БАШНЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА Российский патент 2025 года по МПК B01D53/74 B01D46/56 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности, к устройствам для поглощения и устранения мелко- и среднедисперсных загрязнений, которые обычно содержатся в воздухе больших мегаполисов.

Уровень техники

Из «Уровня техники» известна башня для забора воздуха из окружающей среды и его очистки. Она включает трубу, бетонный фундамент, стальные колонны, вентилятор, пять камер со смотровыми окнами, крышу с вентиляцией и молниезащитой. Средняя часть башни выполнена со стальными стойками, параболическими арочными опорами и служебными лестницами. Башня содержит стальной каркас, в котором установлен основной фильтр предварительной очистки с сетчатыми экранами, и пропеллер в аэродинамической трубе. Пространство камеры разделено на две секции, в первой установлены подъемники и компрессоры, а во второй компьютеры и аппаратное обеспечение. Над первой секцией расположены дополнительные четыре вытяжные камеры для забора углекислого газа и метана. В башне предусмотрена система газоразделения, которая извлекает углекислый газ из атмосферного воздуха. Концентрация углекислого газа (CO2) контролируется датчиками и преобразуется путем сжатия в жидкость (патентный документ CA2608784A1, кл. МПК B01D53/02, опубл. 24.04.2009).

Недостатки известного технического решения заключаются в том, что известное устройство не обеспечивает одновременную эффективную очистку воздуха от взвешенных примесей, дымов различной плотности, масложировых аэрозолей и сильных запахов.

Кроме того, из «Уровня техники» известна башня для очистки городского воздуха, предназначенная для улавливания влаги, тепла и загрязняющих веществ из воздуха. Она состоит из дымовой трубы, платформы-основания, помещения для впуска воздуха, помещения для кислотных дождей, мембранного фильтрующего слоя, системы мониторинга и управления, а также крепежной конструкции. Платформа-основание, поддерживает воздухозаборное помещение над уровнем земли. Воздухозаборное помещение имеет отверстия для впуска воздуха в боковых стенках. Помещение для кислотных дождей оснащено водяными форсунками для образования мелкодисперсного тумана. Слой мембранного фильтрующего слоя состоит из множества слоев водяных мембран. Помещение для выпуска воздуха оборудовано вентилятором с регулируемой скоростью вращения и верхним отверстием. Система мониторинга и управления включает мониторы, панели управления и электропроводку (патентный документ TW202146100A, кл. МПК B01D47/14; B01D61/58, опубл. 2021-12-16).

Недостатки известного технического решения заключаются в том, что известное устройство не обладает высокой номинальной производительностью, а также не обеспечивает одновременную эффективную очистку воздуха от мелко- средне дисперсной сухой, легко очищаемой пыли и дыма, испарений и запахов, паров смазочно-охлаждающей жидкости.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема состоит в создании башни для очистки воздуха, которая не имеет недостатков предшествующего уровня техники и способна функционировать в любое время года, круглосуточно и при любых погодных условиях.

Технический результат заключается в обеспечении очистки воздуха с номинальной производительностью 200000 м³/час от взвешенных примесей, дымов различной плотности, масложировых аэрозолей и сильных запахов в любое время года, круглосуточно и при любых погодных условиях.

Технический результат обеспечивается тем, что башня для очистки воздуха включает фундамент, здание башни, фильтровальную установку, трубу, и оборудование электроснабжения и автоматики. В верхней части труба имеет окно для выпуска очищенного воздуха в окружающую среду. Под зданием башни выполнен железобетонный фундамент, а корпус здания состоит из сэндвич-панелей на металлоконструкциях. Кроме того, в здании башни выделены технологические блоки с индивидуальным доступом в каждый и с установленными в них вентиляторами. При этом вентиляторы каждого блока выполнены с возможностью направления загрязненного воздушного потока на фильтровальную установку, состоящую из электростатических фильтров, объединенных вентиляционным воздуховодом, а воздуховоды от электростатических фильтров присоединены к трубе, обеспечивающей возможность перемещения очищенного воздуха к окну для его выпуска за счет напора вентиляторов и самостоятельной тяги. Оборудование электроснабжения и автоматики выполнено в отдельном обогреваемом контейнере и соединено со зданием башни посредством кабелей электроснабжения и управления.

В соответствии с частными случаями выполнения, изобретение имеет следующие особенности.

Здание башни содержит 8 технологических блоков, в которых установлено по 5 вентиляторов в каждом.

В башне установлены вентиляторы производительностью 3500-6500 м³/час и 1500 об/мин.

Фильтровальная установка состоит из 5 электростатических фильтров, объединенных вентиляционным оцинкованным воздуховодом.

В башне установлены стационарные электростатические фильтры производительностью 5000 м³/час.

Труба может быть выполнена из стеклопластика, ее внутренний диаметр равен 2000 мм, номинальное рабочее давление 1-6 бар, а высота равна 12 м.

Труба может быть выполнена из железобетона, ее внутренний диаметр равен 2000 мм, номинальное рабочее давление 1-7 бар, а высота равна 12-15 м.

Краткое описание чертежей

Сущность заявленного изобретения характеризует чертеж, на котором изображен общий вид башни для очистки воздуха.

Осуществление изобретения

Башня для очистки воздуха включает железобетонный фундамент 1, здание башни 2, фильтровальную установку 3, трубу 4, выполненную в верхней части с окном 5 для выпуска очищенного воздуха в окружающую среду, с крышей 6 на конце и с водоотливом 7 под окном 5. При этом труба 4 выполнена цилиндрической формы, а окно 5, содержащее решетку, выполнено кольцеобразным по периметру всей боковой стенки трубы 4. Башня также содержит оборудование электроснабжения и автоматики.

Под зданием 2 башни выполнен железобетонный фундамент 1 из бетона В25 (с арматурой 30 кг/м³), кроме того, предусмотрен еще железобетонный фундамент из бетона В25 (с арматурой 30 кг/м³) под обогреваемый контейнер, в котором размещено оборудование электроснабжения и автоматики.

Корпус здания 2 состоит из сэндвич-панелей на металлоконструкциях. Кроме того, в здании 2 башни выделены 8 технологических блоков, в которых установлено по 5 вентиляторов в каждом. Вентиляторы имеют производительность 3500-6500 м³/час и 1500 об/мин. Каждый блок выполнен с индивидуальным доступом для возможности обслуживания оборудования и с заборными окнами. Вентиляторы каждого блока выполнены с возможностью направления загрязненного воздушного потока на фильтровальную установку, состоящую из 5 электростатических фильтров производительностью каждый 5000 м³/час, объединенных вентиляционным оцинкованным воздуховодом. При этом воздуховоды от всех электростатических фильтров присоединены к трубе 4, обеспечивающей возможность перемещения очищенного воздуха к окну 5 для его выпуска за счет напора вентиляторов и самостоятельной тяги.

Оборудование электроснабжения и автоматики выполнено в отдельном обогреваемом контейнере (поддерживается температура не менее +10°С) и соединено со зданием 2 башни посредством кабелей электроснабжения и управления, проложенных в кабеленесущем лотке.

Конструкция башни во многом определена принципами аэродинамики, благодаря которым удалось создать форму с максимально эффективной площадью поверхности. Воздух всасывается внутрь башни с помощью энергоэффективных вентиляторов, затем проходит каскад тонких фильтров, задерживающих мелкие частицы и пыль, после чего подается наружу. Таким образом, данная система очистки воздуха способна пропустить через себя 200 000 м³/час. Устройство забирает воздушные потоки с разных сторон, по сути, обеспечивая очистку воздуха на 360 градусов за счет наличия в здании 2 башни 8 технологических блоков, в которых установлено по 5 вентиляторов в каждом. Вентиляторы имеют производительность 3500-6500 м³/час и 1500 об/мин. Каждый блок выполнен с индивидуальным доступом для возможности обслуживания оборудования и с заборными окнами. Если один из блоков обслуживается или выходит из строя, башня продолжает свою работу в любое время года и суток. Кроме того, башня для очистки воздуха выполнена с возможностью функционирования в суровых климатических условиях за счет наличия под зданием 2 башни железобетонного фундамента 1 из бетона В25 (с арматурой 30 кг/м³), а также железобетонного фундамента из бетона В25 (с арматурой 30 кг/м³) под обогреваемый контейнер, в котором размещено оборудование электроснабжения и автоматики. Устройство способно выдержать высокие внешние нагрузки (ветер, ураган, метель, смерч и т.п.) за счет выполнения корпуса здания 2 из сэндвич-панелей на металлоконструкциях. В соответствии с частными случаями осуществления устройства, труба 4 может быть выполнена из стеклопластика, ее внутренний диаметр равен 2000 мм, номинальное рабочее давление 1-6 бар, а высота равна 12 м.

В соответствии с другим частным случаем выполнения, труба 4 может быть выполнена из железобетона, ее внутренний диаметр равен 2000 мм, номинальное рабочее давление 1-7 бар, а высота равна 12-15 м (может быть выполнена высотой 12 или 13 или 15 м).

Устройство функционирует следующим образом

Загрязненный воздух всасывается в здание 2 башни с трубой 4, выполненной или из стеклопластика (с внутренним диаметром, равным 2000 м, и высотой - 12 м), или из железобетона (с внутренним диаметром, равным 2000 м, и высотой или 12, или 13, или 15 м) осевыми вентиляторами типа ВО6-300- 5. В здании 2 башни выделено 8 технологических блоков по 5 вентиляторов каждый. Вентиляторы каждого блока направляют загрязненный воздушный поток на фильтровальную установку 3, состоящую из электростатических фильтров. Автоматикой предусмотрена возможность отключения каждого блока (5 вентиляторов с фильтровальной установкой) для проведения обслуживания оборудования. Фильтровальная установка 3 состоит из пяти электростатических фильтров, объединенных вентиляционным оцинкованным воздуховодом.

Электростатический фильтр предназначен для очистки воздуха от взвешенных примесей, дымов различной плотности, масложировых аэрозолей и сильных запахов.

Воздуховоды от восьми фильтровальных установок присоединены к трубе 4, выполненной из стеклопластика или железобетона, и очищенный воздух за счет напора вентиляторов и само тяги трубы 4 поступает в окружающую среду через окно 5.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды. Башня для очистки воздуха включает фундамент, здание башни, фильтровальную установку, трубу и оборудование электроснабжения и автоматики. В верхней части труба имеет окно для выпуска очищенного воздуха в окружающую среду. Под зданием башни выполнен железобетонный фундамент, а корпус здания состоит из сэндвич-панелей на металлоконструкциях. Кроме того, в здании башни выделены технологические блоки с индивидуальным доступом в каждый и с установленными в них вентиляторами. При этом вентиляторы каждого блока выполнены с возможностью направления загрязненного воздушного потока на фильтровальную установку, состоящую из электростатических фильтров, объединенных вентиляционным воздуховодом, а воздуховоды от электростатических фильтров присоединены к трубе, обеспечивающей возможность перемещения очищенного воздуха к окну для его выпуска за счет напора вентиляторов и самостоятельной тяги. Оборудование электроснабжения и автоматики выполнено в отдельном обогреваемом контейнере и соединено со зданием башни посредством кабелей электроснабжения и управления. Изобретение обеспечивает очистку воздуха с номинальной производительностью 200000 м³/час от взвешенных примесей, дымов различной плотности, масложировых аэрозолей и сильных запахов. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Башня для очистки воздуха, включающая фундамент, здание башни, фильтровальную установку, трубу и оборудование электроснабжения и автоматики, отличающаяся тем, что в верхней части труба имеет окно для выпуска очищенного воздуха в окружающую среду, под зданием башни выполнен железобетонный фундамент, а корпус здания состоит из сэндвич-панелей на металлоконструкциях, кроме того, в здании башни выделены технологические блоки с индивидуальным доступом в каждый и с установленными в них вентиляторами, при этом вентиляторы каждого блока выполнены с возможностью направления загрязненного воздушного потока на фильтровальную установку, состоящую из электростатических фильтров, объединенных вентиляционным воздуховодом, а воздуховоды от электростатических фильтров присоединены к трубе, обеспечивающей возможность перемещения очищенного воздуха к окну для его выпуска за счет напора вентиляторов и самостоятельной тяги, а оборудование электроснабжения и автоматики выполнено в отдельном обогреваемом контейнере и соединено со зданием башни посредством кабелей электроснабжения и управления.

2. Башня по п. 1, отличающаяся тем, что здание башни содержит 8 технологических блоков, в которых установлено по 5 вентиляторов в каждом.

3. Башня по п. 2, отличающаяся тем, что в ней установлены вентиляторы производительностью 3500-6500 м³/час и 1500 об/мин.

4. Башня по п. 3, отличающаяся тем, что фильтровальная установка состоит из 5 электростатических фильтров, объединенных вентиляционным оцинкованным воздуховодом.

5. Башня по п. 4, отличающаяся тем, что в ней установлены стационарные электростатические фильтры производительностью 5000 м³/час.

6. Башня по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что труба выполнена из стеклопластика, ее внутренний диаметр равен 2000 мм, номинальное рабочее давление 1-6 бар, а высота равна 12 м.

7. Башня по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что труба выполнена из железобетона, ее внутренний диаметр равен 2000 мм, номинальное рабочее давление 1-7 бар, а высота равна 12-15 м.