ИНЕРЦИОННЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 2007 года по МПК B60H3/06 B61D27/00 B01D45/08 

Изобретение относится к воздухоочистителям, преимущественно для систем вентиляции пассажирских вагонов локомотивной тяги, электро- и дизельпоездов, других типов подвижного состава.

Известен фильтр по авт. св. СССР №1662627, содержащий заборную решетку, входной сужающийся воздушный канал, пылевую решетку, ловушку, пылевой канал, аэродинамический очиститель (эжектор) и расширяющийся воздушный канал. Пылевая решетка выполнена в виде пластин треугольного профиля, неподвижно закрепленных в один ряд.

Фильтры (по две штуки) укрепляют на боковой стороне транспортного средства и соединяют с всасывающим патрубком вентилятора.

При работе системы вентиляции транспортного средства поток наружного воздуха поступает через воздухозаборную решетку фильтра, ускоряется в конфузорном (сужающемся) канале, а затем направляется через выходной канал в систему вентиляции. Очистка воздуха от пыли происходит в месте поворота потока воздуха. За счет совокупного действия аэродинамических, гравитационных и инерционных сил определенная часть пылевых частиц через пылевую решетку попадает в ловушку и затем удаляется через эжектор наружу. Происходит очистка воздуха от пыли и возврат ее в окружающую среду (в фильтре пыль не задерживается).

Аналогичным образом работает фильтр (патент РФ №2254243).

Недостатками этих фильтров и подобных им являются высокое аэродинамическое сопротивление, преодоление которого требует значительного подъема характеристик вентагрегатов в условиях ограниченных мощностей бортовых источников электроснабжения, а также неудовлетворительная степень очистки. Величины аэродинамического сопротивления и степени очистки взаимосвязаны, и при указанных ограничениях практически невозможно достичь требуемой величины степени очистки.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в устранении указанных недостатков с обеспечением степени очистки на требуемом уровне и снижением на порядок (в 10 раз) величины аэродинамического сопротивления фильтра.

Указанный результат достигается тем, что входной конфузорный канал делится по крайней мере на один ряд равномерно распределенных конфузоров с выходными щелевыми отверстиями, напротив каждого из которых устанавливаются пылеулавливающие трубки с входными коническими каналами и щелевыми отверстиями, образующими пылеулавливающую решетку, нижняя часть которой соединяется с полостью пылесборника и, далее, с пылевым каналом и аэродинамическим очистителем.

Предлагаемое в конструкции деление потока воздуха на ряд плоских струй позволяет значительно приблизить пылеулавливающие трубки к выходным сечениям конфузоров, сократив тем самым путь движения пылевых частиц по инерции с попаданием в трубки при снижении величины необходимой для этого скорости на выходе из конфузоров.

Снижение величины необходимой скорости позволяет увеличить общее живое сечение фильтра для прохода воздуха и, тем самым, значительно снизить аэродинамическое сопротивление фильтра.

Для обеспечения эффективной работы фильтра необходимо, чтобы расстояние между выходным срезом конфузоров и входным сечением пылеулавливающих трубок, а также начальная ширина конических каналов трубок были соответственно равны отрезку высоты и основанию треугольника, угол при вершине которого равен углу раскрытия струи воздуха при выходе из конфузора.

Предлагаемая конструкция фильтра, обладающая указанными отличительными признаками, обеспечит высокую степень очистки воздуха от пыли при значительном снижении аэродинамического сопротивления фильтра.

Новизна предлагаемой конструкции фильтра, характеризуемая ее отличительными признаками, состоит в том, что наличие системы распределенных рядов конфузоров и пылеулавливающих трубок позволяет увеличить проходное (живое) сечение фильтра, снизить аэродинамическое сопротивление, а предложенная геометрия определенных размеров (расстояние между конфузорами и трубками, начальная ширина конических каналов трубок) обеспечить высокую степень очистки.

Указанными свойствами не обладает ни одна из известных конструкций фильтров.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 приведено поперечное сечение фильтра. На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. На фиг.3 - узел сопряжения конфузора и пылеулавливающей трубки.

Фильтр состоит из воздухозаборной решетки 1, корпуса 2, внутри которого расположен фильтрующий узел, состоящий из ряда конфузоров 3 и ряда пылеулавливающих трубок 4, нижняя часть которых соединена с пылесборником 5, полость которого в свою очередь соединяется трубкой 6 с аэродинамическим очистителем 7.

Принцип действия фильтра основан на аэродинамическом разделении двухфазного потока (воздух-пыль), улавливании и эжекторном удалении частиц пыли обратно в окружающую среду в зону, исключающую возможность рециркуляции.

Фильтр работает следующим образом. Наружный воздух, содержащий частицы пыли различной дисперсности, засасывается вентилятором через заборную решетку 1, ускоряется в конфузоре 3. Частицы пыли, увлекаемые воздушным потоком, по инерции пролетают в пылеулавливающие трубки. В результате совместного действия инерционных, гравитационных сил и отсасывающего эффекта аэродинамического очистителя частицы пыли проходят по пылеулавливающим трубкам в пылесборник 5, а затем через трубку 6 аэродинамическим очистителем выбрасываются в окружающую среду. Очищенный воздух огибает пылеулавливающие трубки 4 и направляется в выходной канал прямоугольной формы и далее в систему вентиляции транспортного средства.

Деление воздушного потока на ряд параллельных плоских струй путем применения системы распределенных рядов конфузоров и пылеулавливающих трубок, располагаемых в соответствии с предложенной геометрией (Фиг.1), определяет эффективность работы фильтра.

Перечисленные конструктивные особенности фильтра обеспечивают резкое снижение гидравлического сопротивления (по сравнению с известными конструкциями) и высокую степень очистки.

Предлагаемая конструкция фильтра будет эффективна при использовании как новых транспортных средств, так и эксплуатируемого парка.

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для систем вентиляции пассажирских вагонов, а также других типов подвижного состава. Инерционный фильтр содержит воздухозаборную решетку (1), сопряженную с воздушным каналом, внутри которого в корпусе (2) расположен фильтрующий узел, состоящий из распределенных рядов конфузоров (3) и пылеулавливающих трубок (4) эллипсоидного сечения, нижняя часть которых соединена с пылесборником (5). Полость пылесборника соединена трубкой (6) с аэродинамическим очистителем (7). Распределенные рядами конфузоры и пылеулавливающие трубки, их геометрия и расположение обеспечивают высокую степень очистки и резкое снижение аэродинамического сопротивления. 3 ил.

Инерционный фильтр, преимущественно для железнодорожного транспорта, содержащий корпус, воздухозаборную решетку, входной и выходной воздушные каналы, фильтрующий узел, соединенный через пылесборник и пылевой канал с аэродинамическим очистителем, отличающийся тем, что входной канал делится по крайней мере на один ряд равномерно распределенных конфузоров с выходными щелевыми отверстиями, напротив каждого из которых устанавливаются пылеулавливающие трубки эллипсоидного сечения с входными коническими каналами и щелевыми отверстиями, образующими пылеулавливающую решетку, нижняя часть которой соединяется с полостью пылесборника.