ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ Российский патент 1994 года по МПК F02M35/22 

Изобретение относится к устройствам очистки воздуха, в частности к воздухоочистителям двигателей внутреннего сгорания, и найдет применение в двигателестроении, вентиляции и других отраслях промышленности для очистки промышленных газов, выбрасываемых в атмосферу.

Известен фильтр содержащий корпус с патрубками для входа и удаления запыленного и очищенного газа.

Недостатком этого фильтра является низкая эффективность очистки.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки.

Это достигается тем, что в фильтре для очистки воздуха от пыли, содержащем корпус с патрубками для входа запыленного и удаления пыли и очищенного воздуха, фильтрующий элемент, выполненный разъемным из контактирующих друг с другом отдельных частей, имеющих рамки и перемычки, рамка первой в направлении движения запыленного воздуха части фильтра выполнена с П-образными впадинами и пазами, крайние перемычки выполнены Z-образной формы, а промежуточные - в виде двух состыкованных Z-образных перемычек, причем все перемычки имеют каналы отвода уловленной пыли из фильтрующего элемента, рамка второй по ходу запыленного воздуха части имеет стойки П-образной формы, соединенные также перемычками П-образной формы с продольными щелями для улавливания частиц пыли, рамка третьей части выполнена с П-образными выступами, каждый из которых имеет две сквозные канавки сверху и три сквозных углубления снизу, а в углах, образованных П-образными выступами и рамкой третьей части, выполнены боковые сквозные канавки, рамка четвертой части также имеет П-образные стойки, причем каждые три такие стойки на взаимно противоположных сторонах рамки соединяются перемычкой W-образной формы в поперечном сечении, на вертикальных и горизонтальных периферийных сторонах которой выполнены продольные щели для улавливания пыли, а рамка последней части выполнена с группами стоек по три в каждой группе, на вертикальных сторонах боковых стоек этих групп выполнены сквозные пазы, а между каждой центральной и боковыми стойками на поверхности рамки имеются также сквозные пазы, причем группы стоек на двух взаимно противоположных сторонах рамки соединяются перемычками Г-образной формы с каналами для отвода уловленной пыли из фильтрующего элемента, нижняя сторона каждой предыдущей рамки плотно прижата к верхней стороне последующей по ходу очищаемого воздуха, монолитные стойки групп последней части входят в полости под стойками четвертой части, а перемычки последней части контактируют с перемычками четвертой части, П-образные стойки четвертой части входят в сквозные углубления с нижней стороны П-образных выступов третьей части, а торцовые части перемычек второй части входят в верхние сквозные и боковые канавки П-образных выступов и рамки третьей части, а сами перемычки второй части контактируют с перемычками первой части, стойки на рамке этой же части входят в П-образные впадины также первой части, между перемычками которой образованы отверстия для входа запыленного воздуха, а вертикальные стороны перемычек второй и четвертой частей образуют входные каналы, продольные щели также четвертой части и вертикальные стороны второй-первый сепарационный участок, за которым расположен промежуточный участок, образованный вертикальными сторонами перемычек второй и четвертой частей, а за ним расположен второй сепарационный участок, образованный в свою очередь продольными щелями перемычек второй части, верхними частями вертикальных сторон перемычек четвертой части, затем следует выходной канал, также образованный вертикальными сторонами перемычек второй и четвертой частей.

На фиг. 1 изображен воздухоочиститель, часть вида спереди с частью фронтального (вертикального) разреза А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - то же, часть вида сверху с частью горизонтального разреза Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 4 . . . 8 - аксонометрические проекции левых частей А, Б, В, Г, Д фильтрующего элемента с местными вырезами.

Фильтр состоит из корпуса 1 и верхней съемной крышки 2 с патрубком 3 для входа запыленного воздуха. На одной из боковых сторон корпуса 1 имеются патрубки отсоса пыли 4, а в центральной нижней части расположен патрубок 5 отсоса очищенного воздуха. Патрубки отсоса пыли 4 соединены с коллектором 6, выполненным с патрубком 7 для удаления за пределы фильтра уловленной пыли.

Три другие боковые части и нижняя периферийная часть корпуса 1, верхняя съемная крышка 2, а также наружная боковая поверхность фильтрующего элемента 8, образуют канал 9 для сбора уловленных частиц. В корпусе 1 размещен как минимум один фильтрующий элемент 8, выполненный из контактирующих одна с другой пяти отдельных частей: верхней части А, части Б, расположенной под частью А, части В, размещенной ниже части Б, части Г, находящейся под частью В, и нижней части Д.

Часть А состоит из рамки 10 с крайними 11 и промежуточными перемычками 12. Каждая часть Б, Г, Д представляет собой рамку 13, 14, 15 соответственно с перемычками 16, 17, 18. Рамка и перемычки соединены жестко и герметично. Часть В состоит только из рамки 19.

Внизу двух взаимно противоположных продольных сторон рамки 10 части А, обращенных к каналам 9 для сбора уловленных частиц, выполнены П-образные впадины 20 с пазами 21, 22 в их верхних углах. Каждая крайняя перемычка 11 соединена, кроме того, с ближайшей поперечной стороной рамки 10. Форма крайних перемычек 11 в поперечном сечении Z-образная. Промежуточные перемычки 12 в поперечном сечении имеют форму двух состыкованных Z-образных перемычек 11. Вертикальные и горизонтальные стороны перемычек части А выполнены с каналами 23, 24 отвода уловленной пыли из фильтрующего элемента, соответствующими пазам 21 и 22 впадины 20, выполненной на рамке 10.

Каналы 23, 24 вместе с пазами 21, 22, являющимися продолжением этих каналов, служат для беспрепятственного отвода пыли из корпуса фильтрующего элемента к каналам 9 для уловленных частиц.

На продольных сторонах рамки 13 части Б выполнены стойки 25 П-образной формы.

Каждые две стойки 25, расположенные друг против друга на продольных взаимно противоположных сторонах рамки 13, соединены двумя перемычками 16 также с П-образной формой в поперечном сечении. Вертикальные стороны 26 перемычек 16 соединяются с вертикальными сторонами стоек 25, а горизонтальные стороны 27 - с горизонтальными сторонами этих же стоек рамки 13.

Торцевые части других вертикальных сторон 28 перемычек 16 размещены внизу под горизонтальными сторонами стоек 25 рамки 13. В углу, образованном каждой горизонтальной 27 и вертикальной 26 сторонами перемычки 16, выполнены продольные щели 29, 30, предназначенные для улавливания частиц и пропуска их в каналы 23, 24 части А, отвода уловленной пыли из фильтрующего элемента.

На продольных сторонах рамки 19 части В выполнены выступы 31 П-образной формы. В верхней части каждого выступа 31 имеются две сквозные канавки 32. В углах, образованных выступами 31 и верхними частями рамки 19, также имеются боковые сквозные канавки 33. В нижней части каждого выступа 31 выполнены три сквозных углубления 34 прямоугольной формы.

Продольные стороны рамки 14 части Г выполнены с П-образными стойками, представляющими собой две крайние стойки 35 и центральную стойку 36 также П-образной формы.

Каждые три стойки на взаимно противоположных продольных сторонах рамки 14 соединяются перемычкой 17 W-образной формы в поперечном сечении. Вертикальные (боковые) периферийные стороны 37 перемычки 17 соединяются с вертикальными сторонами крайних стоек 35, а горизонтальные 38 - с частями корпуса рамки 17, расположенными между центральными стойками 36 и крайними стойками 35.

На горизонтальных и вертикальных периферийных сторонах 38, 37 перемычки 17 выполнены продольные щели 39, 40 для улавливания пыли.

Продольные стороны рамки 15 части Д выполнены с группами стоек. В центре каждой такой группы установлена одна монолитная стойка 41 в виде прямоугольного параллелепипеда и две боковые стойки 42 со сквозным пазом 43 на их вертикальных сторонах. Аналогичные сквозные пазы 44 имеются также в вертикальных частях рамки 15, расположенных между монолитными 41 и боковыми стойками 42 рамки 15.

Каждые две группы стоек, размещенные на взаимно противоположных сторонах рамки 15, соединяются двумя перемычками 18 L-образной формы в поперечном сечении. Вертикальная сторона 45 перемычки 18 соединяется с вертикальной стороной боковых стоек 42, а горизонтальная сторона 46 - с горизонтальными участками рамки 15, находящимися между монолитными и боковыми стойками 41, 42.

В углах, образованных каждой вертикальной и горизонтальной стороной 45, 46 перемычки 18, выполнены каналы 47, 48 для отвода уловленной пыли из фильтрующего элемента, которые точно соответствуют сквозным пазам 43, 44 на боковых стойках 42 и на рамке 15.

Фильтрующий элемент 8 в собранном виде установлен в центральной части корпуса 1 с возможностью разъединения с этим корпусом. При этом нижняя часть рамки 15 плотно прижата к внутренней поверхности корпуса 1. Необходимое усилие прижатия и, следовательно, требуемая герметичность фильтра, исключающая проскок пыли без очистки мимо корпуса фильтрующего элемента 8, достигается за счет давления, которое оказывает на фильтрующий элемент верхняя съемная крышка 2, имеющая, например, соединение на болтах с гайками.

Верхняя часть рамки 15 части Д контактирует с нижней частью рамки 14 части Г. Монолитная стойка 41 и боковые стойки 42 входят в полости под центральными 36 и крайними 35 стойками, а вертикальные 45 и горизонтальные 46 стороны перемычки 18 контактируют соответственно с вертикальными периферийными 37 и горизонтальными сторонами 38 перемычки 17.

Верхняя часть рамки 14 части Г плотно прижата к нижней части рамки 19 части В, а периферийные части центральных 36 стоек и крайние стойки 35 входят в соответствующие им сквозные углубления 34.

Верхняя часть рамки 19 части В плотно соединена с нижней частью рамки 14 части Г. Торцевые части вертикальных 26 и 28 сторон перемычек 16 входят соответственно в боковые сквозные 32 и 33 канавки, а горизонтальные части стоек 25 плотно контактируют с верхней поверхностью выступов 31. Верхняя поверхность рамки 13 части Б прижата к нижней поверхности рамки 10 части А. Стойки 25 входят во впадины 20, а горизонтальные и вертикальные стороны крайних 11 и промежуточных перемычек 12 контактируют с горизонтальными 27 и вертикальными 26 сторонами перемычек 16. Между крайними 11, промежуточными 12 перемычками части А имеются отверстия 49 для входа запыленного воздуха во входные каналы 50, которые образованы вертикальными сторонами 28 части Б и вертикальными сторонами 51 центральных стоек 36 части Г.

Продольные щели 39, 40 и нижние части вертикальных сторон 28 образуют первый сепарационный участок 52, к которому примыкает промежуточный участок 53, заключенный между вертикальными 28 и вертикальными периферийными сторонами 37 перемычек 16 и 17. Продольные щели 30, 29 перемычек 16 части Б вместе с верхними частями вертикальных периферийных 37 и вертикальных 45 сторон перемычек 17 и 18 образуют второй сепарационный участок 54. Он примыкает к выходному каналу 55 для удаления фильтра очищенного воздуха. Выходной канал 55 образован вертикальными сторонами 26 и 45 перемычек 16 и 18 соответственно. Система последовательно соединенных каналов и сепарационных участков 50 и 52-55 является основным путем фильтрации, а каналов 47, 48 и 23, 24, соединенных пазами 43, 44 и 21, 22 соответственно, которые связаны с каналами 9 для сбора уловленных частиц и патрубками отсоса пыли 4, коллектором 6 с патрубком 7 - вспомогательным, предназначенным для непрерывного удаления уловленной фильтром пыли за пределы корпуса 1.

Фильтр работает следующим образом.

Под действием перепада давления, создаваемого первым побудителем тяги (на чертеже не показан), запыленный воздух через патрубок 3 подается к входным отверстиями 49, а затем - во входные каналы 50. Эти каналы служат для обеспечения резкого первого поворота запыленного воздуха перед первым сепарационным участком 52. На первом сепарационном участке 52 на частицы пыли вследствие резкого поворота действуют силы инерции и аэродинамические силы потоков воздуха, отсасываемого через продольные щели 39, 38 по вспомогательному пути фильтрации, за которым установлен второй побудитель тяги (на чертеже не показан).

Под действием сил инерции и отсоса воздуха частицы пыли подводятся к продольным щелям 39, 40 и улавливаются, а запыленный воздух частично очищается.

Затем частично очищенный воздух попадает в промежуточные каналы 53, предназначенные для резкого второго поворота перед расположенным за ним вторым сепарационным участком 54. На втором сепарационном участке 54 на пылевые частицы действуют такие же силы, как и на первом участке 52. Поэтому неуловленная ранее пыль через продольные щели 29, 30 отводится за пределы фильтрующего элемента 8 по вспомогательному пути фильтрации, включающему каналы 23, 24, пазы 21, 22, каналы 9, патрубки 4 отсоса пыли 4, коллектор 6 с патрубком 7.

Через выходные каналы 55, расположенные за вторыми сепарационными участками 54, очищенный в фильтрующем элементе 8 воздух удаляется за пределы фильтра. Отсос воздуха через продольные щели осуществляется постоянно в процессе очистки, поэтому скопление пыли на поверхностях основного пути фильтрации резко уменьшается, а следовательно, аэродинамическое сопротивление фильтра увеличивается гораздо медленнее, чем в фильтрах без отсоса уловленной пыли. Это увеличивает ресурс работы фильтра до первой регенерации. По мере забивания пылью поверхностей на входных, выходных, промежуточных каналах, сепарационных участках фильтр подлежит очистке от возникших отложений. Для этого снимают верхнюю съемную крышку 2, вынимают фильтрующий элемент 8 из корпуса 1, разъединяют все его составные части А, Б, В, Г, Д друг с другом и осуществляют чистку легко доступных поверхностей от отложений пыли. Затем части А, В, Г, Д соединяют в фильтрующий элемент 8, который вновь устанавливают в корпусе, закрываемом верхней съемной крышкой 2. Фильтр снова готов к работе.

Таким образом, предложенная конструкция фильтрующего элемента позволяет значительно повысить эффективность регенерации фильтров с высокой степенью очистки воздуха от мелкодисперсных аэрозолей и пыли, а также уменьшить трудоемкость регенерации, так как фильтрующий элемент выполнен с возможностью разъема на отдельные составные части и легкой их очистки от пыли одним из простых механических способов, при этом эффективность очистки газов в фильтре остается высокой и не уменьшается.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1420227, кл. F 02 M 35/02, опублик. 1988.

Использование: область машиностроения, а именно воздухоочистители. Сущность изобретения: воздухоочиститель содержит корпус и верхнюю объемную крышку с патрубком для входа запыленного воздуха и патрубком отсоса пыли на одной из боковых сторон корпуса. Патрубки отсоса пыли соединены с коллектором, выполненным с патрубком для удаления за пределы воздухоочистителя уловленной пыли. В корпусе размещены пять элементов очистки, выполненных в виде рамы с перемычками и установленных последовательно по потоку воздуха. 10 ил.

ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ, содержащий корпус с патрубками отвода запыленного и очищенного воздуха и впускным патрубком, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, он снабжен пятью элементами очистки, выполненным в виде рамок с перемычками и последовательно установленными по потоку воздуха, причем первый элемент снабжен крайними и промежуточной перемычками, имеющими каналы отвода пыли, а в поперечном сечении крайние перемычки выполнены -образной формы, промежуточная перемычка - в виде двух симметрично состыкованных -образной формы перемычек, причем продольные стороны рамки первого элемента выполнены с П-образными впадинами и пазами, второй элемент снабжен П-образными перемычками и установленными на продольных сторонах рамки П-образными стойками, причем стойки и перемычки выполнены за одно целое, а в последних выполнены продольные щели для улавливания пыли, причем продольные стороны рамки третьего элемента выполнены с прямоугольными выступами, имеющими каждый сверху две сквозные канавки и снизу три сквозные углубления, а в рамке, в местах ее стыковки с выступами, выполнены боковые сквозные канавки, причем продольные стороны рамки четвертого элемента выполнены с П-образными стойками а каждые три такие стойки на взаимно противоположных сторонах рамки соединены перемычкой -образной формы в поперечном сечении, на вертикальных и горизонтальных сторонах которой выполнены продольные щели для улавливания пыли, причем продольные стороны рамки пятого элемента снабжены группами монолитных стоек по три в каждой группе, а группы стоек на двух взаимно противоположных сторонах рамки соединены перемычками L-образной формы в поперечном сечении с каналами для отвода пыли, причем между каждой центральной и боковыми стойками на внутренней поверхности рамки и с внутренних вертикальных сторон боковых стоек выполнены сквозные пазы, нижняя сторона каждой предыдущей рамки контактируют с верхней стороной последующей по ходу очищаемого воздуха, монолитные стойки групп пятого элемента входят в полости под стойки четвертого элемента, а перемычки пятого элемента контактируют с перемычками четвертого элемента, причем П-образные стойки четвертого элемента входят в сквозные углубления с нижней стороны прямоугольных выступов третьего элемента, а торцевые части перемычек второго элемента входят в верхние сквозные и боковые канавки прямоугольных выступов и рамки третьего элемента, причем перемычки второго элемента контактируют с перемычками первого, а стойки на рамке второго элемента входят в П-образные впадины первого элемента, причем между перемычками первого элемента образованы отверстия для входа запыленного воздуха, а вертикальные стороны перемычек второго и четвертого элементов образуют входные каналы, причем продольные щели четвертого элемента и вертикальные стороны второго образуют первый сепарационный участок, за которым по потоку воздуха расположен промежуточный участок, образованный вертикальными сторонами перемычек второго и четвертого элементов , а за ним расположен второй сепарационный участок, образованный продольными щелями перемычек второго элемента и верхними частями вертикальных сторон перемычек четвертого элемента, а за вторым сепарационным участком расположен выходной канал, образованный вертикальными сторонами перемычек второго и четвертого элементов.