Воздушный фильтр Советский патент 1986 года по МПК B01D39/16 

1

Изобретение относится к локомо- тивостроению и предназначено для систем фильтрации воздуха, охлаждающего электрические машины-и оборудование тепловозов, а также для любых электрических установок с принудительным воздушным охлаждением.

Цель изобретения - увеличение пылеемкости и срока службы фильтра, а также снижение затрат на его обслу живание.

На фиг . 1 изображен воздушный фильтр; на фиг.2 - вариант вьяолне- ния возудшного фильтра.

Воздушный фильтр состоит из кар- каса 1, входных жалюзи 2, .выходного патрубка 3 и фильтруюш;его элемента 4, выполненного в виде однослойного промасленного эластичногЪ. пористого материала толщиной в 14- 15 раз больше среднего размера ячеек удельны аэродинамическим сопротивлением (4-5) 10 1/м, раскрытие пор которого осуществляется путем выжигания перегородок-мембран,

Устройство работает следующим образом.

оздух поступает через жалюзи 2 каркаса 1 , проходит через фильтрующий элемент 4 и выходной

патрубок .3 к. вентилятору (не показан При прохождении воздуха через фильтр в начальньш период времени основная часть задержанной пыпи находится в первых слоях материала по ходу пото- ка. В дальнейшем по мере, насыщения в интенсивную работу вступают более глубокие слои, происходит уменьшение активной поверхности фильтра и падение эффективности, а из-за умень- шения живого сечения растет .аэр.рди- намическае сопротивление. Крутизна падения эффективности и увеличение сопротивления зависит от толщины материала и размеров ячеек Чем толще фильтр и мельче поры, тем меньше падение эффективности и больше значение т, круче увеличение сопротивления и меньше значение га„, где nig пылеемкость, определяемая по мини- мально допустимой степени эффективности пылеулавливания; т„ - пьшеем- кость, определяемая по максимально допустимому аэродинамическому сопротивлению.

Указанная зависимость толшины фильтрующего элемента от среднего размера ячеек позволяет обеспечить

722

равенство ш т MQISC Если равенство не выполняется, пьшеемкость определяется по минимальному значению т„ или Tci , т.е. фильтруюш 1е свойства снижаются.

Кроме того, на т и m, влияет удельное аэродинамическое сопротивление. Данная величина определяется

4Н

Нц --3 U V

f

1

,- , которое

М

характеризует степень раскрытия пор, зависит от их .размеров и параметров технологии внутренней поверхности вещества; где дН - приращение сопро- тивления незапыленного материала, кгс/м (Па); uV - приращение скорости потока через фильтр, м/с, (U - динамическая вязкость воздуха кгс-с/ (Па,с).

Дпя воздушного фильтра установлены оптимальные значения этих показателей (удельное сопротивление, удельная пьшеемкость, отношение тол- шдны к среднему размеру ячеек).

В табл.1 представлены результаты испытаний фильтрующих элементов.

В табл. 2 представлены параметры фильтрующих элементов с максимальной удельной пьшеемкостью.

Срок службы фильтрующих элементов зависит от способа раскрытия пор.

Физико-механические параметры выщелаченного материала из-за ослабления структуры и действия остатков щелочи и кислоты снижаются в 2-3 раза быстрее, соответственно во . столько же раз сроХ службы вьпцела- ченного материала меньше, т.е. бесщелочное раскрытие пор позволяет повысить физико-механические показатели и срок службы материалов.

Сравнение проводилось по параметрам: dp - прочность при растяжении (разрушающее напряжение); р- относительное удлинение в момент разрьша (характеризует эластичность материала); б - напряжение при сжатии материала на 20% (резкое увеличение б j. означает, что материал становится хрупким).

Получение открытопористого пенополиуретана, который используют в качестве фильтров, проходит в две стадии. Первая - получение пенополиуретана на основе полиэфиров путем вспенивания, В результате получается эластичньй пористый материал.

3

состоящий из жесткого сетчатого каркаса и натянутыми между элементами каркаса тонкими мембранами Эти мембраны в значительной степени мешают проходу воздуха - их необходи- МО удалять. Устранение мембран - вторая стадия технологического процесса

Раскрытие пор предлагаемого фильт ра осуществляется методом выжигания перегородок - мембран (метод управляемого горения). При этом методе происходит оплавление только мембран (процесс идет очень быстро) без за- трагивания каркаса (каркас не успевает разогреться и оплавиться). По этому сохраняются активная .фильтруюг щая поверхность, (})изико-механичес- кие свойства, получается стабильное аэродинамическое сопротивление. За счет большей фильтрующей поверхности

/при стабильном аэродинамическом ком сопротивлении и сохранении физико-механических свойств материал, обработанный тепловым способом, об ладает повышенной пылеемкостью и сроком службы по сравнеj нию с фильтром , обработанным щелочью ,

5

5 0

5

1724.

Согласно приведенным данным видно, что указанные свойства для вы- щелаченного материала падают в 2-3 раза быстрее, чем обработанного ме( тодом выжигания перегородок, следовательно, срок службы последнего также в 2-3 раза больше. А чем вьщ1е срок службы и пьшеемйость материала, тем меньше затраты на его обслуживание и замену.

Экспериментально установлено, если параметры фильтрующего материала выходят за указанные пределы, то ухудшаются технико-экономические показатели вшьтра. То есть, если удельное сопротивление выходит за пределы значения (4-5) 10 1/м и отношение толшрны материала к размерам ячеек выходит за пределы 14-15, то удельная пылеемкость не достигает максимальной. При уменьшении макси-. мальной пылеемкости ниже 1600 г/м ухудшаются показатели фильтра - увеличиваются расходы на его обслуживание. При увеличении ..максимальной пылеемкости сверх 10800 с/м резко возрастают габариты фильтра, его трудоемкость, мощность на привод вентилятора, расход топлива двига теля,

Таблица 1

выбиралось по минимальному значению

nif, или fllh

Таблица2

cpu2.2