ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ФИЛЬТРАЦИИ ЧАСТИЦ Российский патент 2016 года по МПК B01D46/26 B04B7/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе фильтрации воздуха, предназначенной для задерживания частиц, присутствующих в отработанном воздухе сушилок, бункеров, систем предварительной очистки воздуха от пыли и т.п. или другого оборудования, служащего для обработки растительных зерен.

Уровень техники

Во время сбора урожая в поле в зерновые и зерноподобные материалы растительного происхождения (далее - растительные зерна) попадают различные загрязнения, кроме того, их влажность выше, чем рекомендуется для хранения или промышленной переработки, поэтому такие материалы должны подвергаться сушке.

Для уменьшения содержания влаги до уровня, приемлемого для хранения или даже для промышленной переработки, проводят сушку, которая выполняется в сушилке, оборудованной сушильной башней. Сушка выполняется с помощью потока нагретого воздуха, нагнетаемого сквозь массу зерен или иного материала вентиляторами, который удаляет излишнюю влагу из зерен.

В ходе процесса сушки, выполняемого с помощью воздушного потока сквозь массу зерен, удаляются легкие загрязнения (пыль, шелуха, остатки соломы). Этот материал выдувается из сушильной башни, и часть его оседает во внутренних камерах сушилки, а оставшаяся часть выбрасывается в окружающую среду. Помимо загрязнения окружающей среды, вызванной выбросом частиц, это вызывает необходимость периодической очистки, выполняемой, как правило, вручную, что требует затрат труда и остановки оборудования.

Часть загрязнений остается среди зерен, так как процесс очистки перед сушкой не устраняет все содержащиеся загрязнения, другая часть загрязнений создается во время процесса сушки, поскольку шелуха и другие отходы отслаиваются в результате механического перемещения зерен и в результате собственно сушки.

В традиционных системах применяются плоские сетчатые фильтры, которые легко забиваются частицами, присутствующими в фильтруемом воздухе, а это означает, что производительность сушилки существенно снижается во время сушки из-за перекрывания сушащего воздушного потока.

Зерносушилки и системы для сбора частиц, содержащихся в отработанном воздухе сушилок, уже известны в технике. В документе Р1 0207246-7 показан вращающийся сепаратор твердых частиц, который может применяться в сушилках, печах, бункерах, системах предварительной очистки от пыли и т.п. Такие частицы отделяются без использования фильтрующего элемента благодаря центрифугированию воздуха.

В документе MU 7402043 описано устройство для удаления частиц, установленное внутри зерносушилки, которое, главным образом, содержит металлический сетчатый фильтр, опирающийся на ролики для его перемещения. Подобная система фильтрации, использующая подвижный фильтрующий элемент, описана, например, в документе IT 2189568, в котором указанный фильтр вращается внутри трубы посредством привода от зубчатой рейки.

В документе PI 9201191 описано устройство для очистки воздушных фильтров с помощью потока сжатого воздуха, подаваемого в направлении противотока для фильтра, что удаляет частицы, осевшие на фильтрующей поверхности, и направляет их в соответствующий накопитель. Несмотря на его эффективность, указанное решение не позволяет очищать фильтр без его удаления и замены в указанном устройстве, поэтому оборудование, в котором используется фильтр, должно останавливаться. Другие системы очистки фильтра с помощью потока сжатого воздуха описаны, например, в документе US 6319295.

В документах JP 2004223498 и JP 2001009229 для удаления частиц из потока воздуха, поступающего из сушилки и содержащего частицы, использованы струи воды.

Цели изобретения

Для устранения упомянутых выше недостатков была разработана система фильтрации отходящего воздуха в сушилках для материалов и целью настоящего изобретения является достижение следующих результатов и/или получение следующих преимуществ:

- вращающийся цилиндр с приводом от редукторного двигателя, через который нагнетается весь выпускаемый воздух в системе, в результате чего частицы, размер которых превышает размер отверстий фильтрующего элемента, задерживаются и не выбрасываются в окружающую среду;

- система для постоянной очистки фильтрующего элемента с помощью ограждения, где частицы, застрявшие в фильтрующем элементе, отсасываются с помощью вентилятора, в результате чего элемент очищается;

- система прерывистых воздушных струй, направленных на фильтрующий элемент со стороны, противоположной ограждению, в результате чего удаляются частицы, застрявшие в фильтрующем элементе;

- нижняя воронка с системой всасывания для удаления частиц, удаляемых со дна системы;

- улучшение качества воздуха, выпускаемого в атмосферу;

- конструкция с удобным обслуживанием; и

- устойчивая характеристика отделения и использования шелухи или соломы, содержащейся в удаляемых загрязнениях.

Раскрытие изобретения

Указанные выше цели достигаются с помощью цилиндрической системы фильтрации частиц, которая содержит вращающийся цилиндр, снабженный главным валом, который соединен с возможностью вращения с редукторным двигателем, причем указанный вращающийся цилиндр содержит ряд жестких колец, расположенных в параллельных плоскостях относительно друг друга, и каждое из указанных колец опирается на жесткие металлические стержни, а фильтрующий элемент закреплен внутри указанного вращающегося цилиндра, и неподвижное ограждение, расположенное внутри вращающегося цилиндра, причем входное отверстие ограждения обращено к указанному фильтрующему элементу и ограждение соединено с вентилятором посредством системы труб. Кроме того, изобретение дополнительно содержит систему инжекции сжатого воздуха, расположенную вне вращающегося цилиндра и совмещенную с ограждением и обращенную к нему, при этом сжатый воздух, подаваемый через указанную систему, поступает от воздушного компрессора и подается в инжекционный воздуховод через систему каналов. Кроме того, изобретение дополнительно содержит воронку для сбора более тяжелых частиц, оказывающихся в нижней части вращающегося цилиндра, и указанная воронка соединена ниже по потоку с системой труб и вентилятором.

Другими словами, настоящее изобретение относится к системе фильтрации частиц в сушилке, в частности, для растительных зерен, которая содержит вращающийся цилиндр фильтрующего элемента с приводом от редукторного двигателя, через который проходит весь отходящий от сушилки для растительных зерен воздушный поток с сопутствующими отходами. Соответственно, отходы задерживаются в фильтрующем элементе и воздух, отходящий после сушки, освобождается от этих частиц и выбрасывается в окружающую среду. Воздушный поток создается посредством установленных в сушилке вентиляторов, которые создают воздушный поток для выполнения сушки в башне, содержащей в верхней части загрузочную воронку для материала, а в нижней части - систему разгрузки, причем указанная башня принимает нагретый воздух через боковые отверстия, далее поток воздуха проходит сквозь материал и покидает вытяжную камеру, перенося значительное количество материала в виде частиц, отслоенных от растительных зерен, и загрязнений, содержащихся среди этих зерен. Перед выбросом этого воздуха в окружающую среду он проходит через систему фильтрации. В нижней части системы фильтрации находится воронка для сбора материала, имеющего больший удельный вес, из которой воздух с собранными частицами далее проходит через систему труб, соединенных с вентилятором, во вспомогательную систему фильтрации твердых отходов. Во внутренней части вращающегося цилиндра находится неподвижное ограждение, создающее воздушный поток для очистки фильтрующего элемента, из которого этот воздух с собранными частицами проходит через систему труб, соединенных с вентилятором, к вспомогательной системе фильтрации твердых отходов. В наружной части сетчатого фильтра находится система инжекции сжатого воздуха, положение которой совпадает с положением упомянутого ранее ограждения, и ее функцией является удаление частиц, застрявших в сетчатом фильтре, с помощью прерывистых воздушных струй.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания настоящего изобретения на приложенных чертежах, не имеющих ограничительного характера, схематически представлено следующее:

- на фиг.1 приведено схематическое сечение системы сбора частиц в виде вращающегося цилиндра;

- на фиг.2 приведен схематический вид сверху, иллюстрирующий вращающийся цилиндр;

- на фиг.3 приведено схематическое сечение системы фильтрации, установленной в зерносушилке;

- на фиг.4 приведен схематический вид сбоку, иллюстрирующий подробности уплотнения цилиндра; и

на фиг.5 приведен схематический вид в аксонометрии, иллюстрирующий вращающийся цилиндр.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к системе фильтрации для частиц, содержащихся в воздушном потоке, таком как отходящие или отработанные потоки, выбрасываемые из сушилок, бункеров, систем предварительной очистки от пыли растительных зерен и т.п. или другого оборудования для обработки растительных зерен. Следует подчеркнуть, что хотя в подробном описании имеются ссылки на использование настоящей системы в зерносушилке, она сходным образом может применяться и в другом оборудовании.

Указанная система содержит вращающийся цилиндр (1) фильтрующего элемента (3), через который проходит весь отходящий воздушный поток (8) сушилки для растительных зерен, задерживающего твердые частицы большего размера, чем отверстия фильтрующего элемента (3). Соответственно, воздух (9), выходящий из сушилки, выпускается в окружающую среду, освободившись от таких частиц.

Фильтрующий элемент (3) содержит плетеную сетку с отверстиями, размер которых меньше желательного размера собираемых частиц. Используемая сетка фильтрующего элемента (3) может различаться в зависимости от типа обрабатываемого материала и фильтруемых загрязнений или в зависимости от желательного размера собираемых частиц. Фильтрующий элемент (3) может изготавливаться из металла или пластмассы.

Цилиндр (1) выполнен в виде металлической конструкции, на которой закреплен фильтрующий элемент (3) с отверстиями, размер которых различается в зависимости от типа материала и загрязнений, возникающих в процессе сушки. Указанная металлическая конструкция, в основном, образована множеством жестких колец (20), опирающихся на жесткие металлические стержни (21) и расположенных в параллельных плоскостях относительно друг друга. Фильтрующий элемент (3) прикреплен к этой металлической конструкции посредством крепежного элемента и его возможно заменять в зависимости от различных условий и целей применения. Для повышения эффективности фильтрации воздуха используются сетки с меньшими отверстиями. Если требования к выбросу частиц ниже, может использоваться сетка с увеличенными отверстиями.

Цилиндр (1) приводится в движение в нижней части посредством редукторного двигателя (2), соединенного с главным валом (11) цилиндра (1). Соответственно, цилиндр (1) постоянно вращается для очистки фильтрующего элемента (3), таким образом, препятствуя его засорению.

Отходящий воздушный поток (8) с сопутствующими отходами создается посредством установленных в сушилке вентиляторов (см. фиг.3), которые создают воздушный поток для выполнения сушки в башне (16), имеющей в верхней части загрузочную воронку (17) для материала, а в нижней части - систему (18) разгрузки, нагретый воздух подается в указанную башню (16) через боковые отверстия, при этом поток проходит через материал и покидает вытяжную камеру (19), перенося значительное количество материала в виде частиц, отслоенных от растительных зерен, и загрязнений, содержащихся среди этих зерен. Перед выбросом этого воздуха в окружающую среду он проходит через систему фильтрации.

Система фильтрации может использоваться в большинстве сушилок различных типов, представленных на рынке, которые не имеют системы фильтрации, или совместно с другими существующими системами, которые не отвечают требованиям к фильтрации отработанного воздуха. В сушилках с вентиляторами, установленными в выходной камере, система может напрямую соединяться с этими вентиляторами, а в сушилках, в которых вентиляторы установлены в камере забора воздуха в сушильной башне, система может быть соединена с вытяжной камерой.

В нижней части цилиндра (1) находится воронка (7) для сбора материала, имеющего больший удельный вес, в которую направляется воздух, содержащий материал в виде частиц. Частицы и небольшое количество воздуха всасывается через систему каналов (10) и вентилятор (5), откуда они следуют во вспомогательную систему фильтрации твердых отходов или подвергаются сжиганию в камере сгорания. Больший объем воздуха выбрасывается в окружающую среду через фильтрующий элемент (3) цилиндра.

Что касается системы (3) очистки фильтра, в соответствии с настоящим изобретением, во внутренней части вращающегося цилиндра (1) закреплено ограждение (4), входное отверстие которого обращено к указанному фильтрующему элементу (3) (см. фиг.2). В свою очередь, ограждение (4) соединено через систему труб (10') с вентилятором (5'). Поэтому, когда указанный вентилятор (5') приводится в действие, он создает поток воздуха в направлении вверх, в результате создавая разрежение внутри ограждения (4), что приводит к удалению частиц, застрявших в фильтре (3). Таким образом, материал в виде частиц отводится непосредственно во вспомогательную систему фильтрации твердых отходов или подвергается сжиганию в камере сгорания.

Кроме того, в наружной части фильтрующего элемента (3) расположена система (6) инжекции сжатого воздуха, положение которой совпадает с положением ограждения (4), упомянутого ранее, имеющая вспомогательную функцию удаления частиц, застрявших в фильтрующем элементе (3), которые не были удалены всасывающим воздушным потоком из внутреннего ограждения (4), посредством прерывистых воздушных струй, регулируемых по времени в соответствии с уровнем засорения фильтрующего элемента (3). Иначе говоря, система (6) инжекции сжатого воздуха расположена в том же фиксированном угловом положении, что и указанное ограждение (4), а фильтрующий элемент (3) расположен между ними. Действие воздушных струй указанной системы заключается в том, что частицы, застрявшие с внутренней стороны фильтрующего элемента (3) и не втянутые в ограждение (4), «проталкиваются» внутрь указанного ограждения (4). Чем больше уровень засорения, тем меньшим должен быть интервал между воздушными струями. Сжатый воздух для этой системы создается воздушным компрессором (12) и подается в инжекционный воздуховод по системе каналов (13).

Во внутренней части цилиндра (1) дополнительно предусмотрен манометр (14), и, если фильтрующий элемент (3) засоряется сверх рекомендованной степени, в шкаф управления сушилки передается сигнал, а также подается звуковой аварийный сигнал, указывающий на необходимость очистки сетчатого фильтра или регулировки параметров автоматической очистки системы, таким образом, не допуская использования сушилки с засоренным фильтрующим элементом (3), что отрицательно сказывается на ее функционировании.

Как показано на фиг.4, цилиндр (1) вращается и снабжен верхним и нижним концами с системой уплотнений в виде лабиринта (15), которая предотвращает попадание частиц в окружающую среду.

Изобретение относится к системе фильтрации воздуха, предназначенной для задерживания частиц в сушилке, в частности растительных зерен. Система фильтрации содержит вращающийся цилиндр (1) фильтрующего элемента (3) с приводом от редукторного двигателя (2), через который проходит весь отходящий воздушный поток (8) от сушилки для растительных зерен, содержащий твердые частицы (размер частиц больше, чем размер ячеек сетки). Воздух, выходящий из сушилки, выпускается в окружающую среду, освободившись от таких частиц. В нижней части системы фильтрации находится воронка (7) для сбора материала, имеющего больший удельный вес, из которой воздух с собранными частицами проходит через систему труб (10), соединенных с вентилятором (5), во вспомогательную систему фильтрации твердых отходов. Во внутренней части вращающегося цилиндра находится неподвижное ограждение (4), в котором создан воздушный поток для очистки фильтрующего элемента, из которого этот воздух с частицами далее отводится через систему труб (10'), соединенных с вентилятором (5'), к вспомогательной системе фильтрации твердых отходов. Снаружи сетчатого фильтра находится система (6) инжекции сжатого воздуха, положение которой совпадает с положением ограждения (4). Его функцией является удаление частиц, застрявших в фильтрующем элементе (3), с помощью прерывистых воздушных струй. Технический результат: эффективная очистка фильтра. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Цилиндрическая система фильтрации частиц, отличающаяся тем, что содержит:
- вращающийся цилиндр (1), снабженный валом (11), который соединен с возможностью вращения с редукторным двигателем (2), содержащий множество жестких колец (20), расположенных в параллельных плоскостях относительно друг друга, при этом каждое из указанных колец (20) опирается на жесткие металлические стержни (21) и внутри указанного вращающегося цилиндра (1) закреплен фильтрующий элемент (3);
- неподвижное ограждение (4), расположенное внутри вращающегося цилиндра (1), при этом его входное отверстие обращено к указанному фильтрующему элементу (3) и ограждение (4) соединено через систему труб (10′) с вентилятором (5′); и
- систему (6) инжекции сжатого воздуха, расположенную снаружи вращающегося цилиндра (1) и совмещенную с ограждением (4) и обращенную к нему, при этом сжатый воздух, подаваемый через указанную систему (6), поступает от воздушного компрессора (12) и подается в инжекционный воздуховод через систему каналов (13).

2. Система фильтрации по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит воронку (7) для сбора более тяжелых частиц, расположенную в нижней части вращающегося цилиндра (1), при этом указанная воронка (7) ниже по потоку соединена с системой труб (10) и с вентилятором (5).

3. Система фильтрации по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что материал, сбираемый указанной системой труб (10 и/или 10′), соединенной, соответственно, с вентилятором (5 и/или 5′), направляется во вспомогательную систему фильтрации твердых отходов.

4. Система фильтрации по п. 1, отличающаяся тем, что указанная система (6) инжекции сжатого воздуха действует прерывистым образом.

5. Система фильтрации по п. 1 или 4, отличающаяся тем, что содержит внутренний манометр (14), неподвижно закрепленный внутри вращающегося цилиндра (1).

6. Система фильтрации по п. 1, отличающаяся тем, что вращающийся цилиндр (1) снабжен верхним и нижним концами с системой уплотнений в виде лабиринта (15) для предотвращения попадания частиц в окружающую среду.