ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА Российский патент 1995 года по МПК B01D47/10 

Изобретение относится к технике пыле- и газоочистки, в частности к устройствам для тонкой, преимущественно санитарной, очистки воздуха от пыли и токсичных газообразных примесей кислого характера. Может быть применено для вентиляции и очистки воздуха от сварочных постов, гальванических ванн и т.п.

Известен фильтр для очистки воздуха, в котором имеются кольцевое сопло, размещенное в поддоне параллельно уровню жидкости, и слои зернистого сорбента [1]
Недостаток известного устройства неравномерное смачивание кольцевого слоя сорбента аэрозолем и образование разновлажностных слоев сорбента по высоте, что приводит к неравномерному прохождению очищаемого воздуха и падению как времени защитного действия, так и степени очистки из-за более быстрого срабатывания сорбента в верхних частях кольцевого слоя.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к изобретению является фильтр для очистки воздуха, содержащий корпус, в котором над поддоном размещено кольцевое горизонтальное сопло с образованием кольцевого промежутка по отношению к корпусу, из двух профилированных с образованием между ними трубы Вентури тарелок, верхняя из которых подвижна относительно нижней, совмещенной с входным патрубком для воздуха, имеются также каплеуловитель в корпусе, крышка, поддон с патрубками для входа и выхода жидкости [2]
Недостаток прототипа неэффективная работа каплеуловителя, приводящая к повышенному каплеуносу и неэффективное использование возможности очистки воздуха в трубе Вентури, что приводит к усложнению конструкции и к понижению ее эксплуатационных качеств.

Цель изобретения улучшение эксплуатационных характеристик, упрощение конструкции, снижение каплеуноса и повышение эффективности работы устройства.

Эта цель достигается тем, что в фильтре для очистки воздуха, содержащем цилиндрический корпус с крышкой, поддон для жидкости с патрубками для входа и выхода жидкости, входной и выходной патрубки для воздуха, расположенное по оси корпуса над поддоном кольцевое горизонтальное сопло с кольцевым промежутком по отношению к корпусу, выполненное из расположенных друг над другом профилированных тарелок, кривизна которых повторяет кривизну конфузора, горловины и диффузора стандартной трубы Вентури, верхняя тарелка трубы Вентури установлена подвижно относительно нижней, в то время как нижняя тарелка выполнена заодно с входным патрубком для воздуха. Каплеуловитель имеет вид расположенных на горизонтальной решетке двух слоев зернистого сорбента, выполненных с уменьшением по ходу воздуха размера фракции, отделенных сетками в зоне горловины, в тарелках выполнены кольцевые ряды отверстий. В районе отверстий нижняя тарелка снабжена кольцевым коллектором с патрубком и с вентилем для подачи жидкости из поддона, в котором коаксиально установлена сетка для отделения шлама.

Взаимосвязь указанных признаков обеспечивает:
самоподпитку жидкостью трубы Вентури в процессе очистки;
упрощает конструкцию за счет исключения отдельного подпитывающего насоса, т. к. кольцевое сопло трубы Вентури расположению близко к уровню жидкости, уменьшает габариты и массу аппарата;
оседание основной массы аэрозоля на расположенной в районе диффузора трубы Вентури вертикальной стенке аппарата. Это позволяет получить подвисающий под слоем сорбента мелкодисперсный аэрозоль, который равномерно распределяется по всему сечению аппарата;
простоту смены сорбента и широкий диапазон регулировок соотношения газ жидкости.

Расположение трубы Вентури в аппарате обеспечивает подпитку жидкостью за счет движения самого очищаемого воздуха без применения отдельных насосов. Основная масса выходящего из трубы Вентури аэрозоля оседает на цилиндрической стенке аппарата, что позволяет получить подвисающий под слоем сорбента равномерно распределенный по аппарату мелкодисперсный аэрозоль, исключая таким образом участки сорбента с различным содержанием жидкости, а значит, и различными гидравлическими сопротивлениями. Это дает дополнительный эффект по увеличению степени очистки и защитного ресурса фильтра. Выполнение верхней тарелки трубы Вентури подвижной позволяет изменять проходное сечение сопла и регулировать как соотношение газ-жидкость, так и степень дисперсности аэрозоля, конфигурация верхней тарелки попутно образует как бы чашу, с которой собирающаяся жидкость самотеком снова поступает на распыл. Протяженность тарелок и конструктивные параметры трубы Вентури определяют площадь сорбента-каплеуловителя, что позволяет использовать каплеунос для увлажнения сорбента, и в то же время обеспечивает высокую интенсивность процесса очистки.

На фиг. 1 показан фильтр, продольный разрез; на фиг. 2 то же, поперечный разрез.

Фильтр содержит корпус 1 с поддоном 2, крышку 3 с выходным патрубком для воздуха, слои зернистого сорбента более крупной 4 и мелкой 5 фракций, расположенные на опорной решетке 6 и разделенные сетками 7 и 8, кольцевое горизонтальное сопло, состоящее из верхней 9 и нижней 10 тарелок, кривизна которых повторяет кривизну соответственно конфузора 11, горловины 12 и диффузора 13 трубы Вентури. Верхняя тарелка 9 трубы Вентури выполнена подвижной относительно нижней и снабжена регулирующими упорами 14, а нижняя выполнена заодно с кольцевым жидкостным коллектором 15 и входным патрубком 16 для воздуха. Обе тарелки в районе кольцевого сопла 12 выполнены с круговыми рядами сквозных отверстий 17 для подачи жидкости. Кольцевой жидкостной коллектор 15 имеет патрубок 18 и регулирующий вентиль 19 для подачи жидкости из поддона 2. Поддон 2 снабжен коаксиально установленной кольцевой сеткой 20 для отделения шлама, патрубком входа жидкости 21, переливными 22 патрубками для жидкости, а также патрубком 23 для периодического удаления шлама (выхода жидкости), кольцевое сопло размещено с образованием кольцевого промежутка 24 по отношению к корпусу 1.

Устройство работает следующим образом.

При создании достаточного для преодоления гидравлических сопротивлений перепада давлений воздуха на фильтре, загрязненный пылегазовыделениями воздух поступает через входной патрубок 16 и проходит через кольцевые конфузор 11, горловину 12 и диффузор 13 трубы Вентури. При этом в горловине 12 создается зона пониженного давления, достаточная для того, чтобы жидкость через регулировочный вентиль 19 и патрубок 18 заполнила полость кольцевого коллектора 15 и далее через отверстие 17 в горловине 12 превратилась в аэрозоль. Загрязненный воздух, содержащий распыленную жидкость, расширяется в диффузоре 13 и отбрасывается на стенки корпуса 1 аппарата. При этом происходит очистка воздуха от пылегазовыделений за счет абсорбции газов и седиментации частиц пыли. Основная масса распыленной жидкости вместе с загрязнениями стекает по стенкам в поддон 2 фильтра, а воздух, содержащий остатки тонкодисперсной распыленной жидкости, выходит в кольцевой промежуток 24 между периферийным обрезом верхней тарелки 9 трубы Вентури и корпусом 1 и повисает под слоями зернистого сорбента 4,5 из-за значительно меньших скоростей в широкой части аппарата. Далее, проходя последовательно слои сорбента 4 и 5, воздух очищается от остатков токсичных газов и аэрозоля (при этом происходит непрерывное увлажнение сорбента и его частичная регенерация, если жидкость в поддоне 2 содержит регенерирующий компонент). Очищенный воздух через выходной патрубок 25 крышки 3 поступает в атмосферу или потребителю, а отделенная на слоях сорбента 4 и 5 жидкость стекает в поддон 2 и на верхнюю тарелку 9 кольцевой трубы Вентури. Накапливающаяся на верхней тарелке 9 жидкость всасывается через ее отверстия 17 в районе горловины 12 снова поступает на распыл. Необходимый уровень в поддоне аппарата поддерживают подачей и сбросом жидкости через патрубки 21 и 22. Накапливающийся за кольцевой сеткой 20 шлам периодически сбрасывают из поддона 2 через патрубок 23.

Изобретение улучшает эксплуатационные характеристики и упрощает конструкцию фильтра, что позволяет уменьшить затраты на очистку воздуха.

Использование: для тонкой санитарной очистки воздуха от пыли и токсичных газообразных примесей. Сущность изобретения: труба Вентури выполнена кольцевой в виде расположенных друг над другом тарелок 9 и 10, кривизна которых повторяет кривизну конфузора 11, горловины 12, диффузора 13 и расположена в поддоне 2 параллельно уровню жидкости. Верхняя тарелка 9 выполнена подвижной относительно нижней 10, а нижняя тарелка 10 выполнена совместно с входным патрубком 16 и имеет кольцевой коллектор 15 в районе горловины 12 для подачи жидкости из поддона 2. Тарелки 9 и 10 в районе горловины 12 выполнены с круговыми рядами отверстий для подачи жидкости. Каплеуловитель имеет вид расположенных на горизонтальной решетке 6 двух слоев зернистого сорбента, выполненных с уменьшением по ходу воздуха размера фракций и отделенных сетками 7 и 8. Коллектор имеет вентиль для регулирования количества засасываемой жидкости. В поддоне коаксиально установлена сетка для отделения шлама. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА, содержащий цилиндрический корпус с крышкой, поддон для жидкости с патрубками для входа и выхода жидкости, расположенное по оси корпуса над поддоном кольцевое горизонтальное сопло, размещенное с образованием кольцевого промежутка по отношению к корпусу и выполненное из установленных одна над другой, профилированных с образованием между ними трубы Вентури тарелок, верхняя из которых подвижна относительно нижней тарелки, совмещенной с входным патрубком для воздуха, установленный в корпусе каплеуловитель, отличающийся тем, что каплеуловитель имеет вид расположенных на горизонтальной решетке двух слоев зернистого сорбента, выполненных с уменьшением по ходу воздуха размера фракций и отделенных сетками. 2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что верхняя и нижняя тарелки в зоне горловины трубы Вентури выполнены с кольцевыми рядами отверстий, при этом нижняя тарелка в районе отверстий снабжена кольцевым коллектором с патрубком и вентилем для регулирования количества засасываемой жидкости. 3. Фильтр по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен коаксиально установленной в поддоне сеткой для отделения шлама.