РУКАВНЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 1995 года по МПК B01D46/02 

Изобретение относится к очистке воздуха от плохо коагулируемых пылей и аэрозолей и предназначено для использования в аспирационно-фильтрующих системах местной вентиляции (преимущественно - точечный отбор сварочного дыма на нестационарных рабочих местах).

Известен малогабаритный фильтрационный аппарат систем воздухоочистки [1].

Известен наиболее близкий предмету заявки "малогабаритный фильтр" МФ-11 [2]. Известный фильтр был разработан в начале 80-х годов ЛИОТом по договору с ВНИКТИ Стальконструкция и до настоящего времени выпускается последней организацией под маркой МФВА-11 для оснащения систем местного отсоса сварочных постов.

Недостатком известного фильтра является его излишняя масса (повышенная металлоемкость). Кроме того, фильтром неудобно пользоваться при его напольном расположении. Если при креплении фильтра на пристенном кронштейне оттягивать шток вниз удобно, то при напольной установке встряхивать рукава затруднительно из-за необходимости тянуть за нижнюю часть штока. В этом случае необходимы опорные ножки (длина которых должна обеспечивать доступ к колпачку и пылесборнику и ход штока вниз при его оттягивании). Установка фильтра на опорных ножках делает его далеко не столь малогабаритным (как можно было бы подумать, глядя на его название), а также снижает мобильность. Учитывая, что горелки со встроенной вытяжкой, для совместного использования с которыми предназначен фильтр, нужны для отбора дыма на передвижных рабочих местах и в замкнутых объемах (на стационарных рабочих местах достаточно обычных местных отсосов), то настенное крепление известного фильтра противоречит его назначению. Кроме вышеописанных эргономических недостатков, имеются эксплуатационные: необходимо встряхивать рукава вручную и часто опорожнять пылесборник (он имеет малую емкость).

Техническим результатом изобретения является устранение эргономических и эксплуатационных недостатков путем обеспечения регенерации фильтра без участия оператора и увеличение мобильности за счет возможности напольного размещения (без увеличения общей высоты).

На фиг. 1 изображен фильтр в разрезе, (для лучшей наглядности оболочка изображена в промежуточном положении); на фиг.2 - узел I на фиг.1 (место сочленения кожуха, неподвижного основания и пылесборника); на фиг.3 - схема фильтра, где показана оболочка в виде сильфона), одно и то же устройство, но в разных положениях подвижного основания; на фиг.4 - исполнение фильтра, где выходной патрубок- по оси фильтра, а в оболочке размещен эжекторный побудитель тяги.

Рукавный фильтр (фиг. 1) содержит пылесборник 1 и кожух 2, разъемно соединенные между собой и в сборе образующие корпус фильтра. В пылесборник 1 вмонтирован входной патрубок 3, а в кожух 2 - выходной патрубок 4. В корпусе установлены подвижное 5 и неподвижное 6 основания, взаимно подпружиненные посредством пружины 7 сжатия. Между основаниями 5 и 6 натянуты концентричные рукава 8 из фильтроткани. Кожух 2 открыт с верхнего конца и снабжен внутренним фланцем 9. Подвижное основание жестко скреплено с соосной фланцу 9 кожуха 2 оболочкой 10. Верхний торец оболочки 10 содержит внешний фланец 11. Пружина 7 сжатия надета на фиксированно закрепленную цилиндрическую направляющую 12. Фиксация направляющей 12 обеспечена жесткой связью с неподвижным основанием 6 посредством стержней 13. Неподвижное положение основания 6 обеспечено с помощью жестко скрепленного с основанием 6 внешнего фланца 14, который защемлен внешними фланцами нижнего среза кожуха 2 и верхнего среза пылесборника 1.

Неподвижное основание 6 выполнено в виде двух концентричных колец, служащих для натяжки на них нижних концов рукавов. Внешнее кольцо помимо опоры для рукава служит также и искрогасителем при фильтрации воздуха, содержащего раскаленные частицы. Внутреннее кольцо основания 6 центрируется с внешним с помощью стержней 13. Кольца основания 6 смещены друг относительно друга в осевом направлении, чтобы обеспечить крепление внутреннего рукава при сборке фильтра. С нижним срезом внутреннего кольца основания 6 скреплена коническая оболочка 15, внешний край которой установлен с щелевым кольцевым зазором 16 относительно внешнего кольца основания 6. Оболочка 15 служит для распределения первичного воздуха на пути к рукавам 8 (обеспечивает преимущественное поступление грязного воздуха в приосевую область, поскольку сечение щели 16 пренебрежимо мало по сравнению с полостью внутреннего кольца основания 6). Щель 16 необходима для осыпания пыли (аэрозолей) с внешнего рукава в пылесборник при регенерации рукава. Для этой же цели оболочка 15 имеет наклонную образующую (т.е. коническую форму).

Верхнее (подвижное) основание 5 выполнено также в виде двух концентричных колец, срезы которых имеют осевое смещение. Однако (в отличие от основания 6) кольца подвижного основания 5 связаны общим диском 17. Диск 17 имеет центральное отверстие, через которое пропущена направляющая 12. В результате подвижное основание 5 имеет возможность скользить по направляющей 12 под действием переменных сил, действующих на основание 5 (от сжатой пружины 7 и атмосферного давления).

С подвижным основанием 5 разъемно (но жестко) скреплена оболочка 10, содержащая внешний фланец 11. Диаметр оболочки 10 меньше, чем внутренний диаметр D^ф.к. фланца 9 кожуха 2, а диаметр D^ф.о. фланца 11 оболочки 10 превышает внутренний диаметр D^ф.к. Фильтр включает также гайку 18, винт 19, защелки 20, побудитель тяги 21 и воздухонепроницаемый диск 22.

Фильтр собирается в следующем порядке. Вначале с основанием 6 скрепляется направляющая 12. Затем на направляющую 12 насаживаются пружина 7 и подвижное основание 5. Основание 5 фиксируется гайкой 18, навинченной на свободный конец направляющей 12. Гайка 18 служит и для регулировки степени сжатия пружины 7. На внутренние кольца оснований 5 и 6 крепится внутренний фильтрующий рукав. Затем на внешние кольца надевается внешний рукав. После этого оба основания (в сборе) закрепляются в кожухе с помощью винтов 19 (фиг. 2). Перемещая гайку 18 по резьбе на направляющей 12, обеспечивают поджатие диска 17 к фланцу 10 кожуха 2. Затем с помощью защелок 20 (фиг.2) скрепляют пылесборник 1 с кожухом 2. В завершение процесса сборки к подвижному основанию 5 жестко присоединяют оболочку 10.

В одном из вариантов исполнения оболочка 10 может быть выполнена в виде сильфона их воздухонепроницаемого материала (фиг.3). При этом фланцы 9 кожуха 2 и 11 оболочки 10 предварительно герметично соединяют друг с другом. Такой вариант исполнения принципиально не отличается от ранее описанного и нужен лишь в том случае, если в процессе работы фильтра возникают колебания давления в его корпусе. Тогда сильфонообразная оболочка дополнительно герметизирует внутренний объем фильтра (в каком бы положении не остановилось подвижное основание 5).

В процессе работы в полости фильтра создается разрежение. Если до создания разрежения деформированную пружину удерживал фланец 9, в который упиралось подвижное основание 5, то при разрежении в полости корпуса на сжатую пружину давит сила атмосферного давления. В результате пружина дополнительно деформируется (до тех пор, пока фланец 11 оболочки 10 не подожмется к фланцу 9 кожухав 2). При отключении источника разрежения давления вне- и внутри кожуха выравниваются (атмосферный воздух через патрубки 3 и 4 устремляется внутрь корпуса). Деформированная пружина 7 распрямляется, в результате собранные ранее в складки рукава 8 также распрямляются, пыль и аэрозоль встряхиваются с их поверхности.

Эффект встряхивания усиливается за счет резкого торможения подвижного основания в крайних положениях (в начале и в конце его траектории). Это достигается за счет того, что пружина 7 никогда не распрямляется полностью (этому препятствуют фланцы 9 и 11). Ссыпающийся с рукавов 8 аэрозоль попадает в пылесборник 1 через щель 16.

Возможно исполнение, когда выходной патрубок 4 выполнен не в кожухе 2, а в направляющей 12, при этом в полости оболочки 10 установлен побудитель тяги 21, его всасывающий патрубок сообщен непосредственно с центральным патрубком 4 (фиг.4). Исполнение аналогично ранее описанному, за исключением некоторых отличий в форме неподвижного основания 6: вместо сплошного фланца - прерывистый (так как грязный воздух вначале фильтруется через внешний рукав), а вместо стержней 13 для соединения направляющей 12 с основанием 6 служит воздухонепроницаемый диск 22. Такое исполнение превращает рукавный фильтр в аспирационно-фильтрующий агрегат, что расширяет его функциональные возможности и повышает мобильность системы местного отсоса. Принцип встряхивания рукавов 6 остается неизменным. Возможно использование в качестве побудителя 21 как электрического воздуховсасывающего агрегата, так и пневматического (эжектора).

Изобретение повышает эффективность регенерации фильтрующих рукавов и качество фильтра в целом, поскольку встряхивание фильтрующих рукавов осуществляется принудительно и без отвлечения внимания оператора.

Использование: в качестве портативного средства очистки воздуха для аспирационно-фильтрующих систем местной вентиляции, преимущественно, обслуживающих передвижные рабочие места дуговой сварки. Сущность изобретения: рукавный фильтр, содержащий разъемный корпус, в котором установлены взаимно подпружиненные основания с натянутыми между ними концентричными рукавами из фильтроткани, снабжен фланцем, размещенным в верхнем основании кожуха, и оболочкой, соединенной с подвижным основанием и установленной соосно с фланцем кожуха, при этом диаметры подвижного основания и фланца оболочки превышают внутренний диаметр фланца кожуха. Оболочка выполнена в виде сильфона, выходной патрубок установлен в подвижном основании, а побудитель тяги установлен на оболочке. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. РУКАВНЫЙ ФИЛЬТР, содержащий разъемно соединенные между собой пылесборник и кожух с входным и выходным патрубками, концентрические фильтровальные рукава, закрепленные между подвижным и неподвижным подпружиненными основаниями, и побудитель тяги, отличающийся тем, что фильтр снабжен фланцем, размещенным в верхнем основании кожуха, и выполненной с наружным фланцем оболочкой, соединенной с подвижным основанием и установленной соосно с фланцем кожуха, при этом диаметры подвижного основания и фланца оболочки превышают внутренний диаметр фланца кожуха. 2. Фильтр по п.1 отличающийся тем, что оболочка выполнена в виде сильфона из воздухонепроницаемого материала, а фланец оболочки соединен с фланцем кожуха. 3. Фильтр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что выходной партубок выполнен в подвижном основании, а побудитель тяги установлен на оболочке.