УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА Российский патент 2001 года по МПК B01D46/40 

Изобретение относится к воздухоочистительным устройствам, в частности к устройствам для очистки от пылевидных частиц транспортирующего воздуха пневмотранспортирующих установок.

Известны фильтрующие элементы, выполненные в виде проволоки, намотанной на каркас, который изготовлен в виде полого цилиндра (авт. свид. СССР N 455739, кл. В 01 D 25/10, 1972).

Недостатком такого устройства является постепенное забивание пылевидными частицами рабочей поверхности фильтрующего элемента в процессе работы, а очистка возможна после прекращения работы.

Известно также устройство для очистки воздуха, включающее корпус с бункером, фильтрующий элемент, установленный в корпусе и соединенный с фильтрующим элементом механизм его регенерации (патент ФРГ N 1607722, кл. В 01 D 46/44, 1974).

Недостатком этого устройства является неравномерность очистки фильтровального элемента от осевшей на его поверхности пыли, так как механизм регенерации не обеспечивает равномерного импульса встряхивания по всей фильтрующей поверхности, и, кроме того, ударная нагрузка способствует к быстрому выходу из строя элементов конструкции.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является устройство для очистки воздуха, включающее корпус с бункером, фильтрующий элемент, установленный в корпусе и соединенный с фильтрующим элементом механизм его регенерации, при этом механизм регенерации размещен на фильтрующем элементе и выполнен в виде закрепленного на приводном валу шнека, а фильтрующий элемент выполнен в виде струн (авт. свид. СССР N 741914, кл. В 01 D 46/42, 1976).

Схемно-конструктивное оформление механизма регенерации в виде приводного шнека и силовое поле взаимодействия его спиральных витков с поверхностью фильтрующего элемента направлено на повышение эффективности очистки воздуха и увеличение срока службы устройства.

Однако рассматриваемое конструктивное решение устройства для очистки воздуха не позволяет изменять величину эксцентриситета шнека в опорных узлах его подвески и, следовательно, расширить рабочий диапазон его воздействия на поверхность фильтрующего элемента. Кроме того, отсутствие возможности изменения годографа движения шнека, амплитуды и частоты его колебательных движений в значительной степени снижают эксплуатационно-технические возможности устройства.

Задача предлагаемого изобретения - улучшение эксплуатационно-технических характеристик устройства для очистки воздуха путем избирательного назначения кинематического режима воздействия механизма регенерации - шнека на поверхность фильтрующего элемента.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для очистки воздуха, включающем корпус с бункером, фильтрующий элемент, установленный в корпусе и соединенный с фильтрующим элементом механизм его регенерации, причем механизм регенерации размещен на фильтрующем элементе и выполнен в виде закрепленного на приводном валу шнека, а фильтрующий элемент выполнен в виде струн, согласно изобретению шнек соединен с приводом его вращения через планетарно-зубчатую передачу с водилом, на котором свободно установлены шнек и сателлит, и эпициклическое колесо, введенное в зацепление с сателлитом и связанное с водилом, при этом шнек установлен на водиле с эксцентриситетом по отношению к водилу, а эпициклическое колесо имеет тормоз и связано с водилом посредством муфты включения.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 дан разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из корпуса 1 с бункером 2, патрубков 3 и 4 соответственно входа загрязненного и выхода очищенного воздуха, фильтрующего элемента 5, перекрывающего сечение корпуса между входным и выходным патрубками. Фильтрующий элемент выполнен в виде параллельно натянутых струн на каркас 6, который закреплен в стенках корпуса. На фильтрующем элементе в опорных подшипниковых узлах установлен механизм регенерации, выполненный в виде шнека 7, кинематически связанный с приводом его вращения. Причем шнек установлен на фильтрующем элементе так, что наружный диаметр шнека продавливает струны на некоторую величину вниз.

Привод вращения шнека 7 выполнен в виде размещенной в корпусе планетарно-зубчатой передачи, состоящей из приводного от шестерни 8 водила 9, несущего свободно установленный на нем сателлит 10, введенный в зацепление с эпициклическим колесом 11, оборудованным замыкаемым на корпус тормозом 12. Кроме того, эпициклическое колесо 11 связано с водилом 9 посредством муфты включения 13. На водиле 9 свободно и с эксцентриситетом по отношению к водилу размещен шнек 7, который, в свою очередь, сблокирован с сателлитом 10 привода.

В бункере установлено разгрузочное устройство 14, выполненное, например, в виде обратного клапана.

Устройство для очистки воздуха работает следующим образом.

В рабочем режимы очистки воздуха шнек 7 от привода через шестерню 3 получает вращательное движение и одновременно, при вращении водила 9 планетарно-зубчатой передачи, - колебательные движения. При одном обороте вращающегося шнека каждая из натянутых струн один раз отжимается вниз от плоскости общего ряда при набегании соответствующей линии его винтовой поверхности. Толщина и шаг винтовой поверхности шнека 7 определяют количество отжатых струн, а частота вращения соответственно определяет их частоту колебаний. Таким образом, фильтрующий элемент 5 приобретает волнообразное движение. Загрязненный воздух, подаваемый во входной патрубок 3, проходит через фильтрующий элемент 5, очищается вследствие неоднократного изменения направления воздушного потока и путем отбивания пылевидных частиц колеблющимися струнами. Очищенный воздух из корпуса выходит через выходной патрубок 4. Осаждающиеся в бункере частицы могут выгружаться любым известным способом, периодически, по мере накопления, при открывании обратного клапана 14.

Амплитуда и частота колебаний шнека 7 задаются исходным положением эксцентриситета шнека по отношению к водилу 9 планетарно-зубчатой передачи, изменением годографа движения шнека и скорости его вращения.

Работа предложенного устройства может осуществляться на режимах фиксированного и скользящего эксцентриситета. Причем режим фиксированного эксцентриситета может быть выбран любым в пределах (l₁-l₂)≤l≤l₁+l₂, где l₁ и l₂ - эксцентриситеты соответственно водила (эксцентрикового вала) 9 и шнека 7. В частном случае при l₁=l₂ имеет 0≤l≤2l₁.

При разомкнутом тормозе 12 и выведенной из зацепления муфте 13 осуществляют проворачивание шнека 7 и кинематически связанных с ним элементов 10 и 11 планетарно-зубчатой передачи. При одновременности смещений l₁ и l₂ будет достигнут максимальный эксцентриситет, равный l₁+l₂. При противоположном направлении указанных смещений установленный эксцентриситет будет минимальным.

После выбора общего эксцентриситета, определяемого физико-механическими и адгезионными свойствами пневмотранспортируемого материала, и фиксации его посредством муфты 13 включения устройство становится подготовленным к восприятию передаваемого на него силового потока, который от шестерни 3 при разомкнутом тормозе 12 заставит вращаться водило 9 и скрепленные с ним шнек 7, сателлит 10 и эпициклическое колесо 11. В этом случае за один оборот водила 9 спиральные витки шнека 7 при воздействии на фильтрующий элемент 5 испытывают колебания с общим фиксированным размахом 2(l₂+l₂), что обеспечивает высокую амплитудно-частотную подвижность рабочей поверхности фильтрующего элемента и, соответственно, лучшие условия для самоочистки струн от адгезированных с ними пылевидных частиц при пневмотранспортировании агрессивно активных материалов.

Для работы шнека 7 в режиме скользящего эксцентриситета включают муфту 13 и замыкают тормоз 12. Тогда при передаче вращения от шестерни 8 на водило 9 сателлит 10 совместно со шнеком 7 вращается относительно оси своей подвески и одновременно обкатывается по внутренней поверхности неподвижного эпициклического колеса 11, то есть шнек 7 совершает планетарное движение, при котором в каждый момент сателлит 10 и шнек 7 имеют свой мгновенный эксцентриситет.

Таким образом, режим скользящего эксцентриситета включает в себя всю гамму фиксированных эксцентриситетов. При этом режиме работы шнек получает наиболее интенсивные колебания. Структура силового поля воздействия спиральных витков шнека на фильтрующий элемент формирует широкий спектр колебаний струн, изгибная волна которых характеризуется большими вариациями амплитуд и частот, быстрыми их изменениями. Выравненный спектр скоростей воздушного потока при многократном повторении актов деления потока на струи и дробление струй обеспечивает более эффективное и качественное выполнение операции очистки запыленного воздуха.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого изобретения состоит в возможности использования режимов работы механизма регенерации - шнека с несколькими фиксированными эксцентриситетами, что особенно важно при назначении размаха колебательных движений шнека и силового поля воздействия его спиральных витков на фильтрующий элемент воздухоочистки, исходя из особенностей физико-механических свойств материала, его фракционного состава и агрегатного состояния; в достижении расширенной гаммы колебаний шнека при его настройке на режим скользящего эксцентриситета, являющийся наиболее предпочтительным при воздействии на фильтрующий элемент при очистке запыленного воздуха при поршевом режиме пневмотранспортирования материалов.

Использование изобретения улучшает эксплуатационно- технические характеристики устройства для очистки воздуха.

Изобретение предназначено для очистки от пылевидных частиц транспортирующего воздуха пневмотранспортирующих установок. Устройство содержит корпус с бункером, патрубки для входа загрязненного и выхода очищенного воздуха, фильтрующий элемент и механизм его регенерации, который размещен на фильтрующем элементе и выполнен в виде шнека. Фильтрующий элемент выполнен в виде параллельно натянутых струн. Шнек соединен с приводом его вращения посредством планетарно-зубчатой передачи, состоящей из размещенного в корпусе водила, несущего свободно установленный на нем сателлит, введенный в зацепление с эпициклическим колесом, оборудованным замыкаемым на корпус тормозом. Эпициклическое колесо связано с водилом посредством муфты включения. На водиле свободно и с эксцентриситетом по отношению к водилу размещен шнек, который сблокирован с сателлитом. В устройстве улучшены эксплуатационно-технические характеристики. 2 ил.

Устройство для очистки воздуха, включающее корпус с бункером, фильтрующий элемент, установленный в корпусе и соединенный с фильтрующим элементом механизм его регенерации, при этом механизм регенерации размещен на фильтрующем элементе и выполнен в виде закрепленного на приводном валу шнека, а фильтрующий элемент выполнен в виде струн, отличающееся тем, что шнек соединен с приводом его вращения через планетарно-зубчатую передачу с водилом, на котором свободно установлены шнек и сателлит, и эпициклическое колесо, введенное в зацепление с сателлитом и связанное с водилом, при этом шнек установлен на водиле с эксцентриситетом по отношению к водилу, а эпициклическое колесо имеет тормоз и связано с водилом посредством муфты включения.