ФИЛЬТР-ПОГЛОТИТЕЛЬ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ Российский патент 2012 года по МПК B01D50/00 B01D53/46 

Описание патента на изобретение RU2456058C1

Изобретение относится к сорбционной технике и предназначено для очистки воздуха от химически опасных веществ (ХОВ), отравляющих веществ (ОВ), биорадиоактивных аэрозолей (БРА), а также для поглощения вредных примесей из технологического воздуха, поступающего в промышленное производство, и для очистки выбросов.

Известен фильтр-поглотитель для очистки воздуха, состоящий из цилиндрического корпуса с впускным и выпускным патрубками и расположенных внутри корпуса коаксиально с ним поглощающего и фильтрующего элементов, при этом поглощающий элемент представляет собой зерненый активированный уголь, размещенный между перфорированными цилиндрами из тонкого листового материала (см. пат. США №432230, кл. B01D 50/50, заявлен 08.09.1980). Недостатком этого фильтра является нерациональное использование внутреннего объема, неудовлетворительные прочность и габаритный объем.

Известен также фильтр-поглотитель для очистки воздуха, содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками и расположенные внутри корпуса коаксиально с ним фильтрующий и поглощающий элементы.

Поглощающий элемент выполнен из зерненого активированного угля, а фильтрующий - из фильтр-картона (см. пат. США №434523, кл B01D 46/46, заявлен 30.04.1981). Недостатком фильтра является возможность выделения пыли из зерненого активированного угля при эксплуатации, что особенно опасно при поглощении высокотоксичных веществ, оседаемых на частицах пыли.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является фильтр-поглотитель для очистки воздуха от токсичных веществ (см. пат. РФ №2311948, кл. В01D 50/00, заявлен 18.05.2006 г.), содержащий цилиндрический корпус с дном, съемной крышкой с болтовым фланцевым соединением, впускным и выпускным патрубками и расположенные внутри корпуса коаксиально с ним фильтрующий элемент и сорбирующий блок, поджатые к дну корпуса: первый с помощью шпильки, а второй с помощью крышки. Он принят за прототип предлагаемого изобретения.

Однако конструкция прототипа не позволяет производить замену и надежную герметизацию фильтрующего элемента. Отсутствие впускного патрубка на дне корпуса не позволяет монтировать фильтры-поглотители в колонки на удвоенный и утроенный расход очищаемого воздуха.

Фильтр-поглотитель по прототипу не позволяет обеспечить очистку воздуха от аммиака и обладает недостаточной динамической активностью по другим ХОВ.

Задача изобретения состоит в создании фильтра поглотителя многоразового действия с повышенной динамической активностью на увеличенный расход очищаемого воздуха при минимальных габаритных параметрах и сопротивлении воздушному потоку, а также с возможностью замены в процессе эксплуатации как сорбирующего блока, так и фильтрующего элемента с высокой степенью надежности для комплексной очистки воздуха не только от ОВ и БРА, но и от ХОВ.

Технический результат заключается в существенном увеличении динамической активности по ОВ и ХОВ, в том числе по аммиаку и двуокиси серы, по которым прототип практически не работает, а также в возможности замены отработанных фильтрующего элемента и сорбирующего блока на объектах при оптимальных габаритных размерах, увеличенном расходе воздуха и надежной герметизации фильтрующего элемента и сорбирующего блока.

Указанный технический результат достигается предложенным фильтром-поглотителем для очистки воздуха от токсичных веществ, содержащим цилиндрический корпус с дном и съемной крышкой с болтовым фланцевым соединением, впускным и выпускным патрубками, расположенные внутри корпуса осевую шпильку с поджимной гайкой и коаксиально с ним фильтрующий элемент и формованный сорбирующий блок в виде полого цилиндра из смеси углеродсодержащего сорбента с объемом микропор не менее 0,55 см3/г, импрегнированного соединениями меди, хрома, серебра и триэтилендиамином, и взятого в количестве 30-40% об., химпоглотителя, пропитанного водным раствором сернокислого никеля и взятого в количестве 45-55% об., и термопластического полимера, взятого в количестве 14-16% об.

Кроме того, фильтр-поглотитель снабжен дополнительным впускным патрубком, прикрепленным к дну корпуса, и крестовинами, соединенными с впускными патрубками и со шпилькой для герметичного поджатия фильтрующего элемента вместе с сорбирующим блоком к крышке и дну корпуса.

Отличие предлагаемого фильтра-поглотителя от прототипа заключается в том, что впускной патрубок жестко соединен с нижней стороной крышки, а фильтр-поглотитель снабжен дополнительным впускным патрубком, прикрепленным к дну корпуса, и крестовинами, соединенными с впускными патрубками и со шпилькой для герметичного поджатия фильтрующего элемента вместе с сорбирующим блоком к крышке и дну корпуса, при этом углеродсодержащий сорбент импрегнирован соединениями меди, хрома, серебра и триэтилендиамином, а сорбирующий блок дополнительно имеет химпоглотитель, пропитанный водным раствором сернокислого никеля, при следующем соотношении компонентов в блоке, об.%:

- углеродосодержащий сорбент с объемом микропор не менее 0,55 см3/г, импрегнированный соединениями меди, хрома, серебра и триэтилендиамином 30-40 - химпоглотитель, пропитанный водным раствором сернокислого никеля 45-55 - термопластичный полимер 14-16.

В результате многочисленных экспериментов было установлено, что углеродный сорбент с микропористостью только не менее 0,55 см3/г обеспечивает повышенную динамическую активность при комплексной очистке воздуха от токсичных веществ.

Кроме того, было установлено, что повышенная динамическая активность фильтра поглотителя по аммиаку и двуокиси серы достигается при использовании химпоглотителя, представляющего собой углеродсодержащий сорбент с объемом микропор не менее 0,55 см3/г, пропитанный раствором сернокислого никеля с массовой долей 24-29%.

На фигуре приведен вид спереди фильтра-поглотителя с частичным размером.

Предложенный фильтр-поглотитель включает корпус (1), крышку (2), дно (3), впускные патрубки (4), выпускной патрубок (5), шпильку (6), поджимную гайку (7), крестовины (8), фильтрующий элемент (9), сорбирующий блок (10), байонетные соединения (11).

Корпус (1) фильтр-поглотителя металлический, съемная крышка (2) металлическая с жестким фланцем для поджатия сорбирующего блока. Сорбирующий блок (10) представляет собой формованный полый цилиндр в виде прочного монолита, изготовленного из углеродосодержащего сорбента (активированного угля), химпоглотителей и термопластичного полимера (полиэтилена) методом термоформования. Фильтрующий элемент (9) выполнен из фильтркартона складчатой конструкции на каркасе, и вместе с сорбирующим блоком (10) через уплотнительные прокладки зажат между крышкой (2) и дном (3).

Одновременное герметичное поджатие фильтрующего элемента (9) и сорбирующего блока (10) к дну (3) и крышке (2) корпуса (1) фильтра-поглотителя осуществляется с помощью приваренной к нижней крестовине (4) шпильки (6), верхней крестовины (4) и поджимной гайки (7). Как показывает практика, одновременное поджатие фильтрующего элемента и сорбирующего блока в предложенной конструкции обеспечивает наиболее надежную их герметизацию в корпусе фильтра-поглотителя, а предложенный состав сорбирующего блока значительно повышает универсальность фильтра-поглотителя по токсичным веществам.

Фильтр-поглотитель работает следующим образом. Очищаемый воздух через впускной патрубок (4) поступает в фильтр-поглотитель, проходит фильтрующий элемент (9), затем сорбирующий блок (10) и через боковой выпускной патрубок (5) выходит очищенным из фильтра-поглотителя. Предлагаемая конструкция фильтра-поглотителя позволяет с помощью байонетных соединений собирать их в колонки по нескольку штук, например 2-3 фильтра. В этом случае расход воздуха увеличивается соответственно в 2-3 раза.

В результате многочисленных испытаний было установлено, что наиболее универсальными являются фильтры-поглотители, у которых сорбирующий блок имеет состав в заявленных пределах. При уменьшении количества химпоглотителя значительно снижались динамическая активность фильтра-поглотителя по аммиаку и двуокиси серы, практически не увеличиваясь по другим токсичным веществам. Если количество химпоглотителя в блоке выше заявленного, то практически не повышается динамическая активность фильтра-поглотителя по аммиаку и двуокиси серы, но снижается по другим токсичным веществам. Это подтверждается и данными таблицы. В таблице из большого количества испытаний предлагаемого фильтра-поглотителя приведены три: первое с оптимальным содержанием компонентов в блоке в заявленных пределах (1 состав блока), второе с повышенным содержанием углеродосодержащего сорбента и пониженным содержанием химпоглотителя по сравнению с заявленными пределами (2 состав блока), третье с пониженным содержанием углеродосодержащего сорбента и повышенным - химпоглотителя по сравнению с заявленными пределами их содержания (3 состав блока).

В четвертой строке таблицы приведено испытание фильтра-прототипа по тем же токсичным веществам: он не защищает от аммиака и хлорциана и значительно хуже - от двуокиси серы, декана и ДЭДМК.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает оптимальными защитными характеристиками по химическим опасным и отравляющим веществам, удовлетворительными габаритными размерами, возможностью замены в процессе эксплуатации как сорбирующего блока, так и фильтрующего элемента с высокой степенью надежности герметизации.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на решение поставленной задачи, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Похожие патенты RU2456058C1

название год авторы номер документа
Фильтр-поглотитель 2018
  • Нечаев Антон Владимирович
  • Куликов Николай Константинович
  • Шевченко Александр Онуфриевич
  • Трошин Сергей Владимирович
  • Куликова Татьяна Юрьевна
  • Марьина Эмилия Валерьевна
  • Лексюкова Алла Анатольевна
RU2695184C1
ФИЛЬТР-ПОГЛОТИТЕЛЬ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ 2006
  • Антонов Виктор Васильевич
  • Батанина Джульетта Васильевна
  • Карев Валерий Андреевич
  • Колобов Владимир Викторович
  • Куличенко Елена Ивановна
  • Макляев Владимир Петрович
  • Соловьев Сергей Николаевич
  • Чебыкин Валентин Васильевич
RU2311948C1
ФИЛЬТРУЮЩЕ-СОРБИРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ СРЕДСТВ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА 2001
  • Дворецкий Г.В.
  • Куличенко Е.И.
  • Попов В.П.
  • Чебыкин В.В.
RU2195993C1
ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ 2011
  • Соловьев Сергей Николаевич
  • Каменер Олег Евгеньевич
  • Макляев Владимир Петрович
  • Сергеев Валерий Петрович
RU2467787C1
ФИЛЬТР-ПОГЛОТИТЕЛЬ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ВРЕДНЫХ ПРИМЕСЕЙ 2017
  • Соловьев Сергей Николаевич
  • Листочкина Татьяна Михайловна
  • Першикова Елена Владимировна
  • Гринь Раиса Петровна
  • Сергеев Валерий Петрович
RU2650159C1
ФИЛЬТР АДСОРБЦИОННЫЙ ВЫТЯЖНОЙ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЛЕТУЧИХ СОЕДИНЕНИЙ 2008
  • Жуков Виталий Георгиевич
  • Веприцкий Андрей Александрович
  • Попов Владимир Олегович
RU2395328C1
СОРБЦИОННО-ФИЛЬТРУЮЩАЯ ЗАГРУЗКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ЙОДА 1999
  • Гарусов Ю.В.
  • Карраск М.П.
  • Темкин Л.И.
  • Крицкий В.Г.
  • Ампелогова Н.И.
  • Крупенникова В.И.
  • Кудряшов Л.А.
RU2161338C2
ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ 1996
  • Попов В.П.
  • Смирнов В.Ф.
  • Чебыкин В.В.
  • Дворецкий Г.В.
  • Карев В.А.
  • Мухин В.М.
RU2091314C1
ФИЛЬТР-ПОГЛОТИТЕЛЬ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ 2000
  • Чебыкин В.В.
  • Васильев Н.П.
  • Дворецкий Г.В.
  • Макляев В.П.
  • Романчук Э.В.
RU2156644C1
ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ЙОДА 2003
  • Ампегелова Н.И.
  • Иванов В.Д.
  • Корниенко В.Н.
  • Крицкий В.Г.
  • Крупенникова В.И.
  • Рыбкин Н.И.
RU2262758C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 456 058 C1

Реферат патента 2012 года ФИЛЬТР-ПОГЛОТИТЕЛЬ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к сорбционной технике и предназначено для очистки воздуха от химически опасных веществ (ХОВ), отравляющих веществ (ОВ), биорадиоактивных аэрозолей (БРА), а также для поглощения вредных примесей из технологического воздуха, поступающего в промышленное производство, и очистки выбросов. Фильтр-поглотитель содержит цилиндрический корпус с дном, съемной крышкой с болтовым фланцевым соединением, впускным и выпускным патрубками и расположенные внутри корпуса осевую шпильку с поджимной гайкой и коаксиально с ним фильтрующий элемент и формованный сорбирующий блок. Сорбирующий блок представляет собой полый цилиндр из смеси углеродсодержащего сорбента и термопластичного полимера. Впускной патрубок жестко соединен с нижней стороной крышки. Фильтр-поглотитель снабжен дополнительным впускным патрубком, прикрепленным к дну корпуса, и крестовинами, соединенными с впускными патрубками и со шпилькой для герметичного поджатия фильтрующего элемента вместе с сорбирующим блоком к крышке и дну корпуса. Углеродсодержащий сорбент импрегнирован соединениями меди, хрома, серебра и триэтилендиамином, а сорбирующий блок дополнительно имеет химпоглотитель, пропитанный водным раствором сернокислого никеля. Технический результат: увеличение динамической активности по ОВ и ХОВ, в том числе по аммиаку и двуокиси серы, возможность замены отработанных фильтрующего элемента и сорбирующего блока, увеличенный расход воздуха и надежная герметизация фильтрующего элемента и сорбирующего блока. 1 ил., 1 табл.

Формула изобретения RU 2 456 058 C1

Фильтр-поглотитель для очистки воздуха от токсичных веществ, содержащий цилиндрический корпус с дном, съемной крышкой с болтовым фланцевым соединением, впускным и выпускным патрубками и расположенные внутри корпуса осевую шпильку с поджимной гайкой и коаксиально с ним фильтрующий элемент и формованный сорбирующий блок, представляющий собой полый цилиндр из смеси углеродсодержащего сорбента и термопластичного полимера, отличающийся тем, что впускной патрубок жестко соединен с нижней стороной крышки, а фильтр-поглотитель снабжен дополнительным впускным патрубком, прикрепленным к дну корпуса, и крестовинами, соединенными с впускными патрубками и со шпилькой для герметичного поджатия фильтрующего элемента вместе с сорбирующим блоком к крышке и дну корпуса, при этом углеродсодержащий сорбент импрегнирован соединениями меди, хрома, серебра и триэтилендиамином, а сорбирующий блок дополнительно имеет химпоглотитель, пропитанный водным раствором сернокислого никеля, при следующем соотношении компонентов в блоке, об.%:
углеродсодержащий сорбент с объемом микропор не менее 0,55 см3/г, импрегнированный соединениями меди, хрома, серебра и триэтилендиамином 30-40 химпоглотитель, пропитанный водным раствором сернокислого никеля 45-55 термопластичный полимер 14-16

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2456058C1

ФИЛЬТР-ПОГЛОТИТЕЛЬ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ТОКСИЧНЫХ ВЕЩЕСТВ 2006
  • Антонов Виктор Васильевич
  • Батанина Джульетта Васильевна
  • Карев Валерий Андреевич
  • Колобов Владимир Викторович
  • Куличенко Елена Ивановна
  • Макляев Владимир Петрович
  • Соловьев Сергей Николаевич
  • Чебыкин Валентин Васильевич
RU2311948C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ТОКСИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ И ФИЛЬТРУЮЩИЙ МОДУЛЬ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ГАЗООБРАЗНЫХ ТОКСИЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ 2000
  • Кумпаненко И.В.
  • Лосев В.В.
  • Шеляпин И.П.
  • Васильев Н.П.
  • Романчук Э.В.
  • Замараев Б.К.
  • Дейкун М.М.
  • Ермаков А.И.
  • Довидчук А.Н.
RU2172641C1
МУЛЬТИКАССЕТНАЯ КОЛЬЦЕВАЯ СЕПАРАЦИОННАЯ НАСАДКА 1998
  • Ананенков А.Г.
  • Салихов З.С.
  • Губин В.М.
  • Мурин В.И.
  • Зайцев Н.Я.
  • Якупов З.Г.
  • Шевелев С.А.
  • Шенкнехт А.И.
  • Ахметшин Б.С.
  • Бурмистров А.Г.
RU2124395C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБИРУЮЩЕГО БЛОКА 2005
  • Соловьев Сергей Николаевич
  • Каменер Евгений Абрамович
  • Мухин Виктор Михайлович
  • Крайнова Ольга Леонтьевна
  • Фадеев Валерий Степанович
RU2297277C1
Устройство для опроса информационных каналов 1983
  • Абугов Юрий Оскарович
SU1144109A1
US 5158077 A, 27.10.1992.

RU 2 456 058 C1

Авторы

Макляев Владимир Петрович

Чебыкин Валентин Васильевич

Куликов Николай Константинович

Соловьев Сергей Николаевич

Сергеев Валерий Петрович

Куличенко Елена Ивановна

Даты

2012-07-20Публикация

2011-02-11Подача