АЭРОЗОЛЬНЫЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ
AEROSOL FILTER ELEMENT

Изобретение относится к устройствам для фильтрования воздуха от аэрозолей.
Известно устройство для фильтрования воздуха, содержащее корпус с тангенциальным вводом очищаемого воздуха, патрубком отвода очищенного газа и выпускным каналом для сброса влаги и установленным внутри аэрозольным фильтрующим элементом. Фильтрующий элемент (фиг.3) выполнен в виде коаксиально расположенных внешнего коалесцирующего фильтра (гидрофильного) и фильтра тонкой очистки (ХЕПА - фильтра) - гидрофобного. Коалесцирующий фильтр может быть сформован из гофрированного материала из стекловолокна с размером пор порядка 0,2 мкм. Составные части аэрозольного фильтрующего элемента соединены в единый блок верхней и нижней крышками, в которых выполнены дистанционирующие кольцевые выступы, обеспечивающие создание кольцевого зазора между фильтрами. В нижней крышке выполнены дренажные отверстия для сброса влаги (заявка ЕПВ №1155729, МПК D01D 53/047, 2001 г.).
Недостатком такого фильтра является увеличение сопротивления в процессе эксплуатации, что снижает его производительность. При снижении производительности фильтра ниже допустимой величины фильтрующий элемент извлекается из корпуса и заменяется на новый, так как восстановление исходных рабочих параметров элемента невозможно.
Известен также используемый в устройстве для фильтрования воздуха аэрозольный фильтрующий элемент, содержащий фильтр тонкой очистки с патрубком отвода очищенного воздуха и гидрофильный фильтр, выполненный в виде перфорированной обечайки, на внешней поверхности которой установлена заключенная в сетчатый кожух коалесцирующая оболочка, помещенные между верхней и нижней крышками. Нижняя крышка снабжена кольцевым выступом с уплотнительным элементом и отверстиями в нижней части для отвода влаги. Концы перфорированной обечайки выполнены с резьбой, на которой установлены верхняя и нижняя крышки, в расточках которых внутри обечайки установлен гидрофобный фильтр тонкой очистки, например в виде мембранного элемента (патент РФ №2224579 МПК В01D 46/00, 2004 г.).
Недостатком такого фильтрующего элемента также является увеличение сопротивления в процессе эксплуатации, что снижает его производительность. При снижении производительности фильтра ниже допустимой величины фильтрующий элемент извлекается из корпуса и заменяется на новый, так как восстановление исходных рабочих параметров невозможно.
Задачей изобретения является увеличение срока службы фильтрующего элемента.
Технический результат заявляемого изобретения заключается в обеспечении увеличения срока службы аэрозольного фильтрующего элемента за счет обеспечения его ремонтопригодности.
Технический результат достигается тем, что в аэрозольном фильтрующем элементе, содержащем фильтр тонкой очистки с патрубком отвода очищенного воздуха и гидрофильный фильтр, выполненный в виде перфорированной обечайки, на внешней поверхности которой установлена заключенная в сетчатый кожух коалесцирующая оболочка, закрепленная между верхней и нижней крышками, нижняя крышка снабжена кольцевым выступом с уплотнительным элементом и отверстиями в нижней части для отвода влаги, концы перфорированной обечайки выполнены с резьбой, на которой установлены верхняя и нижняя крышки, в расточках крышек внутри обечайки установлен гидрофобный фильтр тонкой очистки, например в виде мембранного элемента, на поверхности сетчатого кожуха дополнительно установлен сменный фильтр, заключенный в сетчатую рубашку, снабженную устройством для ее затяжки, в нижней крышке расточка выполнена с кольцевой камерой, снабженной каналами, выход которых расположен ниже уплотнительного элемента, а фильтр тонкой очистки снабжен сменной оболочкой из слоев стеклобумаги.
Материал сменного фильтра может быть выполнен из стеклобумаги и пропитан 30% суспензией фторопласта -4.
Устройство для затяжки сетчатой рубашки может быть выполнено в виде скоб.
Дополнительная установка на поверхности сетчатого кожуха сменного фильтра, заключенного в сетчатую рубашку, снабженную устройством для ее затяжки, выполнение в нижней крышке расточки с кольцевой камерой, снабженной каналами, выход которых расположен ниже уплотнительного элемента, и снабжение фильтра тонкой очистки сменной оболочкой из слоев стеклобумаги обеспечивает увеличение срока службы и обеспечение ремонтопригодности путем периодической замены сменного фильтра. При работе фильтрующего элемента и происходит забивание задерживаемыми частицами сменного фильтра и сменной оболочки, что приводит к увеличению их гидравлического сопротивления. В этом случае выполняется восстановление рабочих параметров фильтрующего элемента путем замены сменных фильтрующих компонентов. Это позволяет увеличить ресурс аэрозольного фильтрующего элемента в несколько раз, так как при такой конструкции фильтр тонкой очистки и коалесцирующий фильтр работают в режиме контроля и практически не меняют своих рабочих параметров, дополнительно повышая надежность работы фильтрующего элемента.
Выполнение материала сменного фильтра из стеклобумаги, пропитанной 30% суспензией фторопласта -4, обеспечивает повышение селективности фильтра и придает ему гидрофобные свойства, что обеспечивает более полное улавливание маслянистых веществ, содержащихся в очищаемом воздухе, что увеличивает эффективность работы и срок службы сменного фильтра.
Выполнение устройства для затяжки сетчатой рубашки в виде скоб обеспечивает простоту монтажа и демонтажа сетчатой рубашки при замене сменного фильтра, увеличивающего срок службы фильтрующего элемента. Для снятия сетчатой рубашки скобы разгибаются с помощью любого подручного средства, например отвертки. Затяжка рубашки осуществляется подгибанием скоб.
На представленных чертежах показана конструкция аэрозольного фильтрующего элемента:
на фиг.1 показан общий вид аэрозольного фильтрующего элемента, на фиг.2 показано то же, что на фиг.1, продольный разрез, на фиг.3 показана конструкция фильтра тонкой очистки.
Перечень позиций, указанных на чертежах:
1. фильтр тонкой очистки;
2. патрубок отвода очищенного воздуха;
3. фильтр гидрофильный;
4. перфорированная обечайка;
5. крышка верхняя;
6. крышка нижняя;
7. кольцевой выступ;
8. уплотнительный элемент;
9. отверстия в нижней части;
10. коалесцирующая оболочка;
11. кожух сетчатый;
12. фильтр сменный;
13. сетчатая рубашка;
14. скоба;
15. расточка цилиндрическая;
16. камера кольцевая;
17. канал;
18. сменная обечайка.
Аэрозольный фильтрующий элемент содержит фильтр тонкой очистки 1 с патрубком (адаптером) отвода очищенного воздуха 2, помещенный с зазором в гидрофильный фильтр 3. Гидрофильный фильтр 3 содержит перфорированную обечайку 4, на резьбовых концах которой установлены крышка верхняя 5 и крышка нижняя 6. В верхней крышке 5 выполнено центральное отверстие для пропуска патрубка отвода очищенного воздуха 2. На нижней крышке 6 выполнен кольцевой выступ 7 с канавкой под уплотнительный элемент 8 и отверстия 9, расположенные в центральной части. На внешней поверхности перфорированной обечайки 4 установлена коалесцирующая оболочка 10, заключенная в сетчатый кожух 11. В качестве материала коалесцирующей оболочки могут использоваться стеклобумага типа БмДК или БмДФ, либо тонкие металлические сетки. На внешней поверхности сетчатого кожуха 11 установлен выполненный в виде многослойной обечайки фильтр сменный 12 с сетчатой рубашкой 13, закрепленной на сменном фильтре 12 скобами 14. В нижней крышке 6 выполнена цилиндрическая расточка 15, с расположенной в нижней части расточки кольцевой камерой 16 и каналами 17, выход которых расположен ниже кольцевого выступа 7. В качестве 6 фильтра тонкой очистки 1 может использоваться элемент фильтрующий типа ФЭН-С 254/A3 производства ОАО Уральского электрохимического комбината, либо другой мембранный микро- или ультрафильтрационный элемент, для повышения селективности и увеличения ресурса помещенный в сменную обечайку 18 из шести слоев стеклобумаги БмД-К.
Аэрозольный фильтрующий элемент работает следующим образом. Исходный воздух, проходя через сетчатую рубашку 13, поступает на внешнюю поверхность сначала сменного фильтра 12, а затем коалесцирующей оболочки 10. Сменный фильтр 12 и коалесцирующая оболочка 10 впитывает капельную влагу, коалесцирует аэрозоли и задерживает пылевидные частицы. Очищенный от влаги и пыли воздух поступает через перфорацию обечайки 4 в кольцевую полость, образованную внутренней поверхностью перфорированной обечайки 4 и внешней поверхностью фильтра тонкой очистки 1 и ограниченную с торцов крышками 5 и 6. Проходя через фильтр тонкой очистки 1, т.е. слои стеклобумагии обечайки 8 и фильтр тонкой очистки 1, воздух подвергается тонкой очистке от аэрозолей, в том числе от масляного тумана. Очищенный от аэрозолей воздух поступает во внутреннюю полость фильтра тонкой очистки 1, откуда через патрубок отвода очищенного воздуха 2 поступает на потребление. Задерживаемые частицы и капельная вода через отверстия 9 удаляются в атмосферу вместе со сбрасываемым воздухом, тем самым исключая их накопление в фильтре. При сильном увлажнении очищаемого воздуха задерживаемая влага стекает в нижнюю часть сменного фильтра 12 и через расточку 15 поступает в кольцевую камеру 16, откуда удаляется за пределы фильтрующего элемента через каналы 17.
При работе фильтра в режиме очистки воздуха от атмосферной влаги и пыли при увеличении сопротивления на 40-50% выше начального работу фильтра прекращают, и производится замена фильтра сменного 12 на новый из комплекта ЗИП. Для замены сменного фильтра 12 разжимаются скобы 14, снимается сетчатая рубашка 13 и удаляется отработанный сменный фильтр 12 и на его место устанавливается новый. Для замены стеклобумаги обечайки 18 достаточно извлечь из гидрофильного фильтра 3 фильтр тонкой очистки 1, для чего отворачиваются верхняя крышка 5, из него извлекается фильтр тонкой очистки 1 с намотанными на нем слоями стеклобумаги обечайки 18. После этого отработанная стеклобумага заменяется на новую и производится сборка фильтрующего элемента в обратном порядке. Такая замена обеспечивает повышение ресурса фильтрующего элемента не менее чем в 2 - 3 раза, при этом увеличивается срок службы до 5 лет при сохранении селективности по масляному туману уровне 99,999%. Работоспособность фильтрующего элемента подтверждена экспериментально.
Предложенное устройство обеспечивает увеличение срока службы фильтрующего элемента за счет обеспечения его ремонтопригодности.