Фильтр-влагоотделитель Советский патент 1987 года по МПК B01D45/08 B01D45/12 

тельной кольцевой канавкой 14, кото рая выполнена со стороны резервуара 4. Подаваемый во входной канал 2 корпуса 1 сжатый воздух попадает в кольцевой канал, образованный камерой корпуса 1 и кольцевой канавкой 8 закручивающего устройства, затем через отверстия, вьтолненные под уг лом 40-50 к радиусу устройства 5, и зазор 10 движется вниз по стенке. резервуара 4 к отверстиям 15 устрой ства 5. Частии 1 влаги и твердые час тицы под действием центробежных сил отбрасываются на внешние стенки до1

Изобретение относится к области пневматического оборудования, в частности к устройствам для очистки сжа- того воздуха от жидких и твердых загрязнителей, и может быть использовано в промьгашенных пневматических линиях для подготовки сжатого воздуха в различных отраслях промьшлен- ности.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки сжатого воздуха от жидких загрязнителей (устранение зависимости эффективности очистки сжатого воздуха от скорости потока, лежащей в пределах минимальной и номинальной скоростей для фильтра-влагоотделителя конкретного типоразмера, и от концентрации жидких загрязнителей в сжатом воздухе).

На фиг. 1 изображен предлагаемый фильтр-влагоотделитель, общий вид в разрезе , на фиг. 2 - закручивающее устройство, общий вид, на фиг, 3 - фильтр с дополнительной кольцевой канавкой-, на фиг. 4 - закручивающее устройство, разрез; на фиг. 5 - вид А на фиг. 4,

Фильтр-влагоотделитель содержит корпус 1 с входным каналом 2 и выходным каналом 3 для сжатого воздуха, жестко соединенный с резервуаром 4 для сбора конденсата. В корпусе 1 на пути гидравлической связи резервуара 4 с входным каналом 2 установлено закручивающее устройство 5 с уплотнениями 6 и 7. Закручивающее устройст38873

полнительной кольцевой канавки 14 закручивающего устройства, откуда вновь возвращаются на стенки резервуара 4, а очищенный поток сжатого воздуха поступает в выходной канал 3, Загрязнители, содержащиеся в сжатом воздухе, через отверстия закручивающего устройства и зазор 10 поступают в застойную зону 13 и удаляются. Закручивающее устройство установлено относительно стенки резервуара 4 с зазором, равным половине ширины кольцевой канавки. 3 з.п.ф-лы, 5 ил, 3 табл,

во 5 выполнено в виде втулки и в верхнем торце имеет кольцевую канавку 8, сообщающуюся с резервуаром 4 через ряд тангенциальных отверстий

9, равномерно расположенных по периметру внешней цилиндрической поверхности закручивающего устройства 5 и выполненных под углом 40-50° к его радиусу.

Закручивающее устройство 5 установлено в корпусе 1 с зазором 10 относительно стенки резервуара 4 равным половине ширины кольцевой канавки 8.

В корпусе 1 укреплен металлокера- мический фильтрующий элемент 11, установленный на пути гидравлической связи резервуара 4 с каналом 3 для выхода сжатого воздуха над закручиБающим устройством 5. В резервуаре 4 установлена заслонка 12 для создания застойной зоны 13. Закручивающее устройство снабжено дополнительной кольцевой канавкой 14 со стороны

резервуара 4. Б центральной части закручивающего устройства 5 могут быть выполнены выходные отверстия 15.

Фильтр-влагоотделитель работает следующим образом.

Сжатый воздух, поданный к каналу 2 для входа сжатого воздуха (фиг.1), попадает в кольцевой канал, образованный входной камерой корпуса 1 и кольцевой канавкой 8 закручивающего

устройства 5, и благодаря направляющему действию тангенциальных отверс-

тий 9 закручивающего устройства 5 приобретает вращательное движение. Пройдя через тангенциальные отверстия 9 и зазор 10, выровненный и равномерно распределенный поток сжатого воздуха, содержащий загрязнители продолжая вращаться, под действием осевой скорости движется вниз по стенке резервуара 4 для сбора кондесата. Благодаря переходу части сжатого воздуха из внешних слоев во внутренние в результате радиального движения частиц-сжатого воздуха, направленного в основном от периферии к центру, поток сжатого воздуха начинает выходить через металлокера- мический фильтрующий элемент 11, где дополнительно фильтруется и далее поступает в канал 3 для выхода сжатого воздуха. При этом капельная влага содержащаяся в сжатом воздухе, накопившись в кольцевой канавке 8 закручивающего устройства 5, выносится в зазор 10. Вследствие экранирующего действия стенки резервуара 4 в зазоре 10 капельная влага равномерно растекается по периметру стенки резервуара 4 и под действием центробежных сил продолжает безотрывное вращательное и поступательное движение вдоль стенки резервуара 4 для сброса конденсата в застойную зону 13 фильтра-влагоотделителя, образованную заслонкой 12.

Установка закручивающего устройства позволяет дать равномерно направленное движение потоку сжатого воздуха, входящего в фильтр-влагоот- делитель, снижает степень турбулиза- ции потока, что уменьшает вероятность разбивания капель уловленной со стенки резервуара влаги и тем самым повьшает эффективность очистки сжатого воздуха фильтром-влагоотде- лителем от жидких загрязнителей.

При движении центрального потока к отверстиям 15 (фиг. 3) воздух испытывает все более интенсивную закрутку со стороны внешнего потока, в результате чего в зоне выхода сжатого воздуха из резервуара 4 через отверстия 15 закручивающего устройства 5 в озникает вторичное вихревое движение. Под действием вторичного вихревого движения воздуха возникают дополнительные центробежные силы, в результате чего частицы влаги и твердые частицы центрального потока, зах38873

ваченные из входяпдего потока, отбрасываются на внешние стенки дополнительной кольцевой канавки 14 закру- чивающего устройства 5 (фиг. 3), откуда вновь возвращаются на стенки резервуара 4, а очищенный поток сжатого воздуха, пройдя отверстия 15 и металлокерамический фильтрующий

элемент 11, где дополнительно очищается от твердых частиц, поступает в выходной канал 3. При этом загрязнители, содержащиеся в сжатом воздухе, пройдя отверстия 9 закручивающего

15 устройства 5 и зазор 10, под действием воз-никающих при движении сжатого воздуха центробежньк сил совершают вращательное и поступательное движение вдоль стенки резервуара 4

0 в застойную зону 13, откуда удаляются.

Установка фильтрующего элемента над закручивающим устройством, т.е. вверх донышком, имеет ряд преиму5 ществ, поскольку в этом случае фильтрующий элемент вынесен из зоны вихревого движения потока сжатого воздуха, чем значительно снижено его влияние на последний. Кроме того,

0 снижается.возможность накопления

внутри стакана фильтрующего элемента различных загрязнителей и повьшается качество регенерации фильтрующего элемента обратной продувкой.

с Дополнительная кольцевая канавка, вьтолненная в нижней части закручивающего устройства со стороны резер- вуара для сбора конденсата, служит границей раздела потоков сжатого воз- о духа, входящего (содержащего загрязнители) и выходящего (очищенного) из фильтра-влагоотделителя, предохраняя от прямого перетекания части неочищенного входящего потока из :

g входньгх в выходные отверстия закручивающего устройства.

В связи с необходимостью сохранения равенства скоростей сжатого воздуха, входящего в фильтр-влагоотдеQ литель и выходящего из закручивающего устройства, ширина кольцевого канала .закручивающего устройства выбирается таким образом, чтобы при минимальных потерях энергии в нем скас зывалось максимальное тормозящее действие сил. Оптимальные отношения внутреннего рациуса кольцевого канала втулки г к внешнему радиусу кольцевого канала г составляет

Гч

О,,8:-0,9, а ширина в кольцевой

канавке закручивающего устройства определяется по формуле

Ь 1 - (0,.,9) г.

С возрастанием г принимаются меньшие значения Ь.

Установка закручивающего устройства с оптимальным зазором относительно стенки резервуара для сбора конденсата, кроме обеспечения оптимального пути прохождения частицы в радиальном направлении от закручивающего устройства до внутренней стенки резервуара и дополнительного торможения потока, обеспечивает уменьшение вихреобразования из-за отрыва потока при его повороте и расширении, а следовательно, и более эффективное его растекание.

Оптимальный зазор S между внешней цилиндрической поверхностью закручивающего устройства и стенкой резервуара для сбора конденсата определен экспериментально и составляет

S Ъ,

Данные зависимости влагоотделени от величины зазора -приведены в табл. 1.

Т а б .л и ц а 1

3 3 3 3 3

Эквивалентный диаметр отверстия определен экспериментально и составляет d (0,8rO,9)b.

Данные зависимости степени влагоотделения от диаметра отверстий зак- ручиваю)цего устройства приведены в табл , 2 .

Т а б л и и а 2

Ширина канавки закручива- ющего устройства, мм

Эквивалентный диаметр отверстий, мм

(Степень влагоотделения,

%

3 3 3 3 3

1,5

2

2,5

3

3,5

85 89 95 90 85

Угол, под которым выполнены отверстия к радиусу закручивающего устройства, определен экспериментально и находится в пределах 40 :-50 Данные зависимости степени влагоотделения от угла отверстий закручивающего устройства приведены в табл. 3,

30

Таблица 3

Угол отверстий закручивающего ,устройства, град.

40

45

30 35 40 45 50 55

85 90 95 94 95 90

50

Ступенчатое выполнение кольцевого канала втулки позволяет производить очистку сжатого воздуха от жидких загрязнений без снижения эф55 фективности фильтра-влагоотделителя в любой точке диапазона скоростей, соответствующих работе фильтра-влагоотделителя определенного проходного сечения.

Формул

изобретения

1. Фильтр-влагоотделитель, содержащий корпус с входным и выходным каналами, соединенный с ним резервуар для сбора конденсата, закручивающее устройство с уплотнениями, установленное по ходу потока между входным каналом и резервуаром, фильт рующий элемент, установленный соос- но с корпусом, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности очистки сжатого воздуха от жидких загрязнителей, закручиваю- щее устройство выполнено в виде втулки с кольцевой канавкой в верхнем торце и сообщающимися с ней равномерно расположенными по периметру отверстиями, выполненными под углом 40-50° к радиусу втулки, при этом отверстия втулки сообщаются с полостью резервуара для сбора конденсата.

ю 15 20

88738

2. Фильтр-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что закручивающее устройство установлено относительно стенки резервуара для сбора конденсата с зазором, равным половине ширины кольцевой канавки.

3.Фильтр-влагоотделитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что фильтрующий элемент установлен над закручивающим устройством в выходном канале.

4.Фильтр-влагоотделитель по пп. 1-3, отличающийся тем, что эакручивакщее устройство снабжено дополнительной кольцевой канавкой со стороны резервуара для сбора конденсата.

I

Приоритет по пунктам

08.10.85 по пп. 3 и 4

. 2

Изобретение относится к пневматическому оборудованию и позволяет повысить эффективность очистки сжатого воздуха от жидких загрязнителей, Для этого фильтрующий элемент 11 установлен над закручивающим устройством 5 в выходном канале 3 корпуса 1 фильтра-влагоотделителя. Внутренняя поверхность фильтрующего элемента 11 обращена навстречу потоку сжатого воздуха, поступающего из резервуа ра 4 для сбора конденсата. Закручивающее устройство снабжено дополни(Л оо со 00 СХ) 00

juuTayuuH

A

Фт.

15

фи. 5

Редактор О.Юрковецкая

Составитель О.Беккер

Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Рошко

4161/5

Тирал 656Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4