УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫГРУЗКИ ПЫЛИ ИЗ ФИЛЬТРОВ Российский патент 2007 года по МПК B01D46/02 B01D46/42 B65G65/46 

Изобретение относится к устройствам для выгрузки пыли из бункеров фильтров, а именно рукавных фильтров, и может быть использовано в металлургической, химической, цементной, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен пылевой шнек-затвор для выгрузки уловленной в газоочистных аппаратах пыли (Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Пылеулавливание и очистка газов в цветной металлургии. - М.: Металлургия, 1977. - С.155), содержащий корпус с окном для выгрузки пыли. Внутри корпуса размещен шнек с постоянным шагом и патрубок для регулирования толщины пробки пыли.

Герметичность такого шнека-затвора обеспечивается пробкой пыли, толщина которой регулируется перемещением патрубка, который закрывает окно для выгрузки пыли из корпуса.

Недостатком такого шнека-затвора является то, что он не обеспечивает полной выгрузки пыли из бункера газоочистного аппарата, в шнеке-затворе которого всегда остается пробка пыли. При остановке газоочистного аппарата на продолжительное время (во время ремонтов, осмотров) происходит слипание и затвердевание пыли, приводящие к выходу из строя всего шнека-затвора в момент его запуска.

Известен затвор - плоская мигалка (Мазус М.Г., Мальгин А.Д., Моргулис М.Л. Фильтры для улавливания промышленных пылей. - М.: Машиностроение, 1985. - С.131), содержащий корпус с шарнирно закрепленной заслонкой и ограничитель заслонки.

Принцип работы такого затвора построен на том, что заслонка открывается, когда статический напор слоя пыли в бункере газоочистного аппарата превышает перепад давлений по обеим сторонам заслонки и пыль высыпается. То есть выгрузка пыли зависит от перепада давлений: при перепаде давлений менее 400-500 Па происходит полное высыпание пыли, при перепаде давлений более 500 Па происходит ее частичное высыпание.

Однако при использовании такого затвора очень высок риск подсоса воздуха, именно поэтому его использование возможно только для хорошо текучей пыли и в условиях равномерного выдавания уловленной пыли. Кроме того, конструкция такого затвора не обеспечивает контролируемую выгрузку пыли, что, в свою очередь, не позволяет использовать бункер газоочистного аппарата для накопления пыли, а требует установки дополнительного бункера-накопителя пыли, вследствие чего увеличиваются габариты газоочистного аппарата по высоте.

Известен шлюзовой затвор для сбора пыли с выгрузочным патрубком, который установлен в желобе фильтра для очистки воздуха от пыли (Патент Российской Федерации №2056907, МПК⁶ В01D 46/02, опубл. 27.03.96, бюл. №9). В таком фильтре камера шлюзового затвора выгрузочного патрубка и камера клапана обратной продувки сообщены между собой воздухопроводом, который обеспечивает поочередное срабатывание заслонок шлюзового затвора и выгрузку пыли из желоба, а привод вала осуществляется с помощью лопастного колеса, с которым периодически взаимодействует толкатель, закрепленный на валу редуктора, при этом обеспечивается последовательное открытие и закрытие клапанов обратной продувки каждой секции фильтра.

К недостаткам такой системы выгрузки пыли можно отнести большие габариты шлюзового затвора по высоте, неконтролируемую выгрузку пыли, что обусловлено режимом обратной продувки секций и требует установки дополнительного бункера-накопителя пыли, что, в свою очередь, требует увеличения габаритов фильтра по высоте. Такой шлюзовой затвор не обеспечивает полной выгрузки пыли. Кроме того, при попадании на нижнюю заслонку шлюзового затвора увеличенного количества пыли и ее открывании происходит подсос воздуха, что приводит к уменьшению разрежения в фильтре и, соответственно, к ухудшению качества фильтрования.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является винтовой затвор (Старк С.Б. Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве. - М.: Металлургия, 1990. - С.212), содержащий корпус с выполненным в его торце выгрузочным отверстием. В корпусе установлен консольно закрепленный в подшипниковой опоре и оборудованный приводом вращения шнек с переменным шагом, при этом выгрузочное отверстие оборудовано обратным клапаном, закрывающимся под действием груза, и укрытием.

Такой затвор в большей степени удовлетворяет условиям, предъявляемым к устройствам для выгрузки пыли из фильтров. Вместе с тем, такое устройство не обеспечивает полной выгрузки пыли из самого затвора, что приводит к затвердеванию пыли при остановках газоочистной установки и после продолжительного перерыва приводит к выходу из строя винтового затвора. Консольное крепление шнека усложняет процесс выгрузки пыли из щелевого бункера, длина щели которого может составлять несколько метров. Кроме того, принимая во внимание, что усилие прижимания грузом обратного клапана лимитируется условиями выгрузки пыли (то есть для выгрузки пыли осевое усилие, создаваемое шнеком и перемещающее пыль, должно быть большим, чем усилие, создаваемое грузом), в таком устройстве невозможно предотвратить подсос воздуха в бункер при значительном разрежении в фильтре.

В основу заявляемого изобретения поставлена задача создать такое устройство для выгрузки пыли из фильтров, которое позволит повысить надежность его работы, обеспечит полную принудительную выгрузку пыли как из бункера фильтра, так и из самого устройства для выгрузки пыли, позволит предотвратить подсос воздуха в бункер, который находится под большим (до 10 кПа) разрежением, на всех этапах процесса выгрузки пыли, а также обеспечит выгрузку пыли из щелевого бункера (с длиной щели до 6 м), позволит уменьшить габариты устройства по высоте, а, соответственно, снизить его стоимость, улучшить условия труда обслуживающего персонала и предотвратить потери пыли как ценного сырья.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для выгрузки пыли из фильтров, содержащем корпус с выполненным в его торце выгрузочным отверстием, в корпусе устройства установлен закрепленный в подшипниковой опоре и оборудованный приводом вращения шнек с переменным шагом, при этом выгрузочное отверстие оборудовано обратным клапаном и укрытием, в соответствии с изобретением в разгрузочной торцевой части корпуса устройство оборудовано дополнительной подшипниковой опорой для крепления шнека и установленным на конце шнека защитным диском, конец шнека выступает за разгрузочный торец корпуса, обратный клапан выполнен конусообразной формы, закреплен на корпусе шарнирно и оборудован приводом, а укрытие оборудовано аспирационным воздухопроводом. Шаг шнека устройства для выгрузки пыли из фильтров выполнен с уменьшением в сторону выгрузочного отверстия. Устройство установлено с наклоном к горизонтали под углом 5÷15°, причем выгрузочное отверстие расположено выше конца шнека, который соединен с приводом вращения.

Оборудование устройства для выгрузки пыли из фильтров в разгрузочной торцевой части корпуса дополнительной подшипниковой опорой для крепления шнека (то есть шнек закреплен с двух сторон) обеспечивает уменьшение сгибающего момента, действующего на шнек, и позволяет увеличить длину шнека до 6 м, что, в свою очередь, позволяет обеспечить выгрузку пыли не только из пирамидальных, а также из щелевых бункеров фильтров (с длиной щели до 6 м). Кроме того, такое оборудование позволяет повысить надежность работы всего устройства для выгрузки в целом и обеспечить полную принудительную выгрузку пыли как из бункера фильтра, так и из самого устройства.

Оборудование устройства установленным на конце шнека защитным диском позволяет защитить от выгружаемой пыли дополнительную подшипниковую опору для крепления шнека, повысить надежность ее работы, а также всего устройства в целом. К тому же, защитный диск способствует обеспечению полной принудительной выгрузки пыли как из бункера фильтра, так и из самого устройства для выгрузки пыли, устраняя возможность ее зависания и комкования как на дополнительной подшипниковой опоре, так и на конусообразном профиле обратного клапана, что, кроме того, предотвращает потери пыли как ценного сырья.

Полная принудительная выгрузка пыли из полости корпуса устройства, а следовательно, и из бункера фильтра обеспечивается за счет того, что конец шнека выступает за разгрузочный торец корпуса, что, в свою очередь, повышает надежность работы устройства в целом и предотвращает потери пыли как ценного сырья.

Выполнение обратного клапана конусообразной формы, его шарнирное закрепление на корпусе и оборудование приводом позволяет исключить зависание пыли на самом клапане при ее выгрузке, обеспечивает полную выгрузку пыли как из бункера фильтра, так и из самого устройства для выгрузки пыли, а также обеспечивает надежное уплотнение выгрузочного отверстия при отсутствии пыли в бункере фильтра, предотвращая при этом подсос воздуха в бункер, находящийся под большим (до 10 кПа) разрежением, на всех этапах процесса выгрузки пыли (например, при запуске фильтра, когда дымосос включен, фильтр находится под разрежением, а в бункере отсутствует пыль). Кроме того, такое выполнение позволяет улучшить условия труда обслуживающего персонала.

Оборудование укрытия аспирационным воздухопроводом обеспечивает удаление возгонной пыли, что позволяет предупредить образование пылевого облака в зоне выгрузки пыли, улучшить условия труда обслуживающего персонала и предотвратить потери пыли как ценного сырья.

Выполнение шага шнека с уменьшением в сторону выгрузочного отверстия позволяет уменьшить габариты корпуса устройства и исключить подсос воздуха в бункер фильтра при уменьшенной длине пылевой пробки. Предотвращение подсоса воздуха в бункер находящегося под разрежением фильтра обеспечивается уплотнением тракта выгрузки за счет пылевой пробки, которая образуется в корпусе устройства между выгрузочным отверстием и бункером фильтра, а также находящегося в бункере столба пыли. Длина пылевой пробки зависит от разрежения в фильтре и свойств пыли. Уменьшить длину пылевой пробки, а, соответственно, и габариты корпуса устройства возможно за счет уменьшения шага шнека в сторону выгрузочного отверстия, что обеспечивает уплотнение пылевой пробки и уменьшает ее проницаемость для воздуха.

Выполнение устройства для выгрузки пыли из фильтров с наклоном к горизонтали под углом 5÷15° так, что выгрузочное отверстие расположено выше конца шнека, который соединен с приводом вращения, обеспечивает уменьшение габаритов устройства по высоте и тем самым снижает его стоимость.

Выбор угла наклона 5÷15° является оптимальным с позиций обеспечения дополнительного уплотнения пылевой пробки за счет силы тяжести, действующей одновременно при уплотнении пылевой пробки шнеком.

При выполнении наклона устройства с углом, меньшим 5°, невозможно обеспечить дополнительное уплотнение пылевой пробки за счет силы тяжести из-за того, что последняя нейтрализуется силами внутреннего трения самой пыли.

Выполнение устройства с углом наклона, большим 15°, может привести к спонтанному движению части пыли с небольшим углом естественного наклона от разгрузочного отверстия к бункеру фильтра.

Исходя из вышеизложенного и с учетом раскрытой причинно-следственной связи между совокупностью признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом можно утверждать, что задача, поставленная в основу создания нового устройства для выгрузки пыли из фильтров, целиком решена, так как использование изобретения позволяет повысить надежность его работы, обеспечить полную принудительную выгрузку пыли как из бункера фильтра, так и из самого устройства для выгрузки пыли, позволяет предотвратить подсос воздуха в бункер, который находится под большим (до 10 кПа) разрежением, на всех этапах процесса выгрузки пыли, а также обеспечивает выгрузку пыли из щелевого бункера (с длиной щели до 6 м), позволяет уменьшить габариты устройства по высоте, а, соответственно, снизить его стоимость, улучшить условия труда обслуживающего персонала и предотвратить потери пыли как ценного сырья.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где изображено:

- фиг.1 - общий вид устройства для выгрузки пыли из фильтров;

- фиг.2 - узел А на фиг.1;

- фиг.3 - вариант выполнения устройства для выгрузки пыли из фильтров;

- фиг.4 - вид Б на фиг.1;

- фиг.5 - узел В на фиг.2.

Устройство для выгрузки пыли из фильтров содержит корпус 1 с выполненным в его торце выгрузочным отверстием, корпус 1 крепится к бункеру фильтра. В корпусе 1 размещен шнек с переменным шагом, который соединен с приводом 3. Шнек 2 в корпусе 1 установлен на подшипниковых опорах 4 и 5 и оборудован защитным диском 6. При этом корпус 1 около выгрузочного отверстия 7 оборудован фланцем 8, на котором с помощью рычажной системы 9 закреплен обратный клапан 10, выполненный конусообразной формы. Обратный клапан 10 с помощью рычажной системы 9 соединен с закрепленным на корпусе 1 приводом 11. Кроме того, корпус 1 оборудован укрытием 12 с отверстием 13 для выхода пыли и аспирационным воздухопроводом 14, а между фланцем 8 и обратным клапаном 10 размещена прокладка 15.

Устройство для выгрузки пыли из фильтров работает следующим образом.

Перед началом операции выгрузки пыли бункер фильтра и внутренняя полость корпуса 1 заполнены пылью, шнек 2 не вращается, обратный клапан 10 прижат приводом 11 через прокладку 15 к фланцу 8.

По достижении максимального уровня пыли в бункере фильтра датчик верхнего уровня пыли (на чертежах не показан) дает команду на включение привода 3 вращения шнека 2 и на открывание обратного клапана 10 приводом 11 с помощью рычажной системы 9.

Шнеком 2 пыль подается к выгрузочному отверстию 7 и дальше через отверстие 13 укрытия 12 направляется за пределы фильтра.

Защитный диск 6 позволяет защитить дополнительную подшипниковую опору 5 для крепления шнека 2 от выгружаемой пыли. По аспирационному воздухопроводу 14 возгонная пыль удаляется в систему аспирации.

Благодаря тому, что конец шнека 2 выступает за разгрузочный торец корпуса 1 (на величину Δ), пыль принудительно выгружается из внутренней полости корпуса 1, а следовательно, и из бункера фильтра.

Подсос воздуха в бункер находящегося под разрежением фильтра не происходит из-за того, что уплотнение тракта выгрузки достигается за счет пылевой пробки, которая образуется в корпусе 1 устройства между выгрузочным отверстием 7 и бункером фильтра, а также находящегося в бункере столба пыли. Длина пылевой пробки зависит от разрежения в фильтре и свойств пыли. Уменьшить длину пылевой пробки, а, следовательно, и габариты корпуса 1 устройства возможно за счет уменьшения шага шнека 2 в сторону выгрузочного отверстия 7 (t₁<t), что приводит к уплотнению пылевой пробки и уменьшает ее проницаемость для воздуха.

По достижении нижнего расчетного уровня пыли в бункере фильтра датчик нижнего уровня пыли (на чертежах не показан) дает команду на отключение привода 3 и на закрытие клапана 10.

Во время ремонтов, осмотров фильтра, когда он останавливается на продолжительное время, необходима полная выгрузка пыли как из бункера фильтра, так и из самого устройства для выгрузки пыли, так как пыль, как правило, содержит вяжущие составляющие и может затвердеть, а это может привести к аварийной ситуации (поломка шнека при запуске).

Выполнение шнека 2 выступающим за разгрузочный торец корпуса 1 обеспечивает полную принудительную выгрузку пыли из всей системы пылевыгрузки.

При запуске фильтра, когда пыль в бункере фильтра отсутствует, герметичность устройства для выгрузки пыли обеспечивается прижиманием обратного клапана 10 через прокладку 15 к фланцу 8 при помощи привода 11 через рычажную систему 9.

Изобретение относится к устройствам для выгрузки пыли из бункеров фильтров. Устройство содержит корпус с выполненным в его торце выгрузочным отверстием. В корпусе установлен закрепленный в подшипниковой опоре и оборудованный приводом вращения шнек с переменным шагом, при этом выгрузочное отверстие оборудовано обратным клапаном и укрытием. В разгрузочной торцевой части корпуса устройство оборудовано дополнительной подшипниковой опорой для крепления шнека и установленным на конце шнека защитным диском, конец шнека выступает за разгрузочный торец корпуса, обратный клапан выполнен конусообразной формы, закреплен на корпусе шарнирно и оборудован приводом, а укрытие оборудовано аспирационным воздухопроводом. Шаг шнека выполнен с уменьшением в сторону выгрузочного отверстия. Устройство установлено с наклоном к горизонтали под углом 5-15°, причем выгрузочное отверстие расположено выше конца шнека, который соединен с приводом вращения. Технический результат: повышение надежности работы фильтра, обеспечение полной принудительной выгрузки пыли из бункера фильтра и из самого устройства для выгрузки пыли, предотвращение подсоса воздуха в бункер на всех этапах процесса выгрузки пыли, уменьшение высоты и, соответственно, снижение стоимости, улучшение условий труда обслуживающего персонала и предотвращение потери пыли как ценного сырья. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для выгрузки пыли из фильтров, содержащее корпус с выполненным в его торце выгрузочным отверстием, в корпусе установлен закрепленный в подшипниковой опоре и оборудованный приводом вращения шнек с переменным шагом, при этом выгрузочное отверстие оборудовано обратным клапаном и укрытием, отличающееся тем, что в разгрузочной торцевой части корпуса устройство оборудовано дополнительной подшипниковой опорой для крепления шнека и установленным на конце шнека защитным диском, конец шнека выступает за разгрузочный торец корпуса, обратный клапан выполнен конусообразной формы, закреплен на корпусе шарнирно и оборудован приводом, а укрытие оборудовано аспирационным воздухопроводом.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что шаг шнека выполнен с уменьшением в сторону выгрузочного отверстия.3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что устройство установлено с наклоном к горизонтали под углом 5÷15°, причем выгрузочное отверстие расположено выше конца шнека, который соединен с приводом вращения.