ФИЛЬТР Российский патент 2001 года по МПК B01D46/26 

Изобретение относится к устройствам для очистки газов от твердых частиц, например воздуха от атмосферной пыли.

Известны тканевые фильтры для очистки газов от твердых частиц (см. М.И. Биргер, А. Ю. Вальдберг, Б.И.Мягков и др. Справочник по пыле- и золоулавливанию/Под общ. ред. А.А.Русанова, -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983. -312 с., ил., с. 169-197).

Общий недостаток тканевых фильтров - сложная и недостаточно эффективная система регенерации фильтрующего материала.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому устройству является самоочищающийся фильтр для очистки воздуха от пыли, содержащий вращающийся барабан, обтянутый фильтрующим материалом, элемент встряхивания и его захват, размещенные снаружи барабана (а.с. СССР N 886953, B 01 D 46/26).

Этот фильтр выбран авторами в качестве прототипа.

Невысокая степень очистки фильтрующего материала от уловленной пыли сложность, и малая надежность системы регенерации фильтрующего материала являются недостатками прототипа.

Технический результат изобретения - устранение отмеченных недостатков в разработанной конструкции фильтра.

Это достигается тем, что в фильтре для очистки газов от пыли, содержащем размещенный в неподвижном корпусе вращающийся барабан, обтянутый фильтрующим материалом, ввод запыленного газа, вывод очищенного газа, систему привода вращения барабана, согласно изобретению во внутренней полости барабана размещен неподвижный бункер, в корпусе выполнен продольный вырез, кромки которого совпадают по контуру с верхними кромками бункера, нижняя часть бункера снабжена соосным с барабаном цилиндрическим выводом, связанным с источником пониженного давления через пылесборник, при этом верхние комки бункера и кромки продольного выреза в корпусе снабжены системой уплотнения внутренней и наружной поверхностей фильтрующего материала, выполненной в виде подпружиненных валиков, наружная поверхность которых покрыта упругим легкодеформируемым материалом.

Указанная цель достигается тем, что источник пониженного давления выполнен с возможностью создания импульсов пониженного давления.

Указанная цель достигается также тем, что фильтр дополнительно содержит размещенную вблизи фильтрующего материала электромагнитную систему в виде катушек с ферромагнитными сердечниками, обмотки которых выполнены с возможностью подключения к источнику напряжения, при этом фильтрующий материал содержит ферромагнитные включения, например армирован стальной сеткой.

Указанная цель достигается также тем, что катушки с ферромагнитными сердечниками размещены внутри бункера.

Указанная цель достигается также тем, что катушки с ферромагнитными сердечниками размещены снаружи продольного выреза в корпусе.

Указанная цель достигается также тем, что катушки с ферромагнитными сердечниками размещены внутри бункера и снаружи продольного выреза в корпусе.

Указанная цель достигается также тем, что катушки с ферромагнитными сердечниками выполнены с возможностью подключения к источнику переменного напряжения.

Размещение во внутренней полости барабана неподвижного бункера, выполнение в корпусе продольного выреза, кромки которого совпадают по контуру с верхними кромками бункера, снабжение нижней части бункера соосным с барабаном цилиндрическим выводом, связанным с источником пониженного давления через пылесборник, снабжение верхних кромок бункера и кромок продольного выреза в корпусе системой уплотнения внутренней и наружной поверхностей фильтрующего материала, выполненной в виде подпружиненных валиков, наружная поверхность которых покрыта упругим легкодеформируемым материалом, выполнение источника пониженного давления с возможностью создания импульсов пониженного давления, снабжение фильтра размещенной вблизи фильтрующего материала электромагнитной системой в виде катушек с ферромагнитными сердечниками, обмотки которых выполнены с возможностью подключения к источнику напряжения, и размещение при этом в фильтрующем материале ферромагнитных включений, размещение катушек с ферромагнитными сердечниками внутри бункера, размещение катушек с ферромагнитными сердечниками снаружи продольного выреза в корпусе, размещение катушек с ферромагнитными сердечниками внутри бункера и снаружи продольного выреза в корпусе, выполнение катушек с ферромагнитными сердечниками с возможностью подключения к источнику переменного напряжения - эти признаки определяют новизну данного технического решения.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает продольный разрез фильтра;
фиг. 2 изображает поперечный разрез фильтра.

Фильтр (см. фиг. 1) содержит неподвижный корпус 1, размещенный внутри него вращающийся барабан 2, цилиндрическая поверхность которого обтянута фильтрующим материалом. Тип фильтрующего материала зависит от свойств очищаемого газа и пыли; способы размещения фильтрующего материала на цилиндрической поверхности барабана 2 и системы привода барабана 2 во вращение в технике известны и в материалах заявки не рассматриваются. Ввод запыленного газа 3 размещен в одной из торцевых поверхностей барабана 2; вывод очищенного газа 4 - в нижней части корпуса 1. Во внутренней полости барабана установлен бункер 5, нижняя часть которого снабжена цилиндрическим выводом 6, связанным с источником пониженного давления (не показан) через пылесборник (не показан). Верхние кромки бункера 5 и кромки продольного выреза в корпусе 1 снабжены системой уплотнения внутренней и наружной поверхностей фильтрующего материала, выполненными в виде подпружиненных валиков 7, наружная поверхность которых покрыта упругим легкодеформируемым материалом, например губчатой резиной. Между торцовыми поверхностями барабана 2 и корпусом 1, а также между торцевой поверхностью барабана 2 и вводом запыленного газа 3 размещены уплотнения 8. Направление движения запыленного газа показано стрелками 9, направление движения очищенного газа - стрелками 10. Направление движения газа, участвующего в процессе регенерации фильтра, показано стрелками 11 и 12.

Фильтр (см. фиг. 2) содержит электромагнитную систему в виде катушек 13 и 14 с ферромагнитными сердечниками, обмотки которых выполнены с возможностью подключения к источнику напряжения. Остальные позиции на фиг. 2 соответствуют обозначениям на фиг. 1.

Фильтр работает следующим образом. Внутри корпуса 1 вращается барабан 2, на цилиндрической поверхности которого размещен фильтрующий материал. Запыленный газ через ввод 3 по стрелкам 9 поступает во внутреннюю полость барабана 2, проходит через фильтрующий материал, при этом содержащаяся в газе пыль оседает на поверхности и внутри слоя фильтрующего материала, а очищенный газ по стрелкам 10 выходит через вывод 4. Уплотнения 8 препятствуют попаданию загрязненного газа из внутренней полости барабана 2 через технологические зазоры между барабаном 2 и корпусом 1 и между барабаном 2 и вводом запыленного газа 3 внутрь корпуса 1 и смешению загрязненного газа с находящимся внутри корпуса 1 очищенным газом.

При необходимости регенерации фильтрующего материала источник пониженного давления создает разрежение внутри бункера 5, при этом атмосферный воздух (или иной газ) проходит продольный вырез в корпусе 1 (стрелки 11) и через фильтрующий материал, осуществляя его регенерацию методом "обратной продувки". Удаленная из фильтрующего материала пыль вместе с потоком воздуха засасывается в бункер 5 и через вывод 6 попадает в пылесборник, где и улавливается. Поскольку при вращении барабана 2 фильтрующий материал непрерывно перемещается относительно бункера 5, то через некоторое время, определяемое диаметром и скоростью вращения барабана 2, весь фильтрующий материал будет регенерирован. Система уплотнения внутренней и наружной поверхностей фильтрующего материала, выполненная в виде подпружиненных валиков 7, наружная поверхность которых покрыта упругим легкодеформируемым материалом, исключает перетоки загрязненного и очищенного газов и атмосферного воздуха между внутренними полостями бункера 5, барабана 2 и корпуса 1 и таким образом препятствует снижению коэффициента очисти фильтра, а также способствует максимальному использованию разрежения в бункере 5 для регенерации фильтрующего материала.

При выполнении источника пониженного давления с возможностью создания импульсов пониженного давления работа фильтра происходит, как описано выше, за исключением того, что импульсы пониженного давления передаются во внутреннюю полость бункера 5 и встряхивают участок фильтрующего материала, находящийся в зоне бункера 5, что способствует более эффективному удалению пыли из фильтрующего материала и снижению энергозатрат на регенерацию.

Если фильтрующий материал содержит ферромагнитные включения, например армирован стальной сеткой, то дополнительно к вышеописанным способам его регенерация может осуществляться следующим образом. Обмотки катушек 13 или 14 кратковременно подключаются к источнику напряжения, при этом катушки 13 или 14 создают магнитное поле, которое взаимодействует с ферромагнитными включениями в фильтрующем материале, и притягивают участок фильтрующего материала к катушкам 13 или 14. При снятии напряжения с катушек 13 или 14 под действием упругих сил фильтрующий материал восстанавливает прежнюю форму, в результате чего происходит встряхивание данного участка и удаление из него пыли.

Если источник напряжения создает переменное напряжение, то создаваемое катушками 13 или 14 магнитное поле также будет переменным. При воздействии переменного магнитного поля на ферромагнитные включения в фильтрующем материале последний будет не только притягиваться к катушкам 13 или 14, но и вибрировать с частотой поля. Амплитуда вибраций определяется величиной поля и свойствами фильтрующего материала. Это позволяет повысить эффективность удаления пыли из фильтрующего материала.

Если катушки с ферромагнитными сердечниками размещены только внутри бункера 5 (катушки 13), т.е. катушки 14 отсутствуют, то встряхивание фильтрующего материала происходит по потоку регенерирующего газа. Этот вариант с точки зрения регенерации более эффективен.

Если катушки с ферромагнитными сердечниками размещены только снаружи продольного выреза в корпусе 1 (катушки 14), т.е. катушки 13 отсутствуют, то встряхивание фильтрующего материала происходит против потока регенерирующего газа. Этот вариант с точки зрения регенерации менее эффективен, однако может рекомендоваться для малогабаритных фильтров, в которых катушки, размещенные внутри бункера 5, создают значительное гидравлическое сопротивление и требуют повышения мощности источника пониженного давления.

Если катушки с ферромагнитными сердечниками размещены внутри бункера 5 и снаружи продольного выреза в корпусе 1, то при попеременном подключении катушек 13 и 14 к источнику напряжения встряхивание фильтрующего материала будет производиться попеременно по и против регенерирующего газа, что позволяет повысить амплитуду встряхивания, снизить требования к упругим свойствам фильтрующего материала и увеличить эффективность регенерации фильтра.

Параметры источника напряжения, продолжительность подачи напряжения на катушки 13 и 14 и способ их размещения в фильтре, а также процентное содержание и местоположение ферромагнитных включений в фильтрующем материале определяются экспериментально исходя из конкретных условий.

Все описанные выше системы регенерации могут работать как периодически, так и непрерывно в зависимости от условий очистки запыленного газа.

По сравнению с прототипом повышена степень очистки фильтрующего материала от условленной пыли, упрощена конструкция и повышена надежность системы регенерации фильтрующего материала, чем и достигается технико-экономический эффект.

Фильтр для очистки газов от пыли содержит размещенный в неподвижном корпусе вращающийся барабан, обтянутый фильтрующим материалом, ввод запыленного газа, вывод очищенного газа, систему привода вращения барабана, размещенный во внутренней полости барабана неподвижный бункер. В корпусе выполнен продольный вырез, кромки которого совпадают по контуру с верхними кромками бункера. Нижняя часть бункера снабжена соосным с барабаном цилиндрическим выводом, связанным с источником пониженного давления через пылесборник. Верхние кромки бункера и кромки продольного выреза в корпусе снабжены системой уплотнения внутренней и наружной поверхностей фильтрующего материала, выполненной в виде подпружиненных валиков, наружная поверхность которых покрыта упругим легкодеформируемым материалом. Фильтр содержит размещенную вблизи фильтрующего материала электромагнитную систему в виде катушек с ферромагнитными сердечниками, обмотки которых выполнены с возможностью подключения к источнику напряжения. Фильтрующий материал содержит ферромагнитные включения, например армирован стальной сеткой. Технический результат - повышение степени очистки фильтрующего материала от пыли, упрощение конструкции и повышение надежности системы регенерации фильтрующего материала. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Фильтр для очистки газов от пыли, содержащий размещенный в неподвижном корпусе вращающийся барабан, обтянутый фильтрующим материалом, ввод запыленного газа, вывод очищенного газа, систему привода вращения барабана, отличающийся тем, что во внутренней полости барабана размещен неподвижный бункер, а в корпусе выполнен продольный вырез, кромки которого совпадают по контуру с верхними кромками бункера, нижняя часть бункера снабжена соосным с барабаном цилиндрическим выводом, связанным с источником пониженного давления через пылесборник, при этом верхние кромки бункера и продольного выреза в корпусе снабжены системой уплотнений внутренней и наружной поверхностей фильтрующего материала, выполненной в виде подпружиненных валиков, наружная поверхность которых покрыта упругим легкодеформируемым материалом. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что источник пониженного давления выполнен с возможностью создания импульсов пониженного давления. 3. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит размещенную вблизи фильтрующего материала электромагнитную систему в виде катушек с ферромагнитными сердечниками, обмотки которых выполнены с возможностью подключения к источнику напряжения, при этом фильтрующий материал содержит ферромагнитные включения, например, армирован стальной сеткой. 4. Фильтр по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что катушки с ферромагнитными сердечниками размещены внутри бункера. 5. Фильтр по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что катушки с ферромагнитными сердечниками размещены снаружи продольного выреза в корпусе. 6. Фильтр по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что катушки с ферромагнитными сердечниками размещены внутри бункера и снаружи продольного выреза в корпусе. 7. Фильтр по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что катушки с ферромагнитными сердечниками выполнены с возможностью подключения к источнику переменного напряжения.