ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Полезная модель относится к устройствам для очистки воздуха посредством фильтровальных рукавов и может найти применение в отраслях промышленности, где требуется очищать запыленный воздух от частиц пыли на предприятиях металлургической, горнорудной, химической, пищевой и других отраслей промышленности.
Известен фильтр для очистки воздуха (патент RU №46200, 2004 г.), он содержит корпус внутри которого на двух амортизационных растяжках расположена опора на которой закреплена фильтровальная кассета с фильтрующим элементом (ФЭ). Привод для принудительного встряхивания кассеты осуществляется при помощи эксцентрикового устройства, расположенного в нижней части корпуса. Верхние части ФЭ жестко закреплены сверху с помощью неподвижной решетки, чем полностью предотвращается утечка загрязненного воздуха, не прошедшего через ФЭ. Сам ФЭ состоит из определенного числа карманов. Недостатком данного устройства является сложная система подвеса ФЭ и механизма встряхивания уловленной пыли.
Известен фильтр для очистки воздуха посредством фильтровальных рукавов (ФР) (см. патент RU №148372, 2014 г.). Фильтр содержит раму, выполненную в виде опорной перегородке со сквозными круглыми прорезями для размещения в них верхней открытой части ФР. Сами ФР выполнены с закрытой нижней частью и открытой верхней частью в виде манжеты, внутри которой закреплены упругое прижимное кольцо и упорный элемент. Внутри ФР размещены металлические каркасы, выполненные в верхней части с фланцами, расположенными над верхними выступами в манжетах ФР. Рама вместе с ФР неподвижна и жестко закреплена к корпусу. Недостатком данного устройства является сложная система подвеса ФР и регенерации ФР, что усложняет обслуживание и увеличивает эксплуатационные затраты.
Известен способ встряхивания РФ ослаблением и натяжением рукава в вертикальном направлении. (см. Справочник по пыле- и золо- улавливанию. Под ред. А.А. Русанова. М. Энергоатомиздат. 1983, стр. 178). При этом нижний конец РФ прикреплен к нижней горизонтальной перегородке, а верхний конец РФ совершает колебательное движение вверх вниз под действием встряхивающего механизма.
3
Известен фильтр для очистки воздуха (см. Заявка на патент полезная модель №2019117560 (033585) от 06.06.2019), в котором регенерация ФР осуществляется посредством двух кулачков, выполненными по форме спирально завитой улитки Паскаля, которые установлены посередине вала встряхивающего механизма, расположенного в верхней части корпуса (Аналог). Недостатком данного устройства является малая производительность по очистке воздуха объемом до 4000 м/час.
3
В основу полезной модели поставлена задача: разработать конструкцию фильтра для очистки воздуха, который очищает запыленный воздух производительностью 8000, 16000 и 24000 м/ч.
Технический результат от реализации этой задачи достигнут за счет размещения в корпусе ФР круглого сечения одной, двух или трех рам подвеса ФР, упрощения механизма регенерации РФ от уловленной пыли, снижение эксплуатационных затрат, упрощения монтажа или демонтажа ФР, обеспечение встряхивания уловленной пыли при деформации РФ в направление вниз-вверх.
Поставленная задача решена тем, что фильтр для очистки воздуха содержит одну или, как вариант, две или три рамы подвеса ФР. Каждая рама подвеса содержит по 64 ФР круглой формой длиной 1500 мм и диаметром 125 мм, расположенных симметрично рядами по 8×8 параллельно стенкам корпуса фильтра. Рама повеса состоит из 10-ти штанг длиной по 1425 мм и из 2-х штанг длиной по 1550 мм, которые в местах пересечения образуют узлы к которым прикреплены верхние части ФР, а нижние части ФР жестко закреплены к горизонтальной перегородке, которая полностью перекрывает сечение корпуса и предотвращает попаданию запыленного воздуха в очищенный воздух на выходе из фильтра. Рама подвеса ФР подвешена на четырех пружинах, которые крепятся к корпусу фильтра. Механизм регенерации ФР размещен в верхней части корпуса над рамой повеса РФ. Для сжатия РФ при встряхивании использованы два кулачка по форме спирально завитой улитки Паскаля, размещенных на одном валу встряхивающего механизма кулачки размещены на валу встряхивающего механизма симметрично, первый кулачок расположен над 3-ей штангой длиной 1550 мм, второй кулачок расположен над 6-ой штангой длиной 1550 мм, считая от мотор-редуктора.
3
3
Разработанный фильтр имеет вид прямоугольного многогранника кубоида, внутри которого установлены вертикально круглые ФР длиной 1500 мм и диаметром 125 мм. РФ выполнены из синтетического фильтровального материала, причем внутри каркас отсутствует. Каждая рама подвеса содержит 64 ФР, этим достигается производительность очистки воздуха 8000 м/ч. Для очистки воздуха более высокой производительности в корпус фильтра устанавливают, как варианты, две или три одинаковых рам подвеса ФР, тем самым повышая производительность до 16000 и 2400 м/ч. Это позволяет расширить диапазон применения фильтра для очистки воздуха. Для регенерации РФ от уловленной пыли производится встряхивание ФР в вертикальном направлении снизу-вверх посредством двух кулачков, выполненных по форме спирально завитой улитки Паскаля, размещенных на одном валу встряхивающего механизма. Высота боковой кромки кулачка равна 3÷7% от длины рукава, что составляет размер сжатия рукава при встряхивании соответственно 60÷85 мм. Такой размер оптимален и достаточно обеспечивает удаление уловленной пыли с поверхности РФ при встряхивании.
Фильтр для очистки воздуха схематично представлен на следующих чертежах.
3
Фиг. 1. Фильтр для очистки воздуха. Общий вид. Вариант одна рама производительностью на 8000 м/ч.
Фиг. 2. Разрез «I-I», рама подвеса фильтра для очистки воздуха.
3
Фиг. 3. Фильтр для очистки воздуха. Вариант три рамы подвеса на 24000 м/ч.
Обозначение позиций.
1. Фильтр для очистки воздуха.
2. Корпус фильтра для очистки воздуха.
3. Бункер для уловленной пыли.
4. Фильтровальные рукава.
5. Рама подвеса фильтровальных рукавов.
6. Пружины подвеса рамы фильтровальных рукавов.
7. Ограничитель вертикального хода рамы подвеса.
8. Ограничитель горизонтального хода рамы подвеса.
9. Вал встряхивающего механизма.
10. Мотор-редуктор.
11. Первый кулачок встряхивающего механизма.
12. Второй кулачок встряхивающего механизма.
13. Ролики встряхивающего механизма.
14. Штанга рамы подвеса длиной 1425 мм.
15. Штанга рамы подвеса длиной 1425 мм.
16. Узел крепления верхней части рукава к раме подвеса.
17. Перегородка горизонтальная корпуса.
18. Штанга рамы подвеса длиной 1550 мм.
19. Штанга рамы подвеса длиной 1550 мм.
20. 3-я от мотор-редуктора штанга длиной 1425 мм.
21. 6-я от мотор-редуктора штанга длиной 1425 мм.
Фильтр для очистки воздуха «1» (Фиг. 1) состоит из корпуса «2», входного патрубка для очищаемого воздуха, выходного патрубка для чистого воздуха и бункера «3» для уловленной пыли. Внутри корпуса «2» размещены ФР «4» в количестве 64 штук круглой формой длиной 1500 мм и диаметром 125 мм, которые подвешены к раме «5». Рама «5» висит на четырех пружинах «6», закрепленных нижними концами к раме «5», а верхними концами к корпусу «2». Рама «5» за счет натяжения пружин «6» опирается в ограничители вертикального хода «7». Ограничители горизонтального хода «8» препятствуют перемещению рамы «5» в горизонтальной плоскости корпуса «2». Рама «5» имеет только одно направление перемещения вверх и вниз. Вал «9» встряхивающего механизма размещен над рамой «5» и приводится во вращение с помощью мотор-редуктора «10», размещенного снаружи корпуса «2». На валу «9» установлены два кулачка «11» и «12» по форме спирально завитой улитки Паскаля. Под каждым кулачком «11» и «12» к раме «5» прикреплены ролики «13», которые имеют температурный зазор размером 1-2 мм.
Рама «5» (см. Фиг. 2) выполнена из штанг «14» и штанг «15» длиной по 1425 мм и из штанг «18» и «19» длиной по 1550 мм. Штанги в местах пересечения образуют узлы «16», к которым подвешиваются верхние закрытые части ФР «4» симметрично рядами по 8×8 штук параллельно стенкам корпуса фильтра. Нижние открытые части рукавов «4» закреплены к горизонтальной перегородке «17», которая полностью перекрывает сечение корпуса «2». Каждая из пружин «6» прикреплена к началу и концу штанге «18» и к началу и концу штанге «19». Вал «9» размещен между «18» и «19» штангами. Первый кулачок «11» вала «9» расположен над третьей штангой «20», второй кулачок «12» расположен над шестой штангой «21».
3
Конструктивное исполнение фильтра для очистки воздуха «1» позволяет в корпусе «2» (см. Фиг. 3) установить две или три одинаковых рам подвеса «5» для достижения производительности 16000 и 2400 м/ч. Каждая рама «5» снабжена индивидуальным мотор-редуктором «10» и бункером «3». Такие варианты исполнения корпуса «2» фильтра «1» характеризуются одним общим патрубком для входа воздуха и одним общим патрубком для выхода воздуха. При таком исполнении (как варианты) взаимное расположение конструктивных элементов не изменяется, фильтры применяют одинакового назначения, обеспечивают получение одного и того же технического результата, а именно, обеспечивают очистку воздуха от пыли, только разной производительностью по объему очищаемого воздуха.
Фильтр «1» для очистки воздуха работает следующим образом. Во входной патрубок корпуса «2» поступает запыленный воздух. Внутри корпуса «2» воздух движется снизу вверх очищаясь от пыли в рукавах «4» и выходит из корпусу «2» через выходной патрубок. В отличие от аналогов в корпусе «2» устанавливают раму подвеса «5» с 64-мя ФР, причем размеры ФР фиксированы, а именно, длина 1500 мм и диаметр 125 мм. При варианте двух или трех рам подвеса «5» воздух перераспределяется внутри корпуса «2» между ФР равномерно, так как нижняя часть рукавов «4» открыты, а корпус «2» перекрыт горизонтальной перегородкой «17» общей для всех рам «5». Запыленный воздух проходит сквозь боковые стенки ФР «4» и очищается от пыли, которая при регенерации падает в бункер «3» и периодически удаляется из фильтра «1». Очищенный воздух выходит из корпуса «2» через верхний патрубок. Верхние части ФР «4» глухие и подвешены на раме «5», которая висит на четырех пружинах «6» и имеет только одну степень перемещения сверху вниз и обратно. Боковому перемещению рамы «5» препятствуют ограничители «7» и «8», прикрепленные к корпусу «2».
В процессе регенерации ФР «4» мотор-редуктор «10» вращает вал «9» встряхивающего механизма вместе с двумя кулачками «11» и «12». Рабочие поверхности кулачков «11» и «12» преодолевают температурный зазор 1-2 мм, соприкасаются с рабочими поверхностями роликов «13» и начинают на них давить сверху вниз. Так как кулачки «11» и «12» имеет форму спирально завитой раковины улитки Паскаля, то их рабочие поверхности постоянно давят на рабочие поверхности роликов «13» и перемещают их вместе с рамой «5» сверху вниз на расстояние до величины, равной размеру гребня кулачков «11» и «12». Как только ролики «13» пройдут гребни кулачков, то они соскальзывают с них. За счет растянутых пружин «6» рама подвески «5» начнет резко перемещаться снизу вверх. В конце этого пути наковальни, находящиеся на концах вертикальных штанг «18» и «19» ударятся об ограничители свободного хода «7» и возникнут четыре импульса встряхивающего механизма регенерации ФР. Эти импульсы передаются через раму «5» к рукавам «4», которые распрямляться и получат импульсы встряхивания, уловленная пыль отскакивает от ФР и падает в бункер «3» для сбора уловленной пыли.
Для повышения производительности очистке воздуха используют две или три рамы подвеса «5» (см. Фиг. 3). В таких вариантах в одном общем корпусе «2» фильтра «1» устанавливают одинаковые рамы подвеса «5» с валами «9», мотор-редукторами «10», кулачками «11» и «12», и соответствующими роликами «13». Такой фильтр для очистки воздуха универсальный, компактный и прост в обслуживании. Он прост в изготовлении без использования дорогостоящих механизмов и материалов.
Испытание в промышленных условиях показало работоспособность, надежность конструкции и высокую эффективность фильтра очистки воздуха.