очищенным воздухом во всасывающем режиме, механизм управления регенерацией панелей воздушных ячейковых фильтров выполнен из таймера ограничения времени цикла пыленакопления в панелях воздушных ячейковых фильтров и шестнадцати управляемых воздушных заслонок, установленных на воздуховодах, которые размещены на входах очищенного воздуха в камеры дополнительного пылеулавливания и на выходах из них загрязненного продувочного воздуха, коллектор вывода загрязненного продувочного воздуха выполнен в виде четырех собирающих тройников, входные отверстия которых соединены с отверстиями для вывода загрязненного продувочного воздуха из камер дополнительного пылеулавливания, а сборные участки тройников соединены с входными отверстиями ответвлений пятого и шестого собирающих тройников, выходные отверстия которых соединены воздуховодом со всасывающим отверстием центробежного продувочного вентилятора, который совместно с управляющими воздушными заслонками и таймером ограничения времени пыленакопления в панелях воздушных ячейковых фильтров обеспечивает автоматическую посекционную регенерацию панелей воздушных ячейковых фильтров при непрерывной круглосуточной очистке воздуха без отключения фильтра от технологического оборудования, при этом нагнетательный патрубок центробежного продувочного вентилятора соединен через трубопровод с отверстием в торце бункера фильтра.
Причем в фильтре рукавном для трехступенчатой очистки воздуха от механических примесей регенерационная тележка выполнена в виде рамы, имеющей четыре полуоси с установленными на них ходовыми шарикоподшипниковыми роликами, которые размещены в ходовых -образных рельсах, закрепленных на боковых стенках камеры очищенного воздуха, и снабжена четырьмя центрирующими тележку и четырьмя поддерживающими ее от прогиба устройствами, первые из которых выполнены в виде вертикальных полуосей с установленными на них центрирующими шарикоподшипниковыми роликами, а вторые - в виде подвесных опор с горизонтальными полуосями и установленными на них поддерживающими шарикоподшипниковыми роликами, центрирующие и поддерживающие регенерационную тележку устройства скомпонованы попарно в два центрирующе-поддерживающие блока, установленных на торцах регенерационной тележки по ходу ее движения, с охватом центрирующими шарикоподшипниковыми роликами свободных наружных боковых поверхностей упомянутого поддерживающе-направляющего рельса и образованием между ними транспортного зазора, а поддерживающие шарикоподшипники размещены в -образных ходовых направляющих упомянутого поддерживающе-направляющего рельса, при этом мотор-редуктор вместе с дополнительной подшипниковой опорой закреплены на внутренней стороне одного из центрирующе-поддерживающих блоков.
Причем в фильтре рукавном для трехступенчатой очистки воздуха от механических примесей в каждой камере дополнительного пылеулавливания верхняя и нижняя управляемые воздушные заслонки развернуты между собой на 90°, а их электроприводы управляются по одному управляющему сигналу.
Причем в фильтре рукавном для трехступенчатой очистки воздуха от механических примесей сопловые продувочные насадки продувочных дефлекторов регенерационной тележки выполнены с меньшей площадью продувочных отверстий, чем площадь входных отверстий продувочных дефлекторов.
Доказательство существенности отличий и связь признаков с достигаемыми техническими результатами раскрываются последовательно в следующем порядке.
1. Снижение эксплуатационных затрат и себестоимости изготовления фильтра.
2. Расширение функциональных возможностей фильтра.
Технический результат, заключающийся в снижении эксплуатационных затрат и себестоимости изготовления фильтра, обеспечивается следующими преимуществами заявляемого решения перед известными.
1. Повышением эксплуатационной надежности механизма управления регенерацией фильтровальных рукавов и уменьшением стоимости электросхемы.
2. Устранением специальной обработки сжатого воздуха вместе со станцией обработки за счет отказа от применения сжатого воздуха.
3. Устранением эксплуатационных затрат на нагревание воздуха в камере обслуживания в холодный период года.
4. Уменьшением стоимости механизма управления регенерацией фильтровальных рукавов за счет снижения его материалоемкости.
5. Уменьшением эксплуатационных затрат на монтаж панелей воздушных ячейковых фильтров, замену запыленных фильтров на чистые, а также на промывку и просушку запыленных фильтров в специальном помещении, которое освобождается.
3
6. Снижением эксплуатационных расходов на восстановительные ремонты фильтра после взрывов пыли путем создания новой автоматической системы посекционной регенерации панелей ФЯК дополнительно очищенным воздухом посредством малоэнергозатратного продувочного центробежного вентилятора производительностью L=6000 м/ч в режиме всасывания без отключения фильтра от технологического оборудования, обеспечивающей устранение условий для образования взрывов и возврат загрязненного продувочного воздуха в бункер фильтра.
Получение указанных преимуществ осуществляется за счет следующих технических решений.
Техническое решение 1
Горизонтальная перегородка корпуса фильтра выполнена из правой, центральной и левой платформ, центральная из которых содержит два перфорированных участка с расположенным между ними инспекционным коридором, основная пылеулавливающая камера размещена под центральной платформой, входная камера установлена под правой платформой горизонтальной перегородки с герметичным присоединением ее к передней торцовой стенке основной пылеулавливающей камеры, камера очищенного воздуха размещена над горизонтальной перегородкой, модуль дополнительной очистки воздуха установлен под левой платформой горизонтальной перегородки с герметичным присоединением его к задней торцовой стенке основной пылеулавливающей камеры.
Техническое решение 2
Механизм управления регенерацией фильтровальных рукавов снабжен вторым дополнительным центробежным вентилятором, механизм управления регенерацией фильтровальных рукавов снабжен регенерационной тележкой, размещенной в камере очищенного воздуха, с установленным на ней мотор-редуктором со встроенным электромагнитным тормозом и приводной шестерней, закрепленной на дополнительном шлицевом валу, установленном в полом выходном шлицевом валу мотор-редуктора и имеющем дополнительную подшипниковую опору, зубчатой рейкой, установленной на поддерживающе-направляющем рельсе, размещенном по центру инспекционного коридора центральной платформы, с образованием «реечного зацепления» зубчатой шестерни мотор-редуктора с зубчатой рейкой, скользящим рельсовым устройством с ходовыми тележками для поддержания электрокабеля, установленными на балках потолочного перекрытия камеры очищенного воздуха над инспекционным коридором центральной платформы, а также двумя линейками позиционирования, установленными на боковых стенках камеры очищенного воздуха по всей длине основной пылеулавливающей камеры и имеющими прерыватели движения, выполненные на линейках в виде отверстий с шагом расположения рядов фильтровальных рукавов и блоком управления электродвигателем мотор-редуктора, выполненным с двумя оптическими датчиками, установленными на регенерационной тележке с возможностью их взаимодействия с прерывателями движения линейки позиционирования и обеспечивающими режим шагового перемещения регенерационной тележки с точным позиционированием продувочных дефлекторов при ее остановке над продуваемым рядом рукавов обеих секций основной пылеулавливающей камеры, а также режим продувки фильтровальных рукавов при остановленной регенерационной тележке в течение заданного времени, устанавливаемого на реле времени, дополнительные центробежные вентиляторы механизма регенерации фильтровальных рукавов установлены на регенерационной тележке по схеме ПР180° и Л180° с расположением их нагнетательных патрубков в центре тележки и присоединением к ним через коленообразные диффузоры продувочных дефлекторов переменного сечения, имеющих боковые крылья и дно с сопловыми продувочными насадками, которые выполнены с обеспечением перекрытия ими трех рядов фильтровальных рукавов обеих рукавных секций с продувкой среднего ряда фильтровальных рукавов при остановленной регенерационной тележке и закреплены на ней с образованием транспортного зазора между сопловыми продувочными насадками продувочных дефлекторов и открытыми концами фильтровальных рукавов. Регенерационная тележка выполнена в виде рамы, имеющей четыре полуоси с установленными на них ходовыми шарикоподшипниковыми роликами, которые размещены в ходовых -образных рельсах, закрепленных на боковых стенках камеры очищенного воздуха, и снабжена четырьмя центрирующими тележку и четырьмя поддерживающими ее от прогиба устройствами, первые из которых выполнены в виде вертикальных полуосей с установленными на них центрирующими шарикоподшипниковыми роликами, а вторые - в виде подвесных опор с горизонтальными полуосями и установленными на них поддерживающими шарикоподшипниковыми роликами, центрирующие и поддерживающие регенерационную тележку устройства скомпонованы попарно в два центрирующе-поддерживающие блока, установленных на торцах регенерационной тележки по ходу ее движения, с охватом центрирующими шарикоподшипниковыми роликами свободных наружных боковых поверхностей упомянутого поддерживающе-направляющего рельса и образованием между ними транспортного зазора, а поддерживающие шарикоподшипниковые ролики размещены в -образных ходовых направляющих упомянутого поддерживающе-направляющего рельса, при этом мотор-редуктор вместе с дополнительной подшипниковой опорой закреплены на внутренней стороне одного из центрирующе-поддерживающих блоков.
Сопловые продувочные насадки продувочных дефлекторов регенерационной тележки выполнены с меньшей площадью продувочных отверстий, чем площадь входных отверстий продувочных дефлекторов.
Техническое решение 3
Модуль дополнительной очистки воздуха выполнен из четырех панелей воздушных ячейковых фильтров, снабженных внутренними проволочными каркасами, с образованием снизу панелей восьми индивидуальных камер дополнительного пылеулавливания и установкой сверху панелей камеры дополнительно очищенного воздуха, которая снабжена инспекционным коридором и инспекционной дверью, размещенными между панелями воздушных ячейковых фильтров, каждая из которых выполнена двухрядной с расположением в каждом ее ряду по одной камере дополнительного пылеулавливания с индивидуальной секцией воздушных ячейковых фильтров, кроме этого модуль дополнительной очистки воздуха снабжен коллекторами ввода очищенного воздуха в камеры дополнительного пылеулавливания и вывода из них загрязненного продувочного воздуха, воздухораспределительными устройствами, а также механизмами регенерации и управления регенерацией панелей воздушных ячейковых фильтров, коллекторы ввода очищенного воздуха в модуль дополнительной очистки воздуха установлены в камере очищенного воздуха и соединены на выходе с воздухораспределительными устройствами, каждое из которых имеет по одному входу и по два раздающих тройника квадратного сечения, соединенные на выходе через воздуховоды с камерами дополнительного пылеулавливания, со входом в них между панелями воздушных ячейковых фильтров по обе стороны инспекционного коридора камеры дополнительно очищенного воздуха.
Техническое решение 4
Механизм регенерации панелей воздушных ячейковых фильтров содержит центробежный продувочный вентилятор для посекционной продувки панелей воздушных ячейковых фильтров дополнительно очищенным воздухом во всасывающем режиме, механизм управления регенерацией панелей воздушных ячейковых фильтров выполнен из таймера ограничения времени цикла пыленакопления в панелях воздушных ячейковых фильтров и шестнадцати управляемых воздушных заслонок, установленных на воздуховодах, которые размещены на входах очищенного воздуха в камеры дополнительного пылеулавливания и на выходах из них загрязненного продувочного воздуха, коллектор вывода загрязненного продувочного воздуха выполнен в виде четырех собирающих тройников, входные отверстия которых соединены с отверстиями для вывода загрязненного продувочного воздуха из камер дополнительного пылеулавливания, а сборные участки тройников соединены с входными отверстиями пятого и шестого собирающих тройников, выходные отверстия которых соединены воздуховодом со всасывающим отверстием центробежного продувочного вентилятора, который совместно с управляемыми воздушными заслонками и таймером ограничения времени пыленакопления в панелях воздушных ячейковых фильтров обеспечивает автоматическую посекционную регенерацию панелей воздушных ячейковых фильтров при непрерывной круглосуточной очистке воздуха без отключения технологического оборудования, при этом нагнетательный патрубок центробежного продувочного вентилятора соединен трубопроводом с отверстием в торце бункера фильтра.
В каждой камере дополнительного пылеулавливания верхняя и нижняя управляемые воздушные заслонки развернуты между собой на 90°, а их электроприводы управляются по одному управляющему сигналу.
Техническое решение 1 по сравнению с фильтром-прототипом обеспечивает следующее.
1. Снижение эксплуатационных затрат за счет:
- размещения камеры очищенного воздуха над горизонтальной перегородкой, которое обеспечивает расположение открытых концов всего комплекта фильтровальных рукавов обеих рукавных секций в одной камере очищенного воздуха, а не в разных клапанных коробках, имеющих инспекционные люки;
- наличия инспекционного коридора на центральной платформе горизонтальной перегородки, позволяющего уменьшить трудозатраты на монтаж нового и демонтаж изношенного комплекта фильтровальных рукавов обеих рукавных секций;
- размещения камеры очищенного воздуха над горизонтальной перегородкой, которое позволяет устранить клапанные коробки с инспекционными люками, имеющими резиновые уплотнения, требующие обслуживания и периодической их замены по мере потери упругости.
2. Уменьшение себестоимости изготовления фильтра за счет:
- размещения камеры очищенного воздуха над горизонтальной перегородкой, которое позволяет заменить материалоемкий и дорогой механизм регенерации фильтровальных рукавов с помощью пневмоцилиндров и запорных клапанов на их штоках на регенерационную тележку с шаговым перемещением, которая размещается в камере очищенного воздуха;
- выполнения горизонтальной перегородки из трех платформ (правой, центральной и левой) с расположением под центральной платформой основной пылеулавливающей камеры, под правой платформой - входной камеры для ввода загрязненного воздуха и под левой платформой - модуля дополнительной очистки воздуха, которые позволяют регенерационной тележке накатываться на правую и левую платформы для ожидания следующего цикла регенерации, а во время регенерации обеспечивать регенерацию рукавов крайних рядов фильтровальных рукавов обеих рукавных секций, что уменьшает длину и стоимость основной пылеулавливающей камеры.
Техническое решение 1 по сравнению с фильтром-аналогом обеспечивает снижение эксплуатационных затрат за счет:
- образования инспекционного коридора на центральной платформе камеры очищенного воздуха, позволяющего уменьшить трудозатраты на монтаж нового и демонтаж изношенного комплекта рукавов, а также на обслуживание продувочного вентилятора, привода регенерационной тележки и скользящего рельсового устройства с ходовыми тележками для электрокабеля;
- образования инспекционного коридора на центральной платформе камеры очищенного воздуха, который при пробое электрокабеля, возможном от многократного его перегиба при перемещении регенерационной тележки и образования искр, воспримет падающие искры, погасит их и оградит тканевые фильтровальные рукава от возгорания и тем самым устранит дополнительные затраты на приобретение новых фильтровальных рукавов вместо сгоревших.
Техническое решение 2 по сравнению с фильтром-прототипом обеспечивает следующее.
1. Снижение эксплуатационных затрат за счет замены сложного механизма управления регенерацией фильтровальных рукавов с помощью пневмоцилиндров с клапанами на их штоках на простой механизм управления регенерацией фильтровальных рукавов в виде регенерационной тележки, расположенной внутри камеры очищенного воздуха, имеющий простую электросхему управления и высокую эксплуатационную надежность, не требующую ремонтов, применения сжатого воздуха и дополнительного нагревания воздуха в камере обслуживания в холодный период года, которая устранена.
2. Уменьшение себестоимости изготовления фильтра за счет применения регенерационной тележки, которая устраняет:
- камеру обслуживания;
- клапанные коробки, устанавливаемые на перфорированных пластинах;
- продувочный коллектор;
- инспекционные люки в каждую секцию фильтровальных рукавов;
- пневмоцилиндры с самоустанавливающимися клапанами на штоках;
- электромагнитные воздухораспределители;
- прибор ПУРФ для управления электромагнитами воздухораспределителей;
- станцию подготовки сжатого воздуха.
Техническое решение 2 по сравнению с фильтром-аналогом обеспечивает следующее.
1. Снижение эксплуатационных затрат за счет:
- замены одного продувочного осевого вентилятора с квадратным корпусом и нижним выходом потока воздуха в дефлектор длиной 2,4 м, установленный внутри регенерационной тележки и не обеспечивающий равномерную продувку фильтровальных рукавов по длине ряда, состоящего из 12 рукавов, на два дополнительных центробежных вентилятора, снабженных на выходе продувочными дефлекторами длиной 1050 мм с направляющими лопатками и боковыми крыльями, перекрывающими три ряда фильтровальных рукавов обеих рукавных секций и обеспечивающими одновременную качественную порядную продувку 5 фильтровальных рукавов вначале одной рукавной секции, а при обратном ходе регенерационной тележки - 5 рукавов второй рукавной секции и беспрепятственное ссыпание пыли с регенерируемых рукавов, одинаковый ресурс работы всего комплекта фильтровальных рукавов и одновременную замену всего комплекта изношенных рукавов на новые рукава по сравнению с неодновременной его заменой при неравномерной продувке рукавов;
- выполнения продувочных дефлекторов фильтровальных рукавов с дном и сопловыми насадками, которые при каждой остановке регенерационной тележки точно позиционируются над продуваемым рядом рукавов, что уменьшает расход продувочного воздуха и снижает энергозатраты на продувку фильтровальных рукавов.
2. Снижение стоимости привода передвижения регенерационной тележки за счет замены приводного вала с двумя подшипниковыми опорами двумя звездочками и двумя дуплекс-цепями, служащими «зубчатыми рейками», установленными на ходовых направляющих на одну зубчатую рейку с шестерней, установленных на поддерживающе-направляющем рельсе и на дополнительном валу мотор-редуктора.
Технические решения 3 и 2 по сравнению с фильтром-прототипом обеспечивают:
а) уменьшение металлоемкости корпуса с фильтровальными рукавами за счет вынесения модуля дополнительной очистки воздуха за пределы основной пылеулавливающей камеры рукавного фильтра и установки дополнительных центробежных вентиляторов на регенерационной тележке по схеме ПР180° и Л180°, уменьшающей ширину инспекционного коридора в камере очищенного воздуха, что обеспечивает получение независимых друг от друга конструкций пылеулавливающей камеры с фильтровальными рукавами любой длины, не нуждающейся в перегородках, и модуля дополнительной очистки, длина которого не связана с длиной пылеулавливающей камеры, а также уменьшение ширины фильтра и, как следствие, уменьшение стоимости фильтра;
б) уменьшение металлоемкости модуля дополнительной очистки воздуха за счет расположения модуля дополнительной очистки по всей ширине фильтра и его выполнения из четырех двухрядных панелей ФЯК, снабженных двумя воздухораспределительными устройствами, каждое из которых имеет один вход, и раздающих очищенный воздух по камерам дополнительного пылеулавливания, что позволяет уменьшить длину модуля и, как следствие, снижает стоимость фильтра.
Техническое решение 3 обеспечивает снижение эксплуатационных расходов за счет снабжения камеры дополнительно очищенного воздуха инспекционным коридором и инспекционной дверью, позволяющими производить монтаж и демонтаж панелей воздушных ячейковых фильтров и их техническое обслуживание с наименьшими трудозатратами.
Технические решения 3 и 4 обеспечивают увеличение числа секций ФЯК в модуле дополнительной очистки воздуха с одной до восьми и соединение нагнетательного патрубка продувочного вентилятора воздуховодом с отверстием в торце бункера, что позволяет:
а) уменьшить типоразмер продувочного вентилятора;
б) уменьшить диаметр и длину трубопроводов для удаления загрязненного продувочного воздуха;
в) уменьшить типоразмер управляемых воздушных заслонок в коллекторе удаления загрязненного продувочного воздуха.
Техническое решение 4 обеспечивает снижение эксплуатационных затрат за счет введения механизмов регенерации и управления регенерацией воздушных ячейковых фильтров ФЯК, которые не позволяют накапливаться в них пыли в большом количестве, что устраняет возможность образования взрывов пыли в камере дополнительного пылеулавливания. Отсутствие взрывов пыли устраняет восстановительные ремонты фильтра и, как следствие, снижает эксплуатационные затраты.
Технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей фильтра, обеспечивается следующими преимуществами заявляемого решения перед известными.
1. Созданием стабильности получения высокой эффективности очистки воздуха Е, %, в фильтре.
2. Созданием автоматической посекционной регенерации воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК при непрерывном круглосуточном режиме очистки воздуха.
3. Созданием режима шагового перемещения регенерационной тележки с точным позиционированием продувочных дефлекторов при ее остановке над продувочным рядом фильтровальных рукавов, а также их продувке по реле времени.
4. Расширением диапазона производительности фильтра.
Стабильность получения высокой эффективности очистки воздуха Е, %, в фильтре обеспечивается за счет повышения эксплуатационной надежности предлагаемого механизма управления регенерацией фильтровальных рукавов в виде регенерационной тележки с шаговым перемещением, предложенного в техническом решении 2, по сравнению с механизмом управления регенерацией фильтровальных рукавов в фильтре-прототипе.
3
Повышение надежности механизма управления регенерацией фильтровальных рукавов достигается за счет уменьшения количества управляющих элементов механизма, которое определяется путем сравнения состава элементов в механизмах управления регенерацией в фильтре-прототипе и в заявляемом фильтре при одинаковой производительности фильтров, равной, например, L=36000 м/ч.
3
В фильтре-прототипе при указанной производительности потребуется установить 18 рукавных секций с производительностью L=2000 м/ч, регенерацией которых будет управлять механизм, состоящий из 18 пневмоцилиндров с 18 электромагнитными воздухораспределителями, которые могут выходить из строя.
В заявляемом фильтре согласно техническому решению 2 шаговым перемещением регенерационной тележки управляют два бесконтактных оптических датчика.
Учитывая, что надежность механизмов повышается с уменьшением числа элементов этого механизма, можно утверждать, что эксплуатационная надежность двух оптических датчиков будет выше, чем 18 электромагнитов. Таким образом, предлагаемый механизм управления регенерацией фильтровальных рукавов обеспечит бесперебойную регенерацию фильтровальных рукавов с заданным циклом регенерации, которая не допустит критического их запыления и, как следствие, создаст стабильность получения высокой эффективности очистки Е, %.
ф
ФЯК
пр
ФЯК
ФЯК
ф
с
сФЯК
ФЯК
3
3
3
3
Автоматическая посекционная регенерация панелей воздушных ячейковых фильтров без отключения фильтров от технологического оборудования обеспечивается техническими решениями 3 и 4, в которых восемь камер дополнительного пылеулавливания с индивидуальными секциями воздушных ячейковых фильтров ФЯК снабжены шестнадцатью управляемыми воздушными заслонками, установленными в воздуховодах на входах очищенного воздуха в камеры дополнительного пылеулавливания и на выходах из них загрязненного продувочного воздуха, а также снабжены таймером ограничения пыленакопления в воздушных ячейковых фильтрах. Камеры дополнительного пылеулавливания подключены через коллектор вывода загрязненного продувочного воздуха к всасывающему отверстию центрального продувочного вентилятора, нагнетательный патрубок которого через воздуховод подсоединен к отверстию в бункере фильтра. В каждой камере дополнительного пылеулавливания верхняя и нижняя управляемые воздушные заслонки повернуты относительно друг друга на 90°, а их электроприводы управляются от одного управляющего сигнала. В режиме регенерации, который начинается после срабатывания таймера ограничения пыленакопления в панелях ФЯК, последовательно продуваются все секции ФЯК. При этом семь секций ФЯК всегда находятся в режиме фильтрации, а одна секция в режиме регенерации. Например, в фильтре производительностью L=42000 м/ч и производительностью ячейки ФЯК индекса 8841, равной L=2000 м/ч, в режиме регенерации производительность продувочного вентилятора составит L=n·L=3·2000=6000 м/ч, а количество очищаемого воздуха составит L=n×n×L=7×3×2000=42000 м/ч.
н
3
Техническое решение 2 обеспечивает создание режима шагового перемещения регенерационной тележки за счет снабжения механизма управления регенерацией фильтровальных рукавов двумя линейками позиционирования, двумя оптическими датчиками и блоком управления мотор-редуктором, выполненным со встроенным электромагнитным тормозом. Шаговое перемещение регенерационной тележки с сопловой продувкой фильтровальных рукавов по реле времени обеспечивает качественную регенерацию фильтровальных рукавов при любом начальном пылесодержании С (мг/м).
Расширение диапазона производительности фильтра обеспечивается техническими решениями 1, 3 и 4.
В техническом решении 1 модуль дополнительной очистки воздуха установлен под левой платформой с герметичным его присоединением к задней торцовой стенке основной пылеулавливающей камеры, что обеспечило размещение панелей воздушных ячейковых фильтров модуля по всей ширине фильтра и увеличение их количества.
В техническом решении 3 модуль дополнительной очистки воздуха выполнен из четырех панелей воздушных ячейковых фильтров с образованием под панелями восьми индивидуальных камер дополнительного пылеулавливания с секциями воздушных фильтров и установкой сверху панелей камеры дополнительно очищенного воздуха с инспекционным коридором и инспекционной дверью.
Наличие в модуле дополнительной очистки воздуха восьми камер дополнительного пылеулавливания с размещением в каждой из них трех ячеек ФЯК позволяет выполнить модуль из 24 ячеек ФЯК.
ФЯК
3
3
При производительности одной ячейки ФЯК индекса 8841 L=2000 м/ч и нахождении в режиме регенерации одной из восьми секций ФЯК на регенерации производительность фильтра составит L=24×2000-3×2000=42000 м/ч.
3
В техническом решении 4 механизм управления регенерацией панелей воздушных ячейковых фильтров ФЯК выполнен из таймера ограничения пыленакопления в ячейках ФЯК и шестнадцати управляемых заслонок, установленных на воздуховодах, которые размещены на входах очищенного воздуха в камеры дополнительного пылеулавливания и на выходе из них загрязненного продувочного воздуха. Техническое решение 4 устраняет условия для образования взрывов, что позволяет отказаться от огневых предохранителей, ограничивающих производительность фильтра, и увеличить производительность заявляемого фильтра L по сравнению с фильтром-прототипом с 12000 до 42000 м/ч.
Конструкция заявляемого рукавного фильтра проиллюстрирована чертежами на фиг.1-13. На фиг.1 представлен разрез Ж-Ж (на фиг.2); на фиг.2 разрез А-А (на фиг.1); на фиг.3 - разрез В-В (на фиг.2); на фиг.4 - разрез И-И (на фиг.2); на фиг.5 - разрез С-С (на фиг.2); на фиг.6 - разрез Д-Д (на фиг.5); на фиг.7 - разрез Г-Г (на фиг.6); на фиг.8 - разрез З-З (на фиг.7); на фиг.9 - разрез Е-Е (на фиг.6); на фиг.10 - вид А (на фиг.1); на фиг.11 - вид В (на фиг.1); на фиг.12 - вид С (на фиг.1), на фиг.13 - взаимодействие оптических датчиков 118 и 119, установленных на регенерационной тележке 53, с отверстиями 117 на линейках позиционирования 116.
Фильтр (фиг.2) содержит корпус 1 с горизонтальной перегородкой 2, имеющей правую 3, центральную 4 и левую 5 платформы, с выполнением центральной платформы 4 из двух перфорированных участков (правого 6 и левого 7) и расположенного между ними инспекционного коридора 8, основную пылеулавливающую камеру 9, содержащую переднюю 10 и заднюю 11 торцовые стенки и вертикально расположенные фильтровальные каркасные рукава 12, скомпонованные в две секции 13, 14 и закрепленные верхними открытыми концами на перфорированных участках 6, 7 горизонтальной перегородки 2 с помощью двойных пружинных защелкивающихся колец (на чертежах не показаны), подводящие трубопроводы загрязненного воздуха 15, входную камеру для ввода загрязненного воздуха 16, установленную под правой горизонтальной платформой 3, с герметичным присоединением ее к передней торцовой стенке 10 основной пылеулавливающей камеры 9, модуль дополнительной очистки воздуха 20, установленный под левой платформой 5 горизонтальной перегородки 2 с герметичным присоединением его к задней торцовой стенке 11 основной пылеулавливающей камеры 9 и содержащий четыре двухрядных панели 21 воздушных ячейковых фильтров 22 типа ФЯК с внутренним проволочным каркасом (на чертежах не показан), с размещением их секций 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35 в индивидуальных камерах дополнительного пылеулавливания 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, и установленную над ними камеру дополнительно очищенного воздуха 23 с инспекционным коридором 24 и инспекционной дверью 25, размещенными между двухрядными панелями воздушных ячейковых фильтров 21.
Кроме того, фильтр содержит по крайней мере один основной центробежный вентилятор 49 и рециркуляционный воздуховод 50, бункер 51, установленный под фильтровальными каркасными рукавами 12, имеющий разгрузочное устройство 52, разгрузочное отверстие 53 с шиберной заслонкой 54 и шлюзовой затвор 55, коллектор вывода дополнительно очищенного воздуха 56, соединенный на входе с отверстиями 27 в боковой стенке камеры дополнительно очищенного воздуха 23 и на выходе со всасывающим патрубком основного центробежного вентилятора 49, нагнетательный патрубок которого соединен с рециркуляционным воздуховодом 50, механизм регенерации фильтровальных рукавов 57, содержащий два дополнительных центробежных вентилятора 58, 59, установленных на регенерационной тележке 60 по схеме ПР180° и Л180° с расположением их нагнетательных патрубков в центре тележки и соединением нагнетательных патрубков через коленообразные диффузоры 115 с продувочными дефлекторами 61, которые снабжены дном с сопловыми насадками 63 и боковыми крыльями 64, выполненными с обеспечением обратной порядовой продувки фильтровальных рукавов 12 обеих секций 13, 14 основной пылеулавливающей камеры 9 очищенным воздухом и одновременным перекрытием открытых концов фильтровальных рукавов 12, расположенных в левом 65 и правом 66 рядах рукавов по обе стороны от продуваемого ряда 67, механизм регенерации панели воздушных ячейковых фильтров 68, содержащий центробежный вентилятор 69 для посекционной продувки панели воздушных ячейковых фильтров, ФЯК дополнительно очищенным воздухом во всасывающем режиме, механизм управления регенерацией фильтровальных рукавов 70, содержащий регенерационную тележку 60, имеющую четыре ходовых шарикоподшипниковых ролика 71, установленных в ходовых рельсах 72, закрепленных на боковых стенках камеры очищенного воздуха 17, и четыре центрирующие устройства 73 регенерационной тележки в осевом направлении по ходу ее движения, выполненные в виде вертикальных неподвижных осей 74 с консольно установленными на них центрирующими шарикоподшипниковыми роликами 75, мотор-редуктор 82 со встроенным электромагнитным тормозом и приводной шестерней 83, установленной на дополнительном валу 87, шлицевой конец которого вставлен в полый шлицевой выходной вал мотор-редуктора 82, а другой гладкий его конец установлен в дополнительной подшипниковой опоре 88.
Каждый продувочный дефлектор 61 имеет меньшую суммарную площадь выходных отверстий 85 сопловых насадок 63, чем площадь входного отверстия 84 продувочного дефлектора, что создает подпор воздушному потоку при его выходе из сопловых насадок и совместно с переменным сечением дефлектора обеспечивает одинаковые скорости выхода воздушного потока из всех сопловых насадок 63, камера очищенного воздуха 17 снабжена поддерживающе-направляющим рельсом 89, установленным по продольной оси инспекционного коридора 8. Для обеспечения жесткости упомянутого поддерживающе-направляющего рельса 89 внутрь рельса устанавливаются с определенным шагом перемычки 90 из швеллера. На упомянутом поддерживающе-направляющем рельсе закреплена зубчатая рейка 86 с образованием зацепления с зубчатой шестерней 83 мотор-редуктора. Для устранения прогиба регенерационной тележки 60 от веса дополнительных вентиляторов 58 и 59, установленных в центре тележки 60, а также обеспечения постоянного и качественного зацепления зубчатой шестерни 83 с зубчатой рейкой 86 при движении регенерационной тележки 60 последняя снабжена четырьмя поддерживающими устройствами 76, которые выполнены в виде подвесных опор 77, в которых на горизонтальных полуосях 78 консольно установлены поддерживающие шарикоподшипниковые ролики 79. Центрирующие 79 и поддерживающие 76 устройства скомпонованы попарно в два центрирующе-поддерживающих блока 80, которые закреплены на торцах регенерационной тележки 60 по ходу ее движения с охватом центрирующими шарикоподшипниковыми роликами 75 свободных наружных боковых поверхностей упомянутого поддерживающе-направляющего рельса 89 и образованием между ними транспортного зазора (на чертежах не показан), а шарикоподшипниковые ролики 79 поддерживающих регенерационную тележку устройств 76 размещены в -образных ходовых направляющих упомянутого поддерживающе-направляющего рельса 89. Мотор-редуктор 82 регенерационной тележки 60 с дополнительной подшипниковой опорой 88 закреплены на внутренней стороне центрирующе-поддерживающего блока 80. В коленообразных диффузорах 115, установленных между нагнетательными патрубками дополнительных центробежных вентиляторов 58, 59 и продувочными дефлекторами 61, выходной фланец развернут относительно входного на 90°, а на выходе из диффузоров 115 установлены направляющие лопатки 62. Механизм управления регенерацией фильтровальных рукавов 70 снабжен двумя линейками позиционирования 116, установленными на боковых стенках 91 камеры очищенного воздуха 17 по всей длине основной пылеулавливающей камеры 9 и имеющими прерыватели движения (отверстия) 117, выполненные с шагом расположения рядов 65, 66 фильтровальных рукавов 12, а также блоком управления (на чертежах не обозначен) электродвигателя мотор-редуктора 82, выполненным со встроенным электромагнитным тормозом и двумя оптическими датчиками 118, 119, установленными на регенерационной тележке 60 с возможностью их взаимодействия с прерывателями движения (отверстиями) 117 линеек позиционирования 116 и обеспечивающими режим шагового перемещения регенерационной тележки 60 с точным позиционированием продувочных дефлекторов 61 при ее остановке над продуваемым рядом 67 фильтровальных рукавов 12 обеих секций 13, 14 основной пылеулавливающей камеры 11, а также продувку фильтровальных рукавов 12 при остановленной регенерационной тележке в течение заданного времени, устанавливаемого в зависимости от начального пылесодержания в подводящих трубопроводах загрязненного воздуха 15 перед входной камерой 16 фильтра.
Каждый из оптических датчиков 118, 119 снабжен инфракрасным излучателем 147. Оптический датчик и инфракрасный излучатель расположены внутри -образного кронштейна 120, установленного на торце регенерационной тележки 60 и бесконтактно охватывающего линейку позиционирования 116 по оси расположения отверстий. При совмещении вертикального инфракрасного луча с отверстием 117 линейки позиционирования 116 луч попадает на оптический датчик и электрическая цепь замыкается. При замыкании электроцепи поступает сигнал к электродвигателю мотор-редуктора 82 регенерационной тележки 60 на его выключение.
Подводка электропитания к мотор-редуктору 82 и электродвигателям дополнительных центробежных вентиляторов 58, 59, установленных на регенерационной тележке 60, осуществляется при ее передвижении от электрошкафа 139 через подвесной электрокабель 94, закрепленный на ходовых тележках 93 скользящего рельсового устройства 92, которое установлено на потолочных балках 95 камеры очищенного воздуха 17 над инспекционным коридором 8, размещенным на центральной платформе 4 между секциями 13, 14 фильтровальных рукавов 12.
Для перемещения электрокабеля 94 за регенерационной тележкой 60 при ее движении на регенерационной тележке 60 шарнирно установлена стальная тяга 96, шарнирно соединенная с крайней ходовой тележкой 26 скользящего рельсового устройства 92. В левом крайнем положении регенерационной тележки 60 ходовые тележки 93 расположены между собой с небольшим шагом, а стальная тяга 96 наклонена к горизонтальной плоскости слева вверх направо. В правом крайнем положении регенерационной тележки 60 электрокабель 94 растянут, и шаг ходовых тележек 93 увеличен, при этом стальная тяга 96 наклонена к горизонтальной плоскости справа вверх налево.
Модуль дополнительной очистки воздуха 20 установлен под левой платформой 5 горизонтальной перегородки 2, герметично присоединен к задней торцовой стенке 11 основной пылеулавливающей камеры 9 и скомпонован из четырех панелей 21 воздушных карманных ячейковых фильтров 22 типа ФЯК, установленных параллельно по две панели по обе стороны от инспекционного коридора 24 камеры дополнительно очищенного воздуха 23. При этом каждая панель 21 воздушных ячейковых фильтров выполнена двухрядной с расположением в каждом ее ряду по одной камере дополнительного пылеулавливания с индивидуальной секцией воздушных ячейковых фильтров. Так, по одну сторону инспекционного коридора 24 расположены индивидуальные камеры дополнительного пылеулавливания 36, 37 (фиг. 3), 40, 41 (фиг.4) с секциями ФЯК 28, 29, 32, 33 (фиг. 1), а по другую сторону инспекционного коридора 24 - индивидуальные камеры дополнительного пылеулавливания 38, 39 (фиг.3), 42, 43 (фиг.4) с секциями ФЯК 30, 31, 34, 35 (фиг. 1). Механизм управления регенерацией панелями воздушных ячейковых фильтров (ФЯК) 98 снабжен таймером (на чертежах не показан) для ограничения времени цикла пыленакопления в панелях ФЯК.
Кроме этого в камере очищенного воздуха 17 установлены два коллектора 97 для вывода очищенного воздуха, соединенные с отверстиями (на чертежах не показаны) в левой платформе 5 горизонтальной перегородки 2, на выходе из которых в камере дополнительно очищенного воздуха 23 установлены два воздухораспределительных устройства 18, 19, имеющие по одному входу и по два раздающих тройника с выходными отверстиями квадратного сечения, соединенные через воздуховоды 48 с камерами дополнительного пылеулавливания. Так, воздухораспределительное устройство 18 имеет раздающие тройники 44 (фиг.3) и 46 (фиг.4), а воздухораспределительное устройство 19 соответственно раздающие тройники 45 (фиг.3) и 47 (фиг.4).
Вход очищенного воздуха в камеры дополнительного пылеулавливания 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 из тройников 44, 45, 46, 47 осуществляется через воздуховоды 48, которые размещены между панелями воздушных ячейковых фильтров 21 по обе стороны инспекционного коридора 24 камеры дополнительно очищенного воздуха 23. Механизм управления регенерацией панелей воздушных ячейковых фильтров 98 выполнен из 16 управляемых заслонок:
- восемь заслонок 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106 установлены на входе в камеры дополнительного пылеулавливания;
- восемь заслонок 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114 установлены на выходе из камер дополнительного пылеулавливания.
Коллектор вывода загрязненного продувочного воздуха 121 выполнен в виде четырех собирающих тройников 122, 123, 124, 125, входные отверстия которых соединены с отверстиями для вывода загрязненного продувочного воздуха (на чертежах не показаны) из камер дополнительного пылеулавливания 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, а сборные участки тройников соединены со входными отверстиями ответвлений пятого и шестого собирающих тройников 126, 127, выходные отверстия которых соединены воздуховодом 128 со всасывающим отверстием центробежного продувочного вентилятора 69, который совместно с механизмом 98 управления регенерацией панелей воздушных ячейковых фильтров 22 и таймером ограничения времени пыленакопления в панелях воздушных ячейковых фильтров ФЯК обеспечивает автоматическую посекционную регенерацию воздушных ячейковых фильтров 22 при непрерывной круглосуточной очистке воздуха без отключения фильтра от технологического оборудования. При этом нагнетательный патрубок центробежного продувочного вентилятора 69 соединен воздуховодом 129 с отверстием 130 в торце 132 бункера 51 фильтра.
Для уменьшения числа управляющих сигналов управляемыми воздушными заслонками 107-114 в каждой камере дополнительного пылеулавливания верхняя и нижняя управляемые воздушные заслонки развернуты между собой на 90°, а их электроприводы управляются по одному управляющему сигналу. Так, в модуле дополнительной очистки воздуха повернуты относительно друг друга управляемые заслонки 99 и 107, 100 и 108, 101 и 109, 102 и 110, 103 и 111, 104 и 112, 105 и 113, 106 и 114. Соответственно попарно управляются по одному управляющему сигналу и электроприводы указанных управляемых заслонок.
Отверстия линеек позиционирования 116 расположены напротив продольных осей продуваемых рядов 146 фильтровальных рукавов 12.
выб.
выб.
Оптические датчики 118 и 119 установлены на регенерационной тележке 60 на кронштейнах 120, имеющих регулировочные пазы, которые позволяют смещать кронштейны 120 вместе с оптическими датчиками и инфракрасными излучателями перпендикулярно продольной оси 145 регенерационной тележки на величину выбега Δ регенерационной тележки 60, возникающего в процессе торможения электродвигателя мотор-редуктора 82, и смещать оптические датчики между собой на величину 2Δ в направлении движения тележки.
Основная пылеулавливающая камера 9 и камера дополнительной очистки воздуха 23 снабжены предохранительными дверями 133 и 134. Рециркуляционный воздуховод 50 снабжен клапаном «зима/лето» 140, 141. При этом клапан 140 выполнен нормально открытым, а клапан 141 нормально закрытым. На выходе из клапана 141 установлен квадратный отвод 142, развернутый открытым отверстием 143 вниз и сообщающийся с атмосферой. При наступлении летнего периода клапан 140 закрывается, а клапан 141 открывается, обеспечивая выброс воздуха из фильтра вентилятором 49 через отверстие 143 отвода 142 в атмосферу. Рециркуляционный воздуховод 50 и трубопровод 129 для подачи загрязненного продувочного воздуха в бункер 51 снабжены дроссельными заслонками 144 и 131 для вывода основного 49 и продувочного 69 вентиляторов на расчетные режимы. Камеры очищенного воздуха 17 и дополнительно очищенного воздуха 23 снабжены инспекционными входными дверями 136, 25. Вход в камеры 17 и 23 через указанные двери осуществляется с площадок 137, 138.
Выгруженная из бункера 51 фильтра уловленная пыль поступает в скребковый цепной конвейер 135 закрытого типа производства Грейнвуд, который подает ее в контейнер-накопитель (на чертежах не обозначен).
Для обеспечения пожарной безопасности фильтр снабжен стандартными системами:
- заземления фильтра;
- предотвращения пыленакопления в бункерной части фильтра;
- обнаружения возгорания пыли в фильтре и пожаротушения;
- огнезадержания при возникновении пожара в фильтре для предотвращения попадания огня в воздухораспределитель, установленный в цехе, и подводящие транспортные трубопроводы.
Названные системы обеспечения пожарной безопасности в фильтре в заявляемом решении не рассматриваются.
Рукавный фильтр может работать в трех режимах.
1. Все фильтровальные рукава 12 и секции 28-35 панелей воздушных ячейковых фильтров 22 находятся в режиме фильтрации.
2. Осуществляется порядная шаговая регенерация фильтровальных рукавов 12 пылеулавливающей камеры 11 путем обратной продувки рукавов очищенным воздухом с помощью дополнительных центробежных вентиляторов 58, 59, расположенных на регенерационной тележке 60, через продувочные дефлекторы 61, снабженные сопловыми насадками 63. Продуваемый ряд рукавов 67 регенерируется через сопловые насадки 63 при остановленной регенерационной тележке 60.
3. Режим регенерации панелей 21 воздушных ячейковых фильтров 22 путем обратной посекционной продувки воздушных ячейковых фильтров дополнительно очищенным воздухом с помощью продувочного вентилятора 69 в режиме всасывания.
Режимы 1, 2 и 3 осуществляются при круглосуточной непрерывной очистке воздуха, т.е. при работающем технологическом оборудовании. После вывода фильтра на равновесно запыленное состояние фильтровальных тканей рукавов 12 и воздушных ячейковых фильтров 22 фильтр включают для непрерывной круглосуточной очистки воздуха. При этом включается:
- реле времени на осуществление режима фильтрации воздуха фильтровальными рукавами 12;
- таймер ограничения времени цикла пыленакопления в камерах ФЯК.
Фильтр в режиме фильтрации (фиг. 2) работает следующим образом. Загрязненный воздух, содержащий древесную шлифовальную пыль и подлежащий очистке, из подводящих трубопроводов 15 поступает в верхнюю часть входной камеры 16, которая выполняет функцию пылеосадочной камеры. Воздушные потоки опускаются вниз и поступают в бункер 51 и далее в пылеулавливающую камеру 9, в которой размещены вертикально расположенные фильтровальные каркасные рукава 12 с наружной рабочей поверхностью. При этом частицы пыли размером более 150 мкм отделяются от воздуха во входной камере 16 и выпадают в бункере 51 фильтра. Воздух, запыленный мелкими частицами с размерами менее 150 мкм, поступает в зону фильтровальных рукавов 12. При этом воздух проходит через ткань рукавов по всей их высоте и попадает через открытую часть рукавов 12 в камеру очищенного воздуха 17.
Поскольку рукава 12 изготовлены их глазированного полиэстера, который не удерживает на своей рабочей поверхности пылевой слой, то пыль стекает с рукавов и опускается в бункер 51, из которого скребковым цепным конвейером 52 удаляется через разгрузочное отверстие 53 и шлюзовой затвор 55 в скребковый цепной конвейер 135 закрытого типа, который перемещает пыль в контейнер-накопитель (на чертежах не обозначен). Незначительная часть пыли остается внутри фильтровальной ткани рукавов. В режиме фильтрации:
- открыты управляемые воздушные заслонки 99-106, установленные на входе в камеры дополнительного пылеулавливания 36-43;
- закрыты управляемые воздушные заслонки 107-114, установленные на выходе из камер дополнительного пылеулавливания 36-43.
Очищенный в рукавах 12 воздух, содержащий древесные частицы размером менее 10 мкм, из камеры 17 поступает в модуль дополнительной очистки воздуха 20, в частности входит в камеры дополнительного пылеулавливания 36-43 через коллекторы 97, воздухораспределители 18, 19 и тройники 44-47.
Из камер дополнительного пылеулавливания 36-43 (фиг.3, 4) дополнительно очищенный воздух проходит через секции 28-35 панелей воздушных ячейковых фильтров 22 с внутренними каркасами (на чертежах не обозначены) в камеру дополнительно очищенного воздуха 23 (фиг.3, 4), из которой через отверстия 27 выходит в коллектор вывода дополнительно очищенного воздуха 56 (фиг.12).
Из коллектора 56 дополнительно очищенный воздух подается основным центробежным вентилятором 49 в рециркуляционный воздуховод 50.
3
3
3
н
н
При этом клапан «зима/лето» 140 открыт, а клапан «зима/лето» 141 закрыт. Из рециркуляционного воздуховода 50 дополнительно очищенный воздух поступает в воздухораспределитель, установленный в производственном помещении (на чертежах не показан). Фильтровальные рукава 12 пылеулавливающей камеры 9 будут находиться в режиме фильтрации расчетное время, контролируемое посредством реле времени, после срабатывания которого начинается режим регенерации рукавов 12. Длительность режима фильтрации, характеризующего длительность перерыва между периодами регенерации, зависит от величины начальной концентрации древесной пыли Сн, мг/м, в подводящих трубопроводах загрязненного воздуха 15 и устанавливается на реле времени. Для цехов белого шлифования С=3000 мг/м, а для цехов шлифования фанеры С=6950 мг/м.
1
2
3
Фильтр с трехступенчатой очисткой воздуха при коэффициентах очистки во входной камере η=0,5 фильтровальных рукавах η=0,999, панели воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК класса F8/F9 индекса 8841 η=0,98 обеспечивает суммарный коэффициент очистки воздуха.
1,2,3
1
2
3
1,2,3
1,2,3
1,2,3
1,2,3
η=1-(1-η)(1-η)(1-η)=1-(1-0,5)(1-0,999)(1-0,98)=0,99999, коэффициент проскока N=(1-η)=0,00001 и эффективность очистки Е=100η=99,9999%.
выб.
выб.
Второй режим регенерации фильтровальных рукавов (очистки критически запыленной ткани рукавов от пыли до равновесно запыленного состояния) осуществляется методом последовательной обратной продувки вначале рядов секции 13, а затем рядов секции 14 фильтровальных рукавов 12 пылеулавливающей камеры 9 очищенным воздухом при остановленной регенерационной тележке 60 с точным позиционированием сопловых насадок 63 продувочных дефлекторов 61 над продуваемым рядом 67 фильтровальных рукавов и заданной продолжительностью продувки. При регенерации фильтровальных рукавов 12 секции 13 работают дополнительный центробежный вентилятор 58 и оптический датчик 118, а при регенерации рукавов секции 14 соответственно дополнительный центробежный вентилятор 59 и оптический датчик 119. Остановка регенерационной тележки 60 осуществляется с помощью оптических датчиков 118 или 119. При совмещении инфракрасного луча с отверстием 117 на линейке позиционирования 116 луч попадает на оптический датчик, после чего замыкается электрическая цепь и поступает сигнал электродвигателю мотор-редуктора 82 на его выключение. При этом срабатывает встроенный в электродвигатель электромагнитный тормоз (на чертежах не показан) и регенерационная тележка 60 останавливается, осуществляя перед остановкой выбег на величину Δ (мм). Выбег тележки определяется экспериментальным способом с учетом суммарного времени срабатывания оптического датчика, магнитного пускателя и электромагнитного тормоза (0,05 с) электродвигателя мотор-редуктора 82 и устанавливается путем перемещения кронштейнов 120 с оптическими датчиками 118, 119 перпендикулярно продольной оси 145 регенерационной тележки 60. После выбега тележки на величину Δ регенерационная тележка 60 точно позиционируется сопловыми насадками 63 продувочных дефлекторов 61 над продуваемым рядом 67 фильтровальных рукавов. Рукава продуваются по реле времени, которое включается от срабатывания оптического датчика 118 или 119 после совмещения луча инфракрасного излучателя с отверстием 117 линейки позиционирования 116. Перед началом регенерации рядов фильтровальных рукавов 12 секции 13 регенерационная тележка 60 располагается на левой платформе 5, размещенной над камерой дополнительно очищенного воздуха 23. При начале регенерации секции 13 рукавов включается электродвигатель дополнительного центробежного вентилятора 58, установленного на регенерационной тележке 60, который засасывает воздух из бункера 51 через фильтровальные рукава 12. После разгона рабочего колеса центробежного вентилятора 58, время которого задается на реле времени, включается мотор-редуктор 82 регенерационной тележки 60, которая перемещается до первого отверстия 117 на левой линейке позиционирования 116, расположенного напротив первого ряда фильтровальных рукавов. При этом срабатывает оптический датчик 118 и регенерационная тележка 60 останавливается. При остановке тележки происходит цикл продувки пяти фильтровальных рукавов первого ряда через сопловые насадки 63 очищенным воздухом по реле времени. После окончания продувки первого ряда рукавов секции 13 включается электропривод регенерационной тележки 60, которая перемещается на следующий шаг, после чего тележка останавливается и происходит очередная продувка рукавов. При шаговом перемещении происходит последовательная регенерация рядов рукавов 12 секции 13 пылеулавливающей камеры 9. После окончания регенерации фильтровальных рукавов последнего ряда секции 13 регенерационная тележка 60 наезжает на правую платформу 3, расположенную над входной камерой 16, до замыкания конечного выключателя (на чертежах не показан). При этом выключаются мотор-редуктор 82 регенерационной тележки 60 и дополнительный центробежный вентилятор 58, и включается дополнительный центробежный вентилятор 59. После разгона рабочего колеса вентилятора 59, контролируемого реле времени, включается мотор-редуктор 82 на реверсивное вращение, обеспечивающее перемещение тележки 60 в обратном направлении. При этом по вышеописанной схеме происходит регенерация фильтровальных рукавов 12 секции 14. После окончания регенерации фильтровальных рукавов последнего ряда секции 14 регенерационная тележка 60 наезжает на левую платформу 5, расположенную над камерой дополнительно очищенного воздуха 23, до замыкания конечного выключателя (на чертежах не показан). При этом выключаются мотор-редуктор 82 регенерационной тележки 60 и дополнительный центробежный вентилятор 59, а также включается реле времени на режим фильтрации. При наезжании регенерационной тележки 60 на платформы 5, 3 боковые крылья 64 продувочных дефлекторов 61 выходят за пределы расположения фильтровальных рукавов, освобождая их для режима фильтрации.
Σ
AС
пр
AC
пр
После срабатывания реле времени прекращается режим фильтрации и начинается новый цикл регенерации рядов фильтровальных рукавов 12, вначале секции 13, а затем секции 14 по вышеописанной схеме. Через фильтровальные рукава 12 в режиме регенерации проходит увеличенное количество воздуха по сравнению с режимом фильтрации, равное L=L+L (где L - производительность основного центробежного вентилятора 49 и L - производительность одного дополнительного центробежного вентилятора 58 или 59, подающего продувочный воздух через дефлектор 61 в сопловые насадки 63).
пр
AC
н
3
Очищенный в рукавах с помощью вентиляторов 49, 58 или 59 воздух поступает в камеру очищенного воздуха 17. Продувочный воздух в количестве L подается вентиляторами 58 или 59 через сопловые насадки 63 дефлекторов 61 в продуваемый ряд 67 фильтровальных рукавов, а основная часть воздуха в количестве L вентилятором 49 подается через коллекторы 97 ввода очищенного воздуха, воздухораспределители 18, 19, их тройники 44, 45, 46, 47 и открытые управляемые воздушные заслонки 99-114 в камеры дополнительного пылеулавливания 36-43 и далее в секции 28-35 воздушных ячейковых фильтров 22 типа ФЯК для дополнительной очистки воздуха. При этом боковыми крыльями 64 на продувочных дефлекторах 61 перекрываются соседние ряды фильтровальных рукавов, расположенные по одному от продуваемого ряда рукавов. При этом почти полностью прекращается фильтрация в соседних рядах рукавов, перекрываемых боковыми крыльями 64, что обеспечивает нормальное выдувание пыли из фильтровальной ткани продуваемого ряда 67 рукавов и ее беспрепятственное ссыпание в бункер 51. Продувка фильтровальных рукавов 12 через сопловые насадки 63 при остановленной регенерационной тележке 60 в течение заданного времени обеспечивает качественную регенерацию рукавов при любом значении начального пылесодержания С, мг/м, и экономию энергозатрат за счет сокращения расхода продувочного воздуха.
ф
Поочередная продувка фильтровальных рукавов 12 вначале секции 13 дополнительным вентилятором 58, а затем секции 14 вентилятором 59 уменьшает воздушную нагрузку на фильтровальные рукава в режиме регенерации, уменьшает энергозатраты на очистку воздуха и увеличивает эффективность очистки Е, %, в рукавах за счет уменьшения скорости фильтрации V, м/с.
Третий режим регенерации панелей воздушных ячейковых фильтров 22 типа ФЯК можно проиллюстрировать на примере фиг.1, 2, 3, 4. Работа механизма регенерации панелей воздушных ячейковых фильтров ФЯК 68 и механизма управления регенерации панелей ФЯК 98 начинается при срабатывании таймера ограничения времени цикла пыленакопления на панелях ФЯК и сводится к последовательной регенерации восьми секций ФЯК путем обратной продувки дополнительно очищенным воздухом центробежным продувочным вентилятором 69 в режиме всасывания. При этом одна из восьми секций ФЯК регенерируется, а остальные семь секций ФЯК находятся в режиме фильтрации.
ф
AC
ФЯК
пp
ФЯК
ф
AC
ФЯК
3
3
3
3
Например, применительно для фильтра производительностью L=L=42000 м/ч. Фильтр имеет 8 секций ФЯК индекса 8841 с производительностью ячейки ФЯК L=2000 м/ч. При режиме регенерации панелей ФЯК постоянно продувается одна из восьми секций ФЯК, содержащая три ячейки ФЯК, а в дополнительной очистке воздуха одновременно принимают участие семь секций, содержащих 21 ячейку ФЯК. Таким образом, центробежный продувочный вентилятор 69 работает с производительностью L=3L=3·2000=6000 м/ч (где 3 - число ячеек ФЯК в секции), а производительность фильтра по дополнительно очищенному воздуху в режиме регенерации панелей ФЯК составит L=L=21 L=21·2000=42000 м/ч.
Центробежный продувочный вентилятор работает по следующей рециркуляционной схеме.
ф
AC
пр
3
3
3
3
При срабатывании таймера включается центробежный продувочный вентилятор 69. После разгона рабочего колеса вентилятора 69, контролируемого с помощью реле времени, в управляемые воздушные заслонки 99, 107 камеры дополнительного пылеулавливания 36 поступает управляющий сигнал, согласно которому верхняя управляемая воздушная заслонка камеры 99 закрывается, а нижняя управляемая воздушная заслонка камеры 107 открывается. При этом продувочный вентилятор 69 вместе с основным вентилятором 49 забирают загрязненный воздух из бункера 51 в количестве L=L+L=42000+6000=48000 м/ч, протягивают его через фильтровальные рукава 12 и выводят очищенный воздух из камеры 17 через коллекторы 97 в воздухораспределительные устройства 18 и 19, которые распределяют очищенный воздух по семи камерам дополнительного пылеулавливания 37-43. Очищенный воздух протягивается вентиляторами 49, 69 через семь секций ФЯК 28-35, которые превращают его в дополнительно очищенный воздух, поступающий в режиме всасывания в камеру 23. Из камеры 23 дополнительно очищенный воздух в количестве 48000 м/ч выходит и распределяется по двум направлениям. Основной центробежный вентилятор 49 забирает из камеры 23 42000 м/ч дополнительно очищенного воздуха и выводит его через отверстия 27 и коллектор 56 в рециркуляционный воздуховод 50. Продувочный вентилятор 69 забирает из камеры 23 6000 м/ч дополнительно очищенного воздуха, протягивает его через секцию 28 ФЯК, продувая ее по реле времени. При продувке секции ФЯК дополнительно очищенный воздух запыляется, превращаясь в загрязненный продувочный воздух, который удаляется продувочным вентилятором 69 из камеры дополнительного пылеулавливания 36 в режиме всасывания через тройники 122 и 126 и подается через всасывающий 128 и нагнетательный 129 трубопроводы в отверстие 130, расположенное в торце 132 бункера 51.
Загрязненный продувочный воздух из отверстия 130 поступает на фильтровальные рукава 12, сшитые из глазированного полиэстера, с которых пыль стекает в бункер 51 фильтра и вместе с основной пылью удаляется из бункера 51 разгрузочным устройством 52 через шлюзовой затвор 55 в цепной скребковый конвейер 135 закрытого типа, который подает ее в контейнер-накопитель (на чертежах не показан).
После окончания времени регенерации секции 28 ФЯК открывается верхняя 99 и закрывается нижняя 107 управляемые воздушные заслонки пылеулавливающей камеры 36 и вышеописанный цикл последовательно повторяется с семью остальными секциями ФЯК 29-35, расположенными в камерах дополнительного пылеулавливания 37-43.
Ниже перечислены положения управляемых воздушных заслонок (открыта, закрыта) при регенерации восьми секций ФЯК.
При регенерации секции ФЯК 28 (фиг.1) закрыта заслонка 99 и открыта заслонка 107 камеры дополнительного пылеулавливания 36. При этом открыты верхние заслонки 100, 101, 102, 103, 104, 105, 106, и закрыты нижние заслонки 108, 109, 110, 111, 112, 113, 114 остальных семи камер дополнительного пылеулавливания 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 (фиг.3, 4).
При регенерации секции ФЯК 29 (фиг.1) закрыта заслонка 100 и открыта заслонка 108 камеры дополнительного пылеулавливания 37. При этом открыты верхние заслонки 99, 101, 102, 103, 104, 105, 106, и закрыты нижние заслонки 107, 109, 110, 111, 112, 113, 114 остальных семи камер дополнительного пылеулавливания 36, 38, 39, 40, 41, 42, 43 (фиг.3, 4).
При регенерации секции ФЯК 30 (фиг.1) закрыта заслонка 101 и открыта заслонка 109 камеры дополнительного пылеулавливания 38. При этом открыты верхние заслонки 99, 100, 102, 103, 104, 105, 106, и закрыты нижние заслонки 107, 108, 110, 111, 112, 113, 114 остальных семи камер дополнительного пылеулавливания 36, 37, 39, 40, 41, 42, 43 (фиг.3, 4).
При регенерации секции ФЯК 31 (фиг.1) закрыта заслонка 102 и открыта заслонка 110 камеры дополнительного пылеулавливания 39. При этом открыты верхние заслонки 99, 100, 101, 103, 104, 105, 106, и закрыты нижние заслонки 107, 108, 109, 111, 112, 113, 114 остальных семи камер дополнительного пылеулавливания 36, 37, 38, 40, 41, 42, 43 (фиг.3, 4).
При регенерации секции ФЯК 32 (фиг.1) закрыта заслонка 103 и открыта заслонка 111 камеры дополнительного пылеулавливания 40. При этом открыты верхние заслонки 99, 100, 101, 102, 104, 105, 106, и закрыты нижние заслонки 107, 108, 109, 110, 112, 113, 114 остальных семи камер дополнительного пылеулавливания 36, 37, 38, 39, 41, 42, 43 (фиг.3, 4).
При регенерации секции ФЯК 33 (фиг.1) закрыта заслонка 104 и открыта заслонка 112 камеры дополнительного пылеулавливания 41. При этом открыты верхние заслонки 99, 100, 101, 102, 103, 105, 106, и закрыты нижние заслонки 107, 108, 109, 110, 111, 113, 114 остальных семи камер дополнительного пылеулавливания 36, 37, 38, 39, 40, 42, 43 (фиг.3, 4).
При регенерации секции ФЯК 34 (фиг.1) закрыта заслонка 105 и открыта заслонка 113 камеры дополнительного пылеулавливания 42. При этом открыты верхние заслонки 99, 100, 101, 102, 103, 104, 106, и закрыты нижние заслонки 107, 108, 109, 110, 111, 112, 114 остальных семи камер дополнительного пылеулавливания 36, 37, 38, 39, 40, 41, 43 (фиг.3, 4).
При регенерации секции ФЯК 35 (фиг.1) закрыта заслонка 106 и открыта заслонка 114 камеры дополнительного пылеулавливания 43. При этом открыты верхние заслонки 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105, и закрыты нижние заслонки 107, 108, 109, 110, 111, 112, 113 остальных семи камер дополнительного пылеулавливания 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42 (фиг.3, 4).
После окончания регенерации секции ФЯК 35 выключается центробежный продувочный вентилятор 69, и начинается режим фильтрации очищенного воздуха через восемь секций ФЯК 28-35 и включается таймер на ограничение времени цикла пыленакопления в панелях ФЯК.
При этом открыты все верхние управляемые воздушные заслонки 99-106 и закрыты все нижние управляемые воздушные заслонки 107-114.
В фильтре имеются электрические блокировки, согласно которым:
- при включенном центробежном продувочном вентиляторе 69 мотор-редуктор 82 регенерационной тележки 60 и электродвигатели дополнительных центробежных вентиляторов 58, 59 обесточены;
- при включенном мотор-редукторе 82 регенерационной тележки 60 и электродвигателях дополнительных центробежных вентиляторов 58, 59 электродвигатель центробежного продувочного вентилятора 69 обесточен.
пнк
с
Время ограничения цикла пыленакопления Т, ч, на панелях ФЯК, устанавливаемое на таймере, зависит от величины пыленакопления М, кг, в секциях 28-35 ФЯК и определяется из условия взрывобезопасности посекционной продувки ячеек ФЯК
П
с
к
з
з
3
3
3
где [С] - допускаемая концентрация пыли в загрязненном продувочном воздухе, мг/м, [М] - допускаемая по НКПВ масса накопления пыли в секции ФЯК, кг. Секция состоит из трех ячеек ФЯК; V - критический объем воздуха, в котором при обратной продувке секции ФЯК дополнительно очищенным воздухом имеет место наибольшая концентрация пыли, м. Определяется из выражения (3); НКПВ - нижний концентрационный предел взрываемости для древесной пыли, г/м; НКПВ = 12,6 для древесной муки; К - коэффициент запаса по предотвращению взрыва пылевоздушной смеси во время регенерации секции ФЯК и вероятностном проскоке искры, К=2,0÷2,5.
Из (1)
пр
пр
c
c
с
ФЯК
к
п
пр
пр
3
3
3
3
3
3
где L - производительность продувочного вентилятора, м/ч; L=L; L - пропускная способность секции ФЯК, м/ч, L=3L=3·2000=6000 м/ч; Т - критическое время, в течение которого происходит наибольший сброс пыли с ФЯК при обратной продувке дополнительно очищенным воздухом и имеет место наибольшая концентрация пыли С, мг/м, в продувочном воздухе, равная НКПВ, с; L - производительность продувочного вентилятора, м/ч, L=6000 м/ч.
После подстановки (3) в (2) получим
ПНК
Время пыленакопления на секции ФЯК Т, с, определяется из выражения
с
где М - масса пыли, накапливающаяся в секции ФЯК в результате фильтрации потока очищенного воздуха, кг/ч.
нФЯК
нФЯК
кФЯК
кФЯК
пр
c
3
3
где С - начальная концентрация пыли на входе в секцию ФЯК, мг/м, С=1,5; С - конечная концентрация пыли на выходе из модуля дополнительной очистки воздуха, мг/м, С=0,12. После подстановки (4) и (6) в (5) и учитывая, что L=L, окончательно получим формулу для определения времени пыленакопления в секции ФЯК
3
3
3
к
з
нФЯК
кФЯК
ПНК
Пример. НКПВ = 12,6 г/м, Т=12 с, К=2,0, С=1,5 мг/м, С=0,12 мг/м; T=15,2 ч.
Из приведенного примера следует, что для обеспечения взрывобезопасной продувки секций ФЯК регенерацию секций необходимо проводить через каждые 16 часов, т.е. один раз в две смены. Указанное время устанавливается на таймере.
н
3
Для цеха шлифования фанеры при С = 6950 мг/м
1,2
1
2
η=1-(1-η)(1-η)=1-(1-0,5)(1-0,999)=0,9995.
нФЯК
н
1,2
н
1,2
3
С=СN=С(1-η)=6950·0,0005=3,74 мг/м.
кФЯК
н
1,2,3
н
1,2,3
3
С=СN=С(1-η)=6950·0,00004=0,278 мг/м.
1,2,3
1
2
3
η=1-(1-η)(1-η)(1-η)=1-(1-0,5)(1-0,999)(1-0,092)=0,99996.
н
1,2,3
3
Здесь С - начальная концентрация пыли перед фильтром, мг/м; N - коэффициенты проскока пыли соответственно при двухступенчатой и трехступенчатой очистке воздуха.
нФЯК
кФЯК
з
к
ПНК
3
3
При C=3,74 мг/м, С=0,278 мг/м, К=2,0 и T=16 с значение Т, ч, составит
Таким образом, регенерация должна производиться через каждые 8 часов или 1 раз в рабочую смену.
ф
вн
тк
р
ф
р
р
рс
3
Изображенный на фиг.1-10 фильтр для трехступенчатой очистки воздуха от механических примесей имеет производительность L=42000 м/ч. В качестве исходных данных для расчета указанной производительности приняты: внутренний диаметр рукава d=150 мм, толщина фильтровальной ткани S=2 мм, длина фильтровального рукава без манжеты l =3,4 м, скорость фильтрации в режиме регенерации V=2 м/мин. Число рукавов в продуваемом ряду n=10, число рукавов, продуваемых одним вентилятором, n=5. Число рукавов в одной секции, перекрываемых регенерационной тележкой, n=30.
ФЯК
3
В модуле дополнительной очистки воздуха установлены 4 двухрядных панели ФЯК, состоящие из восьми секций ячеек ФЯК класса F8/9 (EU8/9) индекса 8841 с эффективностью Е=92% и производительностью L=1750÷2000 м/ч.
На основании приведенных исходных данных получены следующие параметры.
1. Фильтровальная площадь одного рукава с дном
p.i
н
р
дно
2
2
2
F=πdl+0,785d =3,14·0,154·3,4+0,785·0,146=1,644+0,0167=1,6607 м
2. Фильтровальная площадь одной секции рукавов
cp
pc
p.i
2
F=n·F=30·1,6607=49,821 м
3. Расход воздуха через одну секцию рукавов
c
ср
ф
3
3
3
L=F·V=49,821·2,0=99,642 м/мин=5978,5 м/ч≅6000 м/ч
4. Число секций рукавов в фильтре
c
ф
c
n=L/L=42000/6000=7 секций
5. Число рукавов в фильтре
pΣ
с
рс
n=nn=7·30=210 рукавов
6. Число ячеек ФЯК в модуле дополнительной очистки воздуха
ФЯКΣ
ФЯК(ф)
ФЯК(пр)
ф
ФЯК
пр
ФЯК
n=n+n=L/L+L/L=42000/2000+6000/2000=21+3=24 ячейки,
ФЯК(ф)
ФЯК(пр)
где n; n - число ячеек ФЯК, участвующих соответственно в режиме фильтрации и продувки.
л
7. Ширина листовых вертикальных панелей дополнительно очищенного воздуха по крепежным плоскостям при ширине листа В=642 мм
п
л
В=В·2·24=642-48=576 мм.
8. Ширина двух ячеек ФЯК индекса 8841 с зазором для установки
2ФЯК
В=2·287+2=576 мм.
9. Расстояние крайней ячейки ФЯК от наружной стенки камеры 23 с целью устранения конденсации влаги на материале ячейки ФЯК
заз
l=287 мм.
заз
10. Ширина секции ячеек ФЯК с учетом l
c
В=2·576=1152 мм
11. Ширина воздухораспределительного устройства
в.р
В=2·576=1152 мм
12. Длина модуля дополнительной очистки воздуха
мдо
с
в.р
l=2·В+В=2·1152+1152=3456 мм.
13. Длина камеры пылеулавливания с семью секциями фильтровальных рукавов
кп
с
l=7·l=7·576=4032 мм,
с
п
где l=В=576 мм
14. Ширина входной камеры
вх.к
п
В=2В=2·576=1152 мм
15. Длина корпуса фильтра
ф
вх.к
кп
мдо
l=B+l+l=1152+4032+3456=8640 мм
ф
ф
ф
В табл.1 приведены параметры линейки фильтров различной производительности, а в табл.2 параметры L, F, V в режимах фильтрации и регенерации рукавов.
Таблица 1
L<sub>ф</sub>, м<sup>3</sup>/ч (м<sup>3</sup>/мин)
Фильтровальные рукава
Модуль дополнительной очистки
Длина, м
Площадь фильтрации F<sub>ф</sub>,  м<sup>2</sup>
n<sub>с</sub>
n<sub>рс</sub>
n<sub>pΣ</sub>
n<sub>c</sub>
n<sub>ФЯКс</sub>
n<sub>ФЯКΣ</sub>
Модуля доп. очистки, l<sub>мдо</sub>
Корпуса фильтра l<sub>ф</sub>
42000 (700)
7
30
210
8
3
24
3456
8640
350
36000 (600)
6
30
180
8
3
24
3456
8064
300
30000 (500)
5
30
150
8
3
24
3456
7488
250
24000 (400)
4
30
120
8
2
16
3456
6912
200
Таблица 2
Параметры L<sub>ф</sub>, F<sub>ф</sub>, V<sub>ф</sub> в режимах фильтрации и регенерации рукавов (ФЯК)
Индекс фильтра
Режимы
Фильтрации рукавов
Регенерация рукавов, регенерация ФЯК
L<sub>ф</sub>, м<sup>3</sup>/ч (м<sup>3</sup>/мин)
F<sub>ф</sub>, м<sup>2</sup>
V<sub>Ф</sub> (м/мин)
L<sub>ф</sub>, м<sup>3</sup>/ч (м<sup>3</sup>/мин)
F<sub>ф</sub>, м<sup>2</sup>
V<sub>ф</sub> (м/мин)
<img file="00000012.tif" he="12" wi="44" img-content="undefined" img-format="tif" />
42000 (700)
350
2,0
43500 (725)
300
2,4
48000 (800)
350
2,25
<img file="00000013.tif" he="12" wi="44" img-content="undefined" img-format="tif" />
36000 (600)
300
2,0
37500 (625)
250
2,5
42000 (700)
300
2,3
<img file="00000014.tif" he="12" wi="44" img-content="undefined" img-format="tif" />
30000 (500)
250
2,0
31500 (525)
200
2,6
36000 (600)
250
2,4
<img file="00000015.tif" he="12" wi="44" img-content="undefined" img-format="tif" />
24000 (400)
200
2,0
25500 (425)
150
2,8
30000 (500)
200
2,5
Пример обозначения фильтра типа ФРО-ФЯОН
где 30 - число фильтровальных рукавов в одной рукавной секции, перекрываемое регенерационной тележкой, 7 - число секций фильтровальных рукавов в фильтре, 30×7=210 - суммарное число фильтровальных рукавов в пылеулавливающей камере фильтра, ФРО - фильтр рукавный с регенерацией фильтровальных рукавов обратной продувкой очищенным воздухом посредством регенерационной тележки, ФЯОН - модуль дополнительной очистки воздуха из панелей воздушных ячейковых фильтров типа ФЯК с регенерацией панелей ФЯК в виде обратной посекционной продувки дополнительно очищенным воздухом при непрерывной (н) круглосуточной очистке воздуха, 3 - число ячеек ФЯК в секции, 8 - число секций ячеек ФЯК в модуле дополнительной очистки, 3×8=24 - суммарное число ячеек ФЯК в модуле дополнительной очистки.
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.