ФИЛЬТР Российский патент 1997 года по МПК B01D46/32 

Изобретение относится к пылеочистному оборудованию, а именно к фильтрам для очистки газов, и может быть применено в металлургической, химической, энергетической, горной и других отраслях промышленности.

Известен зернистый фильтр, содержащий корпус с входными и выходными патрубками для газа и зернистого материала, фильтрующий элемент, выполненный в виде коаксиально расположенных газопроницаемых цилиндров с образованием наружной полости, заполненной крупным зернистым материалом, внутренней полости, заполненной мелким зернистым материалом, промежуточной полости
Этот фильтр отличается сложностью конструкции, трудоемкостью изготовления и монтажа, оснащен сложной и дорогостоящей системой регенерации, действующей по заданной программе. Для ее нормального функционирования фильтр должен быть снабжен контрольно-измерительными приборами, системой управления и исполнительными механизмами. Все это делает конструкцию ненадежной в эксплуатации /1/.

Те же недостатки присущи и другим известным аналогам. Кроме того, в большинстве из них имеются подвижные детали, приводимые в движение электрическими двигателями, что также усложняет конструкцию, увеличивает трудоемкость монтажа и снижает надежность в эксплуатации /2/.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является фильтр, содержащий корпус с входными и выходными патрубками для газа и зернистого материала, неподвижную жалюзийную решетку и подвижную со стороны входа газа, которая крепится к корпусу посредством шарниров и механизма наклона /3/. Однако фильтр не обеспечивает достаточно эффективной очистки газа, т.к. отделение частиц пыли происходит при прохождении газа через слой зернистого материала, который опускается сверху вниз таким образом, что лишь верхняя часть слоя не засорена частицами пыли. По мере продвижения зернистого материала сверху вниз, запыленность его возрастает. Частицы пыли, отделенные верхним участком слоя, после перемещения в нижнюю часть, могут быть подхвачены потоком газа, что приводит к вторичному загрязнению газового потока.

В основу изобретения положена задача создать такой зернистый фильтр, который позволил бы повысить эффективность пылеулавливания по всему объему аппарата за счет выравнивания скорости фильтрации газов, был прост и технологичен в монтаже и эксплуатации, не требовал бы сложной и дорогостоящей системы регенерации.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемый фильтр, включающий корпус с входными и выходными патрубками для газа, заполненный материалом, снабжается горизонтальными нижней и верхней решетками, верхним распределительным устройством, выполненным в виде системы вертикально установленных труб, равно расположенных по концентрическим окружностям, и нижним сборным устройством, выполненным в виде такого же количества вертикально установленных труб, расположенных по концентрическим окружностям, и регулировочным конусом.

Основным отличием предлагаемого устройства по сравнению с известным является то, что запыленный газ в процессе очистки проходит через слой зернистого фильтровального материала, который находится в одинаковых газодинамических условиях, что достигается благодаря наличию внутри корпуса фильтра нижней и верхней решеток, между которыми заключен слой зернистого фильтровального материала. Равномерное распределение зернистого материала в корпусе фильтра достигается при помощи верхнего распределительного и нижнего сборного устройств.

Для создания одинаковой скорости движения зернистого материала по всей площади фильтра устанавливается равное количество труб в верхнем распределительном и нижнем сборном устройствах на единице площади поперечного сечения фильтра, кроме того, в нижней части фильтра имеется регулировочный конус, позволяющий изменять скорость перемещения зернистого фильтровального материала внутри фильтра, в то время, как в прототипе регулирования скорости перемещения фильтровального материала не предусматривается.

Предлагаемая конструкция позволяет выравнять скорость фильтрации газа по всей площади зернистого материала и таким образом повысить эффективность работы фильтра. Названные выше признаки соответствуют критерию "новизна".

В корпусе фильтра нет приспособлений, передвигающихся в процессе работы фильтра и требующих привода, систем контроля и управления. Кроме того, отсутствие привода позволяет избежать непроизводительного расхода электроэнергии.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг.2 и 3 сечения фильтра по плоскости А А, Б Б.

Зернистый фильтр включает цилиндрический корпус 1, заполненный зернистым фильтровальным материалом 2, который подается в корпус при помощи распределительного устройства 3 и занимает объем между верхней решеткой 4 и нижней решеткой 5. Удаляется зернистый материал из корпуса по трубам нижнего сборного устройства 6. Очищенный газ подается в фильтр по входному патрубку 7 и отводится по выходному патрубку 8. Скорость перемещения зернистого материала из верхней части фильтра в нижнюю регулируется при помощи конуса 9, установленного в разгрузочном устройстве пылесборника 10, при перемещении которого меняется зазор между стенками конуса и нижней части фильтра. Перемещение конуса осуществляется посредством эксцентрика, установленного на оси внизу под конусом. Загрязненный зернистый фильтровальный материал попадает в разгрузочное устройство пылесборника через разгрузочное отверстие 11.

Фильтр работает следующим образом.

Запыленный газовый поток подается через входной патрубок 7 в корпус фильтра. Здесь газовый поток, пройдя через нижнюю решетку 5, попадает в корпус, заполненный зернистым фильтровальным материалом 2, который подается в корпус через верхнее распределительное устройство 3 и перемещается сверху вниз под действием сил гравитации. Запыленный газ движется во встречном направлении. При этом частицы пыли отделяются и оседают на зернистом фильтровальном материале. Пройдя слой зернистого материала, очищенный газ через решетку 4 по выходному патрубку 8 удаляется из фильтра. Зернистый материал вместе с отделенными от газа частицами пыли под действием сил гравитации опускается в нижнюю часть корпуса фильтра и через трубы нижнего сборного устройства 6 удаляется из фильтра, причем регулировочный конус 9 устанавливается в положение, необходимое для обеспечения требуемой скорости перемещения зернистого фильтровального материала. В случае, если необходимо увеличить скорость перемещения зернистого материала внутри корпуса фильтра, конус посредством эксцентрика смещается вниз. При этом увеличивается зазор между внутренними стенками разгрузочного устройства и поверхностью корпуса. Скорость перемещения зернистого материала возрастает.

Конус 9 расположен во внутренней полости разгрузочного устройства пылесборника. В случае, когда конус 9 находится в крайнем нижнем положении, зазор между наружными стенками конуса и внутренними стенками разгрузочного отверстия 11 является максимальным. При этом зернистый фильтровальный материал будет перемещаться из верхней части фильтра в нижнюю с максимальной скоростью. В случае, когда скорость перемещения зернистого фильтровального материала необходимо уменьшить, конус 9 перемещается вверх, при этом зазор между стенками конуса и разгрузочного отверстия 11 уменьшается, что ведет к снижению скорости движения зернистого материала.

Отделение частиц пыли от зернистого фильтровального материала осуществляется за фильтром, например, на грохоте, после чего очищенный фильтровальный материал может быть вновь подан в фильтр через верхнее распределительное устройство.

Проведенные на модели лабораторные исследования показали высокую эффективность предложенной конструкции.

На практике оптимальный размер зерен фильтровального материала и скорость его перемещения могут быть определены экспериментально в зависимости от объема запыленного газа, размера частиц пыли, их концентрации и других параметров.

Использование: в металлургической, химической, энергетической горной и др. отраслях промышленности. Сущность: фильтр включает корпус с входным и выходным патрубками для газа, нижнюю распределительную и верхнюю решетки, пространство между которыми заполнено зернистым фильтровальным материалом, верхнее распределительное устройство, по которому зернистый материал подается в корпус фильтра, и нижнее сборное устройство, по которому зернистый материал удаляется. Верхнее распределительное и нижнее сборное устройства выполнены таким образом, что обеспечивают равномерное распределение зернистого фильтровального материала по сечению фильтра и его равномерное перемещение из верхней части фильтра в нижнюю. Скорость перемещения зернистого материала из верхней части фильтра в нижнюю регулируется при помощи подвижного конуса. 3 ил.

Фильтр, включающий корпус с входным и выходным патрубками, верхнюю и нижнюю решетки, между которыми размещен зернистый материал, верхнее распределительное и нижнее сборное устройства, регулировочное средство скорости разгрузки зернистого материала, пылесборник, отличающийся тем, что верхнее распределительное и нижнее сборное устройства зернистого материала выполнены в виде системы труб, вертикально установленных по концентрическим окружностям на верхней и нижней решетках и имеющих равные площади сечения, а регулировочное средство скорости разгрузки зернистого материала выполнено в виде конуса, установленного с возможностью перемещения внутри пылесборника.