УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОСТОРОННЕГО КРЕПЛЕНИЯ РУКАВА В РУКАВНОЙ ДОСКЕ ФИЛЬТРА Российский патент 2003 года по МПК B01D46/02 

Заявляемое изобретение относится к очистке газа от пыли и может быть использовано в различных отраслях промышленности: черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности и др.

Рукавный фильтр - наиболее распространенный тип тканевого фильтра, а главный элемент фильтра - фильтровальный рукав. Выбор конструкции фильтровального рукава зависит от многих факторов, а именно от способа подачи запыленных газов, компоновки рукавов в корпусе фильтра, их размеров, от типа крепления рукавов, метода регенерации и конструкции устройств для ее осуществления и др.

Фильтровальный рукав, предназначенный для рукавного фильтра с обратной продувкой, представляет собой цилиндр диаметром 220 мм или 300 мм, длиной до 10 м. Нижний конец рукава остается открытым, и запыленный газ через него направляется внутрь рукава, а в верхний конец вшивается донышко с устройствами для подвешивания рукава к раме подвески рукавов фильтра.

Сборка узла крепления рукавов к рукавной доске фильтра осуществляется таким образом. Нижнюю часть рукава с вшитым шнуром надевают на патрубок, оснащенный ребордой, в рукавной доске фильтра и обжимают тонкой стальной лентой, оснащенной быстродействующим замком типа "изломанный рычаг".

Другим способом крепления рукава есть способ, при котором в нижнюю его часть вшивается пружинное кольцо из стальной ленты. Во время установки рукава ленту сжимают и вводят в патрубок решетки, в которой выполнена кольцевая выемка, предназначенная для размещения пружины /Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии. М., Металлургия, 1977, с. 223/.

Известно также другое устройстве для крепления рукава в рукавной доске фильтра /авт. св. СССР 1625512, МПК⁵ В 01 D 45/02, опуб. 07.02.91, бюл. 5/, где рукав фильтра крепится к опорному узлу решетки благодаря двум пружинным кольцам, одно из которых вшито в петлю на конце рукава, а другое установлено на рукаве свободно. При этом пружинное кольцо, закрепленное в петле на конце рукава /концевой петле/, установлено на внутренней поверхности опорного узла рукавной доски над выполненным в этом узле отверстием, а свободно установленное кольцо вводится вместе с частью рукава в отверстие опорного узла и взаимодействует с его внешней поверхностью через материал рукава. После натяжения последнего он оказывается надежно закрепленным между двумя пружинными кольцами и опорным узлом решетки.

Главное преимущество такого устройства крепления рукава рукавного фильтра к решетке - надежность крепления за счет плотного обжатия опорного узла решетки двумя пружинными кольцами через двойной слой фильтровального материала при натяжении рукава, что, по мнению создателей такой конструкции, предотвращает прорыв запыленного газа через узел крепления в рабочее пространство со стороны грязного газа. Уплотнение опорного узла крепления рукава к решетке обеспечивается при помощи двух пружинных колец, размещенных в нижней части рукава, и натяжения рукава за счет приложения усилий вдоль оси рукава к его верхней части, например растяжения пружинного устройства, размещенного в верхней части фильтра.

Однако такое устройство для крепления рукава в фильтре имеет целый ряд недостатков, связанных с трудоемкими работами по монтажу рукавов и их замене в случае их повреждения, а также ограниченностью использования рукавных фильтров c такой конструкцией крепления рукавов в решетке.

Описанное устройство для крепления рукава в решетке фильтра предназначено для уплотнения нижней открытой части рукава, а верхняя часть рукава через пружинное устройство натяжения подвешивается к конструкции корпуса. В такой конструкции фильтровального рукава грязный газ поступает внутрь рукава снизу - вверх и после обеспыливания в фильтровальном материале рукава чистый газ поступает в межрукавное пространство, откуда через выхлопную трубу выбрасывается в атмосферу. Слой пыли с внутренней поверхности рукава в процессе регенерации, например обратной продувки вентиляторным воздухом, сбрасывается в бункер фильтра.

Таким образом, описанное устройство для крепления рукава имеет ограниченную область применения, так как может быть использовано только в рукавных фильтрах с обратной продувкой.

Это устройство обладает и еще целым рядом недостатков. Так, надежность крепления рукава и исключение /предотвращение/ прорыва запыленного газа может быть обеспечена только при постоянном натяжении рукава пружинным устройством в верхней части рукава. Однако постоянное натяжение рукава негативно влияет на его далговечность и срок его службы, а ослабление натяжения может привести к разгерметизации устройства для крепления рукава к решетке фильтра.

Кроме того, при обслуживании фильтра необходимо наличие проходов между рукавами и площадкой в верхней части корпуса фильтра для доступа к местам крепления рукавов. Учитывая то, что внутри фильтра атмосфера сильно загазована, описанная конструкция не позволяет обеспечить эффективное и безопасное проведение таких работ.

В последние годы наиболее распростаненными стали рукавные фильтры с импульсной регенерацией. Перспективным направлением развития фильтровальной техники стало создание усовершенствованных устройств для осуществления импульсной регенерации рукавов фильтра. Разработка более мощной системы импульсной регенерации на базе быстродействующих продувочных клапанов d_у=70-80 мм со временем открытия: менее 10 мс, а при полном цикле открытия-закрытия - не более 100 мс, позволяет использовать фильтровальные рукава длиной до 6 м. При этом фильтровальные рукава могут быть установлены со стороны камеры чистого газа рукавного фильтра.

Наиболее близким к заявляемому устройству для одностороннего крепления рукава в рукавной доске фильтра по технической сущности и достигаемому результату является устройство, изображенное на рис. 4.11.б "Верхнее крепление фильтровальных рукавов. Крепление каркасного рукава в рукавной решетке путем зажатия бурта фланцем, фильтр типа ФРКИ-30ВР / Мазус М.Г., Мальгин А.Д., Моргулис М. Л. Фильтры для улавливания промышленной пыли. М., Машиностроение, 1985, с. 67-68/. Описанное устройство крепления фильтровального рукава в рукавной доске применяется в фильтрах с импульсной регенерацией типа ФРКИ, которые изготавливаются также и в Румынии.

Фильтровальный рукав с односторонним креплением - это мешок из фильтровального полотна, нижняя часть которого имеет глухое днище, а в верхней части рукава вшито металлическое проволочное кольцо диаметром большим, чем диаметр отверстия в рукавной доске фильтра. В фильтровальный рукав вставлен жестко-каркасный элемент, изготовленный из проволоки со встроенным диффузором. В подвешенный рукав вставляется каркас, а при извлечении рукава сначала извлекается каркас, а потом демонтируется рукав. Герметичность уплотнения достигается за счет прижатия кольца, вшитого в верхнюю часть рукава, фланцем каркаса и накладками с болтовыми соединениями.

Описанное выше крепление фильтровального рукава в рукавной доске фильтра имеет целый ряд существенных недостатков.

Сложная конструкция жестко-каркасного фильтровального элемента, наличие верхнего прижимного фланца, диффузора, накладок и болтовых соединений усложняет конструкцию фильтра, вследствие чего значительно возрастают затраты на его обслуживание. Кроме того, жесткое прижатие фланца каркаса к рукавной доске при недостаточной точности изготовления приводит к нарушению вертикальности установки рукавов и нарушению просвета между ними в процессе фильтрации, что негативно влияет на работу фильтра в целом. Также под действием динамических сил газовых потоков рукава раскачиваются, а это негативно влияет на надежность уплотнения болтовыми соединениями, что в свою очередь приводит к разгерметизации узла крепления и, как следствие, прорыву запыленного газа в камеру чистого газа.

В основу заявляемого изобретения поставлена задача создания усовершенствованного устройства для одностороннего крепления рукава в рукавной доске фильтра, конструкция которого позволяет обеспечить надежность уплотнения и предотвратить прорыв запыленного газа через узел крепления в камеру чистого газа фильтра. Одновременно с этим устройство узла крепления должно обеспечивать простоту и надежность установки и снятия фильтровального рукава во время монтажа и эксплуатации рукавного фильтра.

Решение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что в известном устройстве для одностороннего крепления рукава в рукавной доске фильтра, содержащем проволочный каркас, установленный внутри рукава, и установленное в концевой петле верхней части рукава металлическое кольцо, внутренний диаметр которого равен диаметру отверстия в рукавной доске, согласно заявляемому изобретению устройство снабжено втулкой со сферообразной поверхностью, свободно установленной на оголовке каркаса и взаимодействующей с внутренней поверхностью верхней части рукава, причем каркас установлен внутри рукава с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом радиус сферической поверхности втулки равен половине внутреннего диаметра рукава, а отверстие в рукавной доске выполнено в форме горловины, сужающаяся часть которой направлена вниз.

Снабжение устройства втулкой со сферообразной поверхностью, свободно установленной на оголовке каркаса, обеспечивает герметичность рукава и надежность его крепления, предотвращая при этом прорыв запыленного газа через узел крепления в камеру чистого газа, так как, взаимодействуя с внутренней поверхностью верхней части рукава, втулка заклинивает его в отверстии рукавной доски, что обеспечивается за счет выполнения этого отверстия закругленным в форме горловины, сужающаяся часть которой направлена вниз. При этом за счет того, что втулка установлена на оголовке каркаса свободно, обеспечиваются условия для перемещения каркаса, установленного внутри рукава, в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Герметизация узла крепления рукава в рукавной доске достигается за счет заклинивания верхней части рукава втулкой со сферообразной поверхностью при монтаже фильтра. В процессе фильтрации за счет разницы давления в камере грязного газа фильтра и в рукаве возникает сила выталкивания, направленная противоположно силе тяжести собственного веса рукава с проволочным каркасом, однако этот фактор не оказывает существенного влияния на плотность узла крепления рукава в рукавной доске, так как вес рукава и проволочного каркаса приблизительно в два раза больше силы выталкивания, возникающей вследствие разницы давлений в фильтровальной перегородке относительно сечения отверстия рукавной доски. В случае возникновения непредвиденных обстоятельств, когда перепад давлений между камерами грязного и чистого газа становится больше допустимого /рабочего/, а сила выталкивания равна или больше силы веса рукава и проволочного каркаса, каркас вместе с рукавом может подниматься вверх до упора во втулку, установленную на оголовке каркаса. Герметизация рукава в этом случае обеспечивается за счет заклинивания рукава втулкой.

Отверстие в рукавной доске выполнено в форме горловины, сужающаяся часть которой направлена вниз в направлении камеры грязного газа. Диаметр отверстия в рукавной доске и внешний диаметр втулки выбирают с учетом размещения между ними фильтровального материала концевой петли рукава, который обеспечивает уплотнение втулкой рукава путем нажатия втулки вдоль оси рукава в направлении камеры грязного газа. Втулка свободно установлена на оголовке каркаса, и при ее жестком креплении в рукавной доске каркас может свободно перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях в пределах зазоров между втулкой и стержнями оголовка каркаса. Таким образом, фильтровальный рукав с установленным в нем проволочным каркасом имеет одну опору в месте крепления рукава в рукавной доске, и поэтому под действием собственного веса достигается вертикальность оси рукава в фильтре. Расшатывание нижней части рукавов в фильтре под действием динамических сил газовых потоков не влияет на плотность узла крепления рукава к рукавной доске.

Исходя из вышеизложенного и с учетом раскрытой причинно-следственной связи между совокупностью признаков заявляемого изобретения техническим результатом, полученным при их использовании, можно утверждать, что задача, поставленная в основу создания нового устройства для одностороннего крепления рукава в рукавной доске фильтра, выполнена, так как использование заявляемого изобретения позволяет обеспечить надежность крепления и предотвратить прорыв запыленного газа через узел крепления в камеру чистого газа фильтра. Одновременно с этим устройство узла крепления обеспечивает простоту и надежность установки и снятия фильтровального рукава во время монтажа и эксплуатации рукавного фильтра.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображено устройство для одностороннего крепления рукава в рукавной доске фильтра.

Устройство для одностороннего крепления рукава 1 в рукавной доске 2 фильтра включает в себя проволочный каркас 3, установленный внутри рукава 1, и установленное в концевой петле 4 верхней части рукава 1 металлическое кольцо 5, внутренний диаметр которого равен диаметру отверстия 6 рукавной доски 2. Устройство снабжено втулкой 7 со сферообразной поверхностью, свободно установленной на оголовке 8 каркаса 3 и взаимодействующей с внутренней поверхностью верхней части рукава 1, причем каркас 3 установлен внутри рукава 1 с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом радиус сферической поверхности втулки 7 равен половине внутреннего диаметра рукава 1, a отверстие 6 в рукавной доске 2 выполнено закругленным в форме горловины, сужающаяся часть которой направлена вниз.

Отверстие 6 в рукавной доске 2 выполнено методом холодной штамповки и имеет вид горловины. Высота горловины обычно равна 3δ, где δ - толщина рукавной доски 2. В верхней части фильтровального рукава 1 выполнена петля 4, в которую вшито металлическое кольцо 5. Внутренний диаметр металлического кольца 5 равен диаметру отверстия 6 рукавной доски 2. Радиус R сферообразной поверхности втулки 7 равен половине внутреннего диаметра D рукава 1. Для обеспечения жесткости втулки 7 в верхней ее части отгибается кромка, обеспечивающая также удобство при обслуживании рукавов 1. Изготавливается втулка 7 методом холодной штамповки. Втулка 7 свободно установлена на оголовке 8 проволочного каркаса 3, обеспечивая условия для перемещения каркаса 3 в горизонтальной и вертикальной плоскостях в пределах зазоров между втулкой 7 и проволочными стержнями оголовка 8 каркаса 3.

Устройство для одностороннего крепления рукава в рукавной доске фильтра работает таким образом.

Грязный газ подводится к фильтровальному рукаву 1 со стороны его внешней поверхности. В процессе прохождения газа через слой пыли, образовывающийся на внешней поверхности рукава 1, и фильтровальный материал рукава 1 газ очищается и поступает внутрь рукава 1. Далее по фильтровальному рукаву 1 очищенный газ отводится в камеру чистого газа /на чертеже не показана/, а оттуда - в атмосферу.

Монтаж устройства для одностороннего крепления рукава 1 в рукавной доске 2 осуществляется в такой последовательности.

Фильтровальный рукав 1 опускают в отверстие 6 рукавной доски 2 до соприкосновения металлического кольца 5, вшитого в концевую петлю 4 рукава 1 с рукавной доской 2 в месте закругления отверстия 6. В связи с тем, что внешний диаметр металлического кольца 5 больше диаметра отверстия 6 рукавной доски 2, рукав 1 надежно подвешивается на рукавной доске 2. В подвешенный рукав 1 вставляется проволочный каркас 3 со свободно установленной на его оголовке 8 втулкой 7, при помощи которой осуществляется заклинивание верхней части рукава 1 в отверстии 6 рукавной доски путем легкого обстукивания по верхней кромке втулки 7 до ее плотной посадки.

Для демонтажа рукава 1 сначала необходимо немного поднять втулку 7, после чего вытягивают проволочный каркас 3, а потом и рукав 1.

Герметизация уплотнения крепления рукава 1 и его надежная эксплуатация обеспечиваются без использования специальных накладок и болтовых соединений.

Изобретение предназначено для очистки газа от пыли и может быть использовано в различных отраслях промышленности: черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности и др. Изобретение позволяет обеспечить надежность крепления рукава в рукавной доске фильтра и предотвратить прорыв запыленного газа через узел крепления в камеру чистого газа фильтра, и одновременно с этим обеспечивается простота и надежность установки и снятия фильтровального рукава во время монтажа и эксплуатации рукавного фильтра. Устройство для одностороннего крепления рукава в рукавной доске фильтра содержит проволочный каркас, установленный внутри рукава, и установленное в концевой петле верхней части рукава металлическое кольцо, внутренний диаметр которого равен диаметру отверстия рукавной доски. Устройство снабжено втулкой со сферообразной поверхностью, свободно установленной на оголовке каркаса и взаимодействующей с внутренней поверхностью верхней части рукава, причем каркас установлен внутри рукава с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом радиус сферической поверхности втулки равен половине внутреннего диаметра рукава, а отверстие в рукавной доске выполнено в форме горловины, сужающаяся часть которой направлена вниз. 1 ил.

Устройство для одностороннего крепления рукава в рукавной доске фильтра, содержащее проволочный каркас, установленный внутри рукава, и установленное в концевой петле верхней части рукава металлическое кольцо, внутренний диаметр которого равен диаметру отверстия рукавной доски, отличающееся тем, что устройство снабжено втулкой со сферообразной поверхностью, свободно установленной на оголовке каркаса и взаимодействующей с внутренней поверхностью верхней части рукава, причем каркас установлен внутри рукава с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом радиус сферической поверхности втулки равен половине внутреннего диаметра рукава, а отверстие в рукавной доске выполнено в форме горловины, сужающаяся часть которой направлена вниз.