ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2010 года по МПК B01D46/52 

Изобретение относится к производству фильтрующих элементов, в частности гофрированных панельного типа, и может быть использовано для очистки воздуха от мелкодисперсной пыли в качестве второй ступени очистки на наземных газотурбинных установках (ГТУ).

Эксплуатация наземных газотурбинных установок, работающих в составе стационарных теплоэлектростанций и газоперекачивающих агрегатов, работа которых связана с поступлением в газовоздушный тракт газотурбинного двигателя установки воздуха из слоев атмосферы, лежащих непосредственно над поверхностью земли, ставит многочисленные проблемы, обусловленные необходимостью защиты агрегатов газотурбинного двигателя от вредного воздействия запыленного воздуха. При работе двигателя в условиях сильной запыленности атмосферы поступающая пыль оказывает эрозионное воздействие на лопатки компрессора двигателя и может осаждаться в виде твердых отложений на деталях горячей части двигателя. Как результат - снижение механических и аэродинамических характеристик, снижение мощности и тепловой экономичности установок.

Таким образом, с целью снижения содержания пылевых частиц в воздухе, поступающем в газовоздушный тракт ГТД, наземные ГТУ должны иметь высокоэффективные системы подготовки и очистки циклового воздуха.

На наземных ГТУ, как правило, используются двухступенчатые системы очистки воздуха, состоящие из инерционных циклонов в качестве первой ступени и тканевых мешочных, рукавных или каркасных (ячейковые карманные) фильтров в качестве фильтров тонкой очистки.

Известны ячейковые карманные фильтры, которые могут быть приняты в качестве аналогов. Каталог оборудования фирмы «Folter» («Фильтры воздушные. Пылеуловители.». www.folter.ru).

Ячейковые карманные фильтры представляют собой устройства, выполненные в виде каркасов, на которые натянуты тканевые полотна в виде мешков или наклонных стенок.

Ячейковые тканевые фильтры имеют ряд существенных недостатков, основными из которых являются относительно большой занимаемый объем пространства или, если объем небольшой, то недостаточная площадь поверхности фильтрующего элемента. Сам метод очистки, реализованный в данных фильтрах, характеризуется большими гидравлическими потерями и малым ресурсом фильтров и поэтому экономически невыгоден для использования в ГТУ.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению и принятым за прототип является фильтр для очистки воздуха», содержащий корпус с расположенным в нем фильтр-пакетом из фильтр-элементов (Патент RU №2050946, МКИ 7 B01D 46/52. Фильтр для очистки воздуха и способ его изготовления. Опубл. 27.12.95, бюл. №36). Данный фильтр для очистки воздуха принят за прототип.

Недостатками фильтра являются сложность герметизации, высокие массогабаритные характеристики, трудоемкость изготовления, что не позволяет обеспечить заданные требования к качеству очистки воздуха для ГТД наземного применения, а также невозможность разборки фильтра с целью утилизации или регенерации фильтрующего элемента, что приводит к снижению эксплуатационных характеристик, а также снижению ресурса.

Решаемой технической задачей предлагаемого изобретения является создание высокоэффективных фильтров очистки воздуха.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого изобретения, является повышение качества герметизации фильтрующего элемента, повышение качества очистки, сокращение времени на его изготовление и повышение ресурса.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, выполненном в виде регулярной складчатой конструкции, фильтрующая поверхность которого образована гранями зигзагообразных гофров, имеющими вид одинаковых многоугольников ромбовидной формы, согласно изобретению фильтрующий элемент в продольном направлении со стороны крайних зигзагообразных линий впадин содержит законцовки, а по торцам фильтрующего элемента выполнены плоские фланцевые участки из попарно соединенных между собой граней гофров для крепления фильтрующего элемента по периметру корпуса фильтра.

Законцовки в зафиксированном виде представляют собой треугольные элементы, образующие фильтрующие поверхности между наклонными гранями.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид фильтрующего элемента, на фиг.2 - сечение фильтрующего элемента по А-А, на фиг.3 - вид фильтрующего элемента по виду Б, на фиг.4 - элемент плоского фланцевого участка фильтрующего элемента (сечение В-В).

Фильтрующий элемент (фиг.1) содержит зигзагообразные гофры 1, выполненные из листового материала методом гибки. Грани 2 гофров сложены по зигзагообразным линиям 3 в поперечном направлении и по пилообразным линиям 4 в продольном направлении и имеют вид многоугольников ромбовидной формы. По крайним зигзагообразным линиям 1 блока фильтрующего элемента выполнены законцовки 5, обеспечивающие герметизацию блока по направлению зигзагообразных линий (фиг.2), по крайним пилообразным линиям 4 выполнены плоские фланцевые участки 6 (фиг.3) из присоединенных друг другу граней блока фильтрующего элемента. Грани соединены между собой соединением 7 методом сварки или склейки по всей длине крайних пилообразных линий.

Фильтрующий элемент работает следующим образом. Воздух поступает перпендикулярно верхней или нижней плоскости фильтрующего элемента и, проходя через грани фильтрующего элемента, очищается от пылевых частиц. Законцовки 5 и плоские фланцевые участки 6 обеспечивают герметизацию по контуру корпуса фильтра.

В предлагаемой конструкции фильтрующего элемента могут быть использованы любые листовые фильтрующие материалы: бумага, картон, полимерные фильтропласты, фольга, металлическая сетка, органопластики и др.

Предлагаемый фильтрующий элемент является высокоэффективным по сравнению с известными аналогами, позволяет повысить качество очистки при одновременном снижении массогабаритных характеристик, а также значительное снижение времени и трудоемкости изготовления фильтров позволяет повысить выпуск и производить разборку фильтра с целью утилизации или регенерации, повышая ресурс фильтров в целом.

Изобретение предназначено для фильтрации. Фильтрующий элемент выполнен в виде регулярной складчатой конструкции, его фильтрующая поверхность образована гранями зигзагообразных гофров, имеющими вид одинаковых многоугольников ромбовидной формы. Фильтрующий элемент в продольном направлении со стороны крайних зигзагообразных линий впадин содержит законцовки, а по торцам фильтрующего элемента выполнены плоские фланцевые участки из попарно соединенных между собой граней гофров для крепления фильтрующего элемента по периметру корпуса фильтра. Законцовки фильтрующего элемента в зафиксированном виде представляют собой треугольные элементы, образующие фильтрующие поверхности между наклонными гранями. Технический результат: повышение качества герметизации фильтрующего элемента, повышение качества очистки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Фильтрующий элемент, выполненный в виде регулярной складчатой конструкции, фильтрующая поверхность которого образована гранями зигзагообразных гофров, имеющими вид одинаковых многоугольников ромбовидной формы, отличающийся тем, что фильтрующий элемент в продольном направлении со стороны крайних зигзагообразных линий впадин содержит законцовки, а по торцам фильтрующего элемента выполнены плоские фланцевые участки из попарно соединенных между собой граней гофров для крепления фильтрующего элемента по периметру корпуса фильтра.

2. Фильтрующий элемент по п.1, отличающийся тем, что законцовки в зафиксированном виде представляют собой треугольные элементы, образующие фильтрующие поверхности между наклонными гранями.