ТКАНЕВАЯ ФИЛЬТРОВАЯ СИСТЕМА Российский патент 2014 года по МПК B01D46/02 

Настоящее изобретение относится к тканевой фильтровой системе для удаления твердых дисперсных частиц из газа, включающей тканевый фильтр, перепускную фильтровую камеру, принимающую газ из тканевого фильтра, выпускной трубопровод, имеющий внутреннюю часть, и через который газ может выходить из перепускной фильтровой камеры, и регулятор расхода потока для регулирования количества газа, выходящего в выпускной трубопровод.

Общий пример тканевой фильтровой системы представлен, например, в патенте США 4336035. Такой фильтр может включать многочисленные мешочные фильтры, которые отделяют твердые дисперсные частицы от газового потока. Типичным применением такой фильтровой системы является очистка дымовых газов из процесса сгорания угля.

В некоторых случаях желательно по существу останавливать течение газа через фильтровую систему, например, чтобы обеспечить обслуживающему персоналу доступ внутрь одной фильтровой системы, тогда как фильтрование продолжается в других, параллельных фильтровых системах.

Это может быть сделано с использованием регулятора расхода потока упомянутого вначале типа, который выполняет это действие с помощью створчатой заслонки, причем она может быть скомпонована как дверца на петлях, которая может двигаться путем поворачивания между двумя положениями, причем в одном из них отверстие в трубопровод открыто, и в другом отверстие закрыто дверцей.

Одна проблема, связанная с такой фильтровой системой, состоит в том, что дверца может становиться трудноуправляемой, в особенности, если поперечное сечение отверстия велико, и поэтому нужно применять большую дверцу. Например, для открывания заслонки требуется значительное усилие.

Задача настоящего изобретения заключается в представлении тканевой фильтровой системы, где течение газа в системе можно регулировать более просто.

Эта задача достигается с помощью тканевого фильтра, как определено в пункте 1 прилагаемой патентной формулы. Более конкретно, тканевая фильтровая система для удаления твердых дисперсных частиц из газа в данном случае включает тканевый фильтр, перепускную фильтровую камеру, принимающую газ из тканевого фильтра, выпускной трубопровод, имеющий внутреннюю часть, и через который газ может протекать из фильтровой камеры, и регулятор расхода потока для регулирования количества газа, выходящего в выпускной трубопровод, причем регулятор расхода потока включает заслонку типа жалюзи.

Такая заслонка оказалась гораздо более эффективной, когда требуется увеличенное отверстие, в особенности такое большое, что может быть использована более чем одна лопасть, причем каждая лопасть закрывает часть отверстия. Каждая лопасть может действовать путем поворота вокруг центра вращения, где усилие, необходимое для выполнения вращения, главным образом не зависит от перепада давлений на заслонке.

Кроме того, выпускной трубопровод с перепускной фильтровой камерой может соединять сужающаяся втулка, имеющая один широкий и один узкий конец, причем широкий конец размещен в перепускной фильтровой камере, и узкий конец расположен внутри выпускного трубопровода. Такая втулка может улучшать течение газа в отверстии трубопровода так, что для данной величины расхода потока и падения давления может быть создано меньшее отверстие и, следовательно, потребуется заслонка меньшего размера. Широкое концевое отверстие может быть сформировано плавно изогнутой поверхностью для поступления газа в выпускной трубопровод, или же может иметь форму воронки.

Втулка может быть прямоугольной, если смотреть по направлению течения газа, тем самым будучи более совместимой с прямоугольной заслонкой типа жалюзи.

Заслонка типа жалюзи может быть управляемой между открытым и закрытым положением, и, кроме того, может быть управляемой для использования по меньшей мере в одном промежуточном положении между открытым и закрытым положением. Это позволяет использовать заслонку не только для прекращения течения газа, но также, например, для выравнивания величины расхода потока газа среди параллельных фильтровых систем.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:

На фиг. 1 показана выходная часть тканевой фильтровой системы согласно прототипу.

На фиг. 2 показана соответствующая выходная часть тканевой фильтровой системы согласно настоящему изобретению.

На фиг. 3 показана заслонка типа жалюзи в закрытом положении.

На фиг. 4 показана заслонка типа жалюзи в открытом положении.

На фиг. 5 показана первая конструкция втулки в отверстии трубопровода.

На фиг. 6 показана вторая конструкция втулки в отверстии трубопровода.

На фиг. 7 показан вид спереди двух отверстий в трубопровод, размещенных рядом друг с другом.

На фиг. 1 показана выходная часть тканевой фильтровой системы согласно прототипу. Тканевые фильтры в общем хорошо известны квалифицированному специалисту, и подробно описаны не будут.

Твердые дисперсные частицы главным образом удаляют из газового потока 1 с помощью тканевого фильтра 3, который может включать многочисленные тканевые мешки или рукава. В типичном варианте применения фильтровая система может быть использована для удаления частиц из потока дымового газа, выходящего из камеры сгорания парового котла, отапливаемого ископаемым топливом. При выходе из тканевого фильтра 3 газ проходит через перепускную фильтровую камеру 5, или фильтровый отсек, на верхней части фильтра 3. Перепускная камера является общей для многочисленных мешочных фильтров. Затем газ через отверстие 6 поступает в выпускной трубопровод 7, который может быть размещен с боковой стороны относительно тканевого фильтра 3 и перепускной камеры 5. Могут быть предусмотрены многочисленные отверстия. Фильтровая система включает регулятор расхода потока в форме створчатой заслонки 9 типа дверцы для каждого отверстия, которая присоединена к шарниру 11 с возможностью поворота. Тем самым створчатая заслонка 9 может быть приведена в движение между открытым положением (показано), где газ имеет возможность поступать в выпускной трубопровод 7, и закрытым положением (обозначенным бледными линиями), где створчатая заслонка 9 закрывает отверстие выпускного трубопровода 7, отделяя его от перепускной камеры 5 над тканевым фильтром 3 таким образом, что газовый поток 1 по существу останавливается. Створчатую заслонку 9 в этом случае приводят в действие с помощью силового привода 13 снаружи стенки 15 трубопровода фильтровой системы. Это открывает, например, обслуживающему персоналу безопасный доступ в перепускную фильтровую камеру для проведения работ по техническому обслуживанию.

Пока тканевый фильтр 3 является относительно небольшим, компоновка, согласно фиг. 1, эффективно решает задачу регулирования течения. Однако когда обсуждают более крупногабаритный тканевый фильтр, имеют дело с повышенным расходом потока газа, и отверстие/отверстия выпускного трубопровода также должно(ны) быть увеличено(ны). Для этого необходимо применение более крупных створчатых заслонок со значительной площадью, для приведения в действие которых требуется большое усилие. Это означает, что створчатые заслонки и связанные с ними силовые приводы будут дорогостоящими в более крупных тканевых фильтровых системах.

Одну альтернативу створчатым заслонкам могло бы представлять использование заслонок типа тарельчатого клапана, которые перемещаются параллельно направлению течения газового потока между положением, где отверстие трубопровода открыто, и еще одним положением, где отверстие закрыто. Однако такие заслонки создают такую же проблему, когда размер отверстия трубопровода увеличивается для обеспечения повышенного расхода потока.

На фиг. 2 показана соответствующая выходная часть тканевой фильтровой системы согласно настоящему изобретению. Эта система включает регулятор расхода потока в форме заслонки 17 типа жалюзи, которую размещают в выпускном трубопроводе. Заслонка 17 типа жалюзи включает одну или более лопастей 19, которые с возможностью вращения закреплены в срединной точке так, что они могут перемещаться между открытым положением, где лопасть 19 расположена более или менее параллельно газовому потоку 1, и закрытым положением, которое является перпендикулярным открытому положению. Заслонка 17 типа жалюзи будет описана более подробно с привлечением фигур 3 и 4.

Для регулирования газового потока можно также использовать промежуточные положения между закрытым и открытым положениями. Это может быть желательным, например, для выравнивания течения от двух или более параллельных фильтров. Тогда заслонку можно регулировать непрерывно между открытым и закрытым положениями.

Может быть предусмотрена сужающаяся втулка 21, имеющая один более широкий 23 и один более узкий конец 25. Втулка соединяет выпускной трубопровод 7 с перепускной камерой 5, причем широкий конец 23 размещают в перепускной камере 5, и узкий конец 25 располагают внутри выпускного трубопровода 7. Эта втулка 21 улучшает профиль течения газового потока так, что на данное падение давления и данную скорость течения газа может быть рассчитано меньшее отверстие. При меньшем отверстии может быть использована заслонка 17 с меньшей площадью. Далее будет приведено обсуждение сужающейся втулки с привлечением фигур 5 и 6.

Подобно решению, представленному на фиг. 1, заслонкой типа жалюзи управляют с помощью силового привода 13, который размещают снаружи стенки 15 перепускной камеры 5. Силовой привод 13 с заслонкой 17 соединяют тягой 27.

На фиг. 3 показана заслонка 17 типа жалюзи в закрытом положении. Иллюстрированная заслонка имеет две лопасти 29, 31, каждая из которых выполнена с возможностью вращения на оси 33, 35 вращения. Оси вращения предпочтительно совпадают со срединными точками лопастей таким образом, что лопасть является уравновешенной. Это облегчает вращение лопасти, когда сам газовый поток не будет поворачивать лопасти.

Лопасти могут быть смонтированы так, что имеется перекрывание в области 37, где лопасти смыкаются в закрытом положении, тем самым обеспечивая герметизирующее действие. Это действие может быть усилено с помощью различных уплотнительных устройств, как это известно в технологии. Первая лопасть 29 управляется силовым приводом (не показан) через тягу 27 таким образом, что прямолинейное перемещение в направлении стрелки рядом с тягой 27 заставляет первую лопасть 29 повернуться вокруг ее оси вращения, тем самым создавая возможность увеличения расхода газового потока, проходящего в выпускной трубопровод. Каждая из лопастей 29, 31 может иметь коленчатый рычаг 39, 41, жестко соединенный с нею вблизи осей вращения, и дальние концы этих рычагов могут быть взаимно соединены с помощью стержня 43 так, что вторая лопасть 31 копирует движение первой лопасти 29. Тем самым вторая лопасть 31 не нуждается в своем собственном силовом приводе. Таким образом, приведением в действие тяги 27, как показано стрелкой на фиг. 3, можно переключать заслонку 17 типа жалюзи в открытое положение, как показано стрелкой на фиг. 4. Как упомянуто, можно использовать заслонку 17 в положениях, которые являются промежуточными для открытого и закрытого положений. Лопасти не обязательно должны управляться в параллельном режиме. Еще один возможный вариант состоит в том, что лопасти могут действовать в антипараллельном режиме, где лопасти вращаются в противоположных направлениях. Еще один дополнительный вариант заключается в регулировании одной лопасти в каждый момент.

На фигурах 3 и 4 показана заслонка 17 типа жалюзи с двумя лопастями. Однако могут быть использованы более чем две лопасти, и также возможен вариант исполнения только с одной лопастью. Эти лопасти могут быть изготовлены, например, из стали.

На фиг. 5 показано поперечное сечение первой конструкции втулки 21 в отверстии трубопровода. Эта конструкция представляет плавно изогнутую поверхность 44 для газового потока 1, поступающего в выпускной трубопровод. Возможны различные степени кривизны колоколообразного сечения, например, кривизна с конкретным радиусом, или кривизна, приблизительно подобная экспоненциальной функции. Это будет выравнивать газовый поток, и снижать падение давления в отверстии выпускного трубопровода. Однако втулка 45 в форме воронки, как показанная в фиг. 6, также будет обеспечивать такое действие, по меньшей мере до некоторой степени.

На фиг. 7 показан вид спереди двух сужающихся втулок 21, как видимых в направлении поступающего газового потока. Как правило, втулки будут прямоугольными, имеющими четыре боковых части 47, 49, 51, 53. Этим самую узкую внутреннюю концевую часть 55 делают прямоугольной, где может быть без труда размещена заслонка типа жалюзи, как здесь обсуждаемая.

Таким образом, настоящее изобретение относится к тканевой фильтровой системе, которая может быть использована для удаления твердых дисперсных частиц из газа, такого как дымовой технологический газ. Фильтровая система включает тканевый фильтр, который размещен в фильтровой камере. Из фильтра газ протекает через перепускную фильтровую камеру в выпускной трубопровод, где газ выходит наружу. Регулятор расхода потока регулирует количество газа, выходящего через выпускной трубопровод. Регулятор расхода потока включает заслонку типа жалюзи. Этим обеспечивают надежное и эффективное управление газовым потоком. Втулка, соединяющая перепускную камеру с выпускным трубопроводом, улучшает течение газа в трубопроводе.

Область настоящего изобретения не ограничивается вышеописанными примерами, но только прилагаемой патентной формулой. Например, даже если вышеописанный пример был приведен в отношении процессов сгорания, фильтр описываемого типа может быть применен для удаления любых твердых дисперсных частиц из любого газа. Поэтому могут рассматриваться варианты применения, например, в системах вентиляции.

Изобретение относится к тканевой фильтровой системе. Фильтровая система включает тканевый фильтр в фильтровой камере, выпускной трубопровод для выхода газа наружу, регулятор расхода потока воздуха с заслонкой типа жалюзи и втулкой между перепускной камерой и выпускным трубопроводом. Технический результат заключается упрощении регулирования течением газа в фильтровальной системе. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Тканевая фильтровая система для удаления твердых дисперсных частиц из газа, отличающаяся тем, что содержит тканевый фильтр (3), перепускную фильтровую камеру (5), принимающую газ из тканевого фильтра (3), выпускной трубопровод (7), включающий сужающуюся втулку (21), имеющий внутреннюю часть, через которую газ протекает из перепускной фильтровой камеры (5), и регулятор (17) расхода потока, размещенный в сужающейся втулке (21), для регулирования количества газа, выходящего в выпускной трубопровод (7), в которой
регулятор (17) расхода потока включает заслонку (17) типа жалюзи, выполненную с возможностью регулирования между открытым положением, закрытым положением и по меньшей мере одним промежуточным положением между ними.

2. Тканевая фильтровая система (3) по п.1, в которой сужающаяся втулка (21) включает один широкий конец (23) и один узкий конец (25), причем широкий конец (23) размещен в перепускной фильтровой камере (5), а узкий конец (25) расположен внутри выпускного трубопровода (7).

3. Тканевая фильтровая система (3) по п.1, в которой сужающаяся втулка (21) имеет широкий конец (23), образующий плавно изогнутую поверхность для газа, поступающего в выпускной трубопровод (7).

4. Тканевая фильтровая система (3) по п.1, в которой сужающаяся втулка (21) включает широкий конец (23) в форме воронки.

5. Тканевая фильтровая система по п.1, в которой указанная сужающаяся втулка (21) выполнена прямоугольной по форме при рассмотрении в направлении течения газа.

6. Тканевая фильтровая система по п.1, в которой заслонка (17) типа жалюзи включает две или более лопастей (29, 31), которыми управляют в параллельном режиме.

7. Тканевая фильтровая система по п.1, в которой заслонка (17) типа жалюзи выполнена с возможностью управления между открытым и закрытым положениями, и, кроме того, является управляемой для применения по меньшей мере в одном промежуточном положении между открытым и закрытым положениями, для выравнивания газового потока через тканевую фильтровую систему (3).