Каркас сборный горизонтально устанавливаемого фильтровального элемента рукавного фильтра для промышленной пыле- газоочистки

Полезная модель относится к охране окружающей среды. Полезная модель относится к устройствам области очистки технологических газов и аспирационного воздуха от пыли и вредных газообразных компонентов воздуха. Полезная модель может быть использовано на предприятиях черной и цветной металлургии, на предприятиях химической промышленности, на предприятиях пищевой промышленности и предприятиях производства строительных материалов, а также на других производствах, где требуется очистка воздуха или газов от пыли. В частности, полезная модель может быть использовано в рукавных фильтрах с импульсной регенерацией рукавов рукавных фильтров сжатым воздухом или газом, у которых рукава расположены как горизонтально, так и вертикально.
Известен фильтровальный элемент рукавного фильтра для промышленной пыле-газоочистки, состоящий из металлического каркаса и натянутого на этот каркас тканевого трубчатого рукава, сшитого из фильтроматериала, при этом металлический каркас состоит из нераздельно соединенных сваркой между собой изготовленных из металлических прутков продольных и поперечных ребер, при этом продольные ребра выполнены в виде прямолинейных отрезков металлических прутков, а каждое поперечное ребро представляет собой плоский элемент замкнутого контура из изогнутого металлического прутка, при этом тканевый трубчатый рукав выполнен глухим с одного конца для охвата торцевой части металлического каркаса и открытым с другого конца, каждый плоский элемент замкнутого контура из поперечных ребер выполнен в виде рамки из двух уплощенных соединенных между собой овалообразных контуров, симметрично расположенных по длинному поперечному размеру, при этом противоположно расположенные ветви каждого овалообразного контура вдоль длинного поперечного размера выполнены волнобразно изогнутыми с расположением вогнутостей одной ветви напротив вогнутостей другой ветви, а продольные ребра в виде металлических прутков приварены к выпуклостями ветвей овалообразных контуров каждой рамки (RU 173291, B01D 46/02, опубл. 25.08.2017 г.).
При этом в этом каркасе каждый плоский элемент замкнутого контура из поперечных ребер выполнен симметричным в поперечном и в продольном направлениях.
Каркас является основой фильтровального элемента рукавного фильтра для промышленной сухой пыле-газоочистки. Такие фильтровальные элементы по типу кассет или картриджей горизонтально вставляются через технологические окна в корпусе рукавного фильтра так, что больший поперечный размер фильтровального элемента располагался вертикально. Таким образом в корпусе рукавного фильтра фильтровальные элементы расположены рядами по горизонтали и по вертикали на некотором расстоянии друг от друга, достаточном для прохождения между этими элементами загрязненного воздуха или газового потока. Плотность расположения таких элементов определяет эффективность очистки поступающего загрязненного агента. В корпус рукавного фильтра подают грязный газ или воздух. С помощью фильтровальной ткани рукава фильтруют пыль, которая осаждается на фильтровальной ткани, а очищенный газ или воздух поступает во внутреннюю полость фильтровального элемента, где расположен каркас фильтровального элемента. После чего чистый газ или воздух удаляют через открытый торец фильтровального элемента из корпуса рукавного фильтра.
Фильтровальный элемент представляет собой бункер больших размеров, в который фильтровальные элементы вставляются с одной стороны горизонтально. При этом каркас фильтровального элемента выполнен неразборным, а длина каждого фильтровального элемента (то есть каркаса с одетой на него тканевой оболочной) составляет от 2,5 до 3 м. Рядом со стенкой, на которую выходят открытые торцы фильтровальных элементов и через которые эти элементы извлекаются и вставляются обратно, находится часть бункера, через которую чистый воздух отправляется потребителю или в атмосферу. Для решения задачи направления очищенного воздуха в сторону потребителя или в атмосферу объем и размеры этой части бункера могут быть незначительными. Но именно через эту часть производят извлечение фильтровальных элементов наружу (например, для технологической очистки оболочки или ремонта каркаса). В связи с этим ширина этой части бункера должна быть существенно больше длины фильтровального элемента. Это приводит к необходимости создания бункеров рукавных фильтров очень больших размеров по ширине, практически в два раза больше, чем длина фильтровального элемента. Это сказывается на габаритах всей очистительной установки и занимаемой ею полезной площади.
Кроме того, с целью максимального облегчения веса каркаса фильтровального элемента и исключения зон сопротивления для проходящего через тканевую оболочку загрязненного агента, каркас выполняется из тонких металлических прутьев (примерно диаметром 2,0-3,0 мм), что придает ему ажурность. Но при длине в 2,5-3,0 м такой каркас начинает проявлять повышенную изгибность, что создает трудности для его ввода в паз рукавного фильтра ровно и горизонтально. Это приводит к сложности проведения операций по установке фильтровальных элементов в пазах бункера, когда оператору приходится удерживать каркас с оболочной только за один его конец. Повышенная изгибность в момент установки фильтровального элемента может привести к нарушению геометрии каркаса, а это приводит к невозможности при установке попасть дальним концом фильтровального элемента в ему ответный паз (находящийся на расстоянии до 2,5-3,0 м от паза, через который элемент вводится в решетку бункера).
Настоящая полезная модель ставит перед собой задачу снижения изгибности каркаса фильтровального элемента и повышения удобства его установки и извлечения за счет выполнения каркаса разборным и собираемым по направляющим.
Настоящая полезная модель направлена на достижение технического результата, заключающегося в повышении сопротивления изгибу длинномерного проволочного каркаса фильтровального элемента за счет выполнения его собираемым по длине из стыкуемых частей.
Указанный технический результат достигается тем, что в каркасе сборном горизонтально устанавливаемого фильтровального элемента рукавного фильтра для промышленной пыле- газоочистки, состоящем из соединенных сваркой между собой изготовленных из металлических прутков продольных и поперечных ребер, при этом продольные ребра выполнены в виде прямолинейных отрезков металлических прутков, а каждое поперечное ребро представляет собой плоский элемент замкнутого контура из изогнутого металлического прутка, каркас по длине выполнен состоящим из соединяемых между собой частей, первая из которых с одной торцевой стороны выполнена с торцевой пластиной, а торцевая сторона с другой стороны ограничена плоскостью, проходящей через поперечное ребро, а присоединяемая к первой вторая часть выполнена со стороны присоединения с торцевой стороной, ограниченной плоскостью, проходящей через поперечное ребро этой части, внутри первой части к поперечным ребрам приварены трубчатые направляющие, на части длины выведенные наружу для ввода их при соединении частей внутрь второй части каркаса, причем со стороны присоединения первая часть выполнена с фиксатором для соединения поперечных ребер обоих частей между собой при их контакте.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг. 1 - общий вид каркаса рукавного фильтра;
фиг. 2 - сечение А-А по фиг. 1, поперечное сечение каркаса;
фиг. 3 - вид на разобранный каркас;
фиг. 4 - положение частей каркаса при начале соединения в общую конструкцию;
фиг. 5 - собранный каркас, конечное положение элементов частей каркаса.
Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция сборного каркаса 1 для фильтровального элемента рукавного фильтра (фиг. 1 и 3) для промышленной сухой пыле-газоочистки. Такие фильтровальные элементы по типу кассет или картриджей горизонтально вставляются через технологические окна в корпусе рукавного фильтра так, что больший поперечный размер картриджного элемента располагался вертикально. Таким образом в корпусе рукавного фильтра фильтровальные элементы расположены рядами по горизонтали и по вертикали на некотором расстоянии друг от друга, достаточном для прохождения между этими элементами загрязненного воздуха или газового потока. В корпус рукавного фильтра подают грязный газ или воздух. С помощью фильтровальной ткани рукава 2 фильтруют пыль, которая осаждается на фильтровальной ткани, а очищенный газ или воздух поступает во внутреннюю полость фильтровального элемента, где расположен каркас фильтровального элемента. После чего чистый газ или воздух удаляют через открытый торец фильтровального элемента из корпуса рукавного фильтра.
Фильтровальный элемент состоит из металлического каркаса 1 и натянутого на этот каркас тканевого трубчатого рукава 2 (оболочки), сшитого из фильтроматериала. Особенностью фильтроматериала (фильтрополотна) является его пропускная способность, обеспечивающая пропуск чистого газа или воздуха при том, что частицы пыли, сажи и других загрязнений остаются на поверхности материала. Конструктивные особенности исполнения тканевой оболочки описана в прототипе.
В общем случае, каркас горизонтально устанавливаемого фильтровального элемента рукавного фильтра для промышленной пыле- газоочистки состоит из соединенных сваркой между собой изготовленных из металлических прутков продольных и поперечных ребер, при этом продольные ребра выполнены в виде прямолинейных отрезков металлических прутков, а каждое поперечное ребро представляет собой плоский элемент замкнутого контура из изогнутого металлического прутка.
Конструктивно металлический каркас состоит из неразъемно соединенных сваркой между собой изготовленных из металлических прутков продольных 3 и поперечных 4 ребер.
Продольные ребра 3 выполнены в виде прямолинейных отрезков металлических прутков (например, диаметром 3 мм), а каждое поперечное ребро 4 представляет собой плоский элемент замкнутого контура из изогнутого металлического прутка (например, диаметром 2 мм).
Каждый плоский элемент замкнутого контура из поперечных ребер 4 выполнен в виде рамки из двух уплощенных соединенных между собой овалообразных контуров (фиг. 2), симметрично расположенных по длинному поперечному размеру, при этом противоположно расположенные ветви 5 и 6 каждого овалообразного контура вдоль длинного поперечного размера выполнены волнобразно изогнутыми с расположением вогнутостей одной ветви напротив вогнутостей другой ветви, а продольные ребра в виде металлических прутков приварены к местам вогнутостей ветвей овалообразных контуров каждой рамки.
Так как каждый плоский элемент замкнутого контура из поперечных ребер выполнен симметричным в поперечном и в продольном направлениях, то образуется равнопрочная конструкция, одинаково работающая со всех сторон в рамках сопротивления деформациям.
Со стороны глухого конца тканевого трубчатого рукава к каркасу прикреплена торцевая пластина 7 с отогнутыми бортами, к которой приварены загнутые концы 8 металлических прутьев продольных ребер 3. При подаче импульсного давления в полость фильтрующего элемента (для очистки поверхности тканного рукава от накопившейся грязи) происходит мощный пневмоудар по рукаву, в том числе и по заглушенной его части. Направление этого пневмоудара (ударной воздушной или газовой волны) - в сторону заглушенной части оболочки, приводит к разрушению рукава в этой зоне. Для исключения этого и для обеспечения целостности тканевого трубчатого рукава продольные ребра в зоне глухого торца рукава приварены к торцевой пластине 7, которая представляет собой ограничитель для ударной волны и предохранитель для рукава. Ударная волна отражается от пластины и меняет вектор движения.
По сути, металлический каркас представляет собой конструкцию, в которой все элементы находятся в положении, когда деформация элемента вызывает не локальное напряжение и изменение формы в этом элементе, а восприятие этой деформации другими элементами конструкции, то есть происходит перераспределение нагрузок. Если поперечные ребра формируют объемный контур каркаса, то продольные ребра удерживают эти поперечные ребра. Использование принципа симметрии контура поперечного ребра позволяет сформировать равнопрочность каркаса по главным осям.
Но при прогибе или кручении всей конструкции продольные ребра начинают деформироваться, что приводит к изменению плоскостной формы поперечных ребер. Поперечные ребра деформируются, прежде всего, теряя плоскостность замкнутого контура. Это обусловлено тем, что при ширине каркаса равном 150 мм и толщине 20-23 см и длине, равной от 2,5 до 3,0 м, при удержании оператором каркаса за один его конец (при проведении операции по установке в решетку рукавного фильтра) свободный конец фильтровального элемента изгибается из-за повышенной изгибности при такой длине из-за ажурного исполнения.
Для исключения этого проявления повышенной изгибности, вызванной большой длиной каркаса при небольшой его ширине, необходимо, чтобы по длине каркаса отдельные его участки обладали повышенным сопротивлением деформациям. Это возможно выполнить изменением размеров или диаметров прутьев при сохранении длины каркаса. Но это приводит к увеличению веса. И при этом остается проблема неудобства выполнения работ по извлечению или установке фильтровальных элементов и это же влияет на размеры бункера рукавного фильтра.
В рамках настоящей полезной модели предлагается выполнить каркас разборным по длине и состоящим из двух или трех стыкуемых между собой частей. Величина изгиба, то есть отклонения от продольной оси, длинномерного изделия (при постоянном его сечении по длине) прямо зависит от расстояния, которое считается от точки заделки (в данном случае, место, за которое оператор держит конец каркаса). Если по длине изделия имеются места повышенной прочности или другого сечения, то очка отсчета начинается именно с этого места. То есть, если каркас выполнить разборным, то длина каждой части будет в два раза меньше общей длины каркаса. Величина отклонения свободного конца сборного каркаса будет зависеть от длины последней части каркаса. Чем эта длина меньше, тем меньше отклонение свободного конца. Таким образом можно одновременно решить две проблемы: первая - это упростить монтаж/демонтаж каркаса в решетке бункера, второе -существенно снизить величину отклонения свободного конца каркаса.
Согласно настоящей полезной модели каркас по длине выполнен состоящим из соединяемых между собой частей 9 и 10 (пример выполнения каркаса собираемым из двух частей), первая 9 из которых с одной торцевой стороны выполнена с торцевой пластиной 7, а торцевая сторона с другой стороны ограничена плоскостью А, проходящей через поперечное ребро 4. А присоединяемая к первой вторая часть 10 выполнена со стороны присоединения с торцевой стороной, ограниченной плоскостью Б, проходящей через поперечное ребро 4 этой части. Обе части присоединяются контактно поперечными ребрами 4, образуя удвоенное по толщине ребро. Внутри одной из частей к крайним поперечным ребрам 4 приварены две трубчатые (для уменьшения веса) направляющие 11, на части длины выведенные наружу. Эти направляющие необходимы для того, чтобы позиционировать одну часть относительно другой при стыковке из ребрами 4. Предпочтительным вариантом является расположение этих направляющих в той части, к которой другая часть присоединяется. В этом случае эти направляющие выполняют функцию ориентиров, позволяя удобно и быстро ввести вторую часть в присоединение к первой. Но ничто не ограничивает закрепление этих направляющих и в присоединяемой второй части. Предпочтительным вариантом выполнения этих направляющих является выполнение их трубчатыми. Это позволяет провести сопряжение наружной стенки направляющей с округлой формой поперечного ребра. В то же время ничто не ограничивает возможность применения и других форм направляющих - например прямоугольного сечения или в виде разрезанной вдоль трубы. Когда направляющие введены в структуру присоединенной части, то они имеют опирание как минимум на два поперечных ребра, что четко и однозначно позиционирует эту часть относительно первой части без возможности поперечных смещений.
Для того, чтобы собранные части каркаса не распались, предусмотрено замковое соединение или фиксатор. Так, со стороны присоединения к первой части первая часть выполнена с фиксатором для соединения поперечных ребер обоих частей между собой при их контакте. На фиг. 4 и 5 представлен один из возможных вариантов исполнения такого фиксатора. Он представляет собой приваренный одним концом металлический прут 12, протянутый на части длины части 9 каркаса в сторону ребра 4 (место разъема и присоединения). Этот прут размещен в срединной зоне поперечного сечения и выведен своим концом наружу. В месте вывода его наружу конец этого прута изогнут с образованием U-образной части 13, концевая часть 14 которой изогнута по выпуклой дуге (фиг. 4). В итоге получаем упруго поджатый снизу к каркасу прут с фигурным концом. При одевании на направляющие вторая часть каркаса перемещается оператором в сторону контакта ребер 4. При приближении к первой части ребро 4 присоединяемой части давит на участок выпуклой дуги концевой части 14 и опускает его ниже уровня этого ребра. Ребро проскакивает дальше и попадает в U-образное углубление части 13. U-образная часть 13 под действием упругости прута 12 возвращается в исходное положение (то есть поднимается вверх) и фиксирует положение второй части 10 по отношению к первой части 9. Этот фиксатор не дает возможности присоединенной части сдвинуться в осевом направлении. Так происходит соединение частей 9 и 10 каркаса. Для разъединения частей 9 и 10 каркаса необходимо оттянуть прут 12 вниз, чтобы опустить U-образную часть 13 ниже ребра 4 присоединенной части 10. Происходит расфиксация и вторую часть 10 можно сдвинуть по направляющим 11 в осевом направлении.
Возможны другие конструктивные решения замкового соединения или фиксатора. Например, могут использоваться пружинные фиксатора типа клипс или шариковые подпружиненные фиксатора, шарики в которых при соединении частей попадают в отверстия или лунки на направляющих. Могут применяться пружинные защелки и другие известные механизмы. Конкретная реализация этого узла не влияет на достижение технического результата. Существенным является наличие такого фиксатора, а не его конкретная реализация.
Настоящая полезная модель про мышлению применима и может быть реализована в комплексах промышленной очистки. Полезная модель позволяет повысить изгибную жесткость длинномерного каркаса и, одновременно, обеспечить удобство проведения ремонтных или технологических работ, связанных с демонтажом/монтажом фильтровальных элементов. Решение этих технических проблем стало возможным за счет исполнения длинномерного проволочного каркаса разборно-сборным.