Фильтр для очистки воздуха от древесной пыли Советский патент 1990 года по МПК B01D35/06 

Изобретение относится к. промышленной вентиляции, а именно к устройствам очистки воздуха аспирационных систем станочного оборудования деревообрабатывающих производств от древесной пыли.

Цель изобретения - повышение эффективности самоочистки фильтра и повышение эффективности пылеулавливания.

На фиг. 1 схематично показана конструкция фильтра, разрез: на фиг. 2 - то же, разрез со стороны введения пылевоэдушно- го потока; на фиг. 3 - то же, вид сверху.

Фильтр содержит приемную камеру 1 со входным патрубком 2 принудительного введения запыленного воздуха, предпочтительно сплющенного на конце для веерообразного расширения факела запыленного воздуха. Для сброса оседающей в приемной камере 1 уловленной пыли имеется система 3 в виде конического бункера. Во избежание накопления в бункере взрывоопасных масс осевшей пыли и их повторного всклубливания потоками воздуха пыль непрерывно удаляется системой 4 (на фиг. 1 и 2 в виде шнекового транспортера). Приемная камера 1 помещена в камеру 5 очищенного воздуха большего объема с выпускным отверстием 6, представленным на фиг. 1 и 3 в виде патрубка с вентилятором 7 отсоса из фильтра очищенного от пыли воздуха, который может выбрасываться за пределы здания с источниками пылеобразования в атмосферу или же в помещение с деревообрабатывающим оборудованием (для экономии тепла в периоды отопительных сезонов).

Обе камеры 1 и 5 аэродинамически связаны через разделяющие их фильтрующие

00

ю

Юо

вертикальные перегородки 8 и 9 из продуваемых тканей или нетканых фильтровальных материалов. Из большого ассортимента выпускаемых фильтровальных материалов для перегородок 8 и 9 подобрана пара таких материалов, один из которых при трении о древесину, а следовательно, и при пропускании воздушного потока с частицами древесины заряжается отрицательно, а другой - положительно соответственно. Напротив патрубка 2 в приемной камере 1 расположена перегородка 10 из металла с неровной, мелко гофрированной и обработанной грубой абразивной шкуркой, шероховатой поверхностью, что нужно для гашения скорости вылетающих из патрубка 2 пылевых частиц, тем самым предотвращая их рикошетирование на фильтрующие поверхности перегородок 8 и 9.

Для повышения эффективности гравитационного осаждения уловленных фильтровальными поверхностями перегородок 8 и 9 и перегородкой 10 пылевых частиц бункер 3 границы приемной камеры установлен вертикально, а конец патрубка 2 в шарнирном креплении ориентирован наклонно к горизонтальной плоскости с оптимальным углом наклона, зависящим от рабочей скорости подаваемого через патрубок пылевоз- душного потока.

Перегородка 10 может быть выполнена из электропроводного фильтрующего материала, например из хлопчатобумажной ткани с металлическими нитями, причем в обоих вариантах перегородку 10 и несущие металлоконструкции фильтра предпочтительно заземлять для уменьшения опасности возгорания накопленной пыли от электростатических зарядов. В качестве материала, несущего на себе положительный заряд после трения о древесину, наиболее характерна натуральная шерсть и ткани из нее- байка или шинельное сукно. В качестве материала, несущего отрицательные три- . бозаряды, используют лавсановую ткань, а по известной технологии отрицательным знаком трибозаряда также отл ичается фил ь- тровальная ткань ФТ-200-4, разработанная для широкого применения в пылеулавливающих аппаратах. Широкие возможности создания фильтрующих тканей с разными трибоэлектру ческими зарядами о дерево открывает пропитка различных тканей синтетическими смолами, относящимися к требуемым положениям в трибоэлектрическом ряду относительно дерева. Патрубок 2 полнен из немагнитного материала, в том числе и из металлов, например алюминия или латуни, укреплен в передней стенке приемной камеры в шарнире 11 и в своей

выступающей из камеры части снаб)ен магнитной системой, полюса 12 и 13 которой параллельны оси патрубка.

Фильтр работает следующим образом. Припоступлении в патрубок 2 запыленного воздуха из аспирационной системы деревообрабатывающих станков из патрубка на перегородку 10 и фильтрующие поверхности перегородок 8 и 9 начинает поступать 0 веерообразный факел взвешенных в воздушном потоке частиц древесной пыли. Через несколько минут в результате трения скольжения древесных.частиц фильтрующие поверхности перегородок 8 и 9 5 самозаряжаются с отрицательным и положительным знаками трибозаряда. В результате фильтрования проходящий через поверхности перегородок 8 и 9 очищенный воздух поступает в камеру 5, откуда и удаля- 0 ется через выхлопной патрубок 6 с помощью вентилятора 7. Задержанная, фильтрующими поверхностями пыль оседает в бункер 3, откуда непрерывно удаляется шнековым транспортером 4. При снятой 5- магнитной системе фильтр нормально рабо- тает вплоть до засорения фильтрующих перегородок 8 и 9 частицами пыли противоположных знаков заряда. По теории вероятности при случайном распределении 0 зарядов частиц rio ширине факела наработка на отказ фильтра до засорения будет недостаточной, но все же дольше, чем у известных фильтров с идентично заряженными поверхностями перегородок 8 и 9. По- 5 еле закрепления магнитной системы на патрубке 2 внутри него образуется магнитное поле в вертикальной плоскости, в результате взаимодействия с которым в факеле происходит перераспределение час- 0 тиц. Отрицательно заряженные пылевые частицы отклоняются магнитным полем в сторону поверхности перегородки 8 с отрицательным трибозарядом, положительные- в сторону положительно заряженной повер- 5 хности перегородки 9, а на нейтральные частицы магнитное поле не воздействует и они будут иметь тенденцию группировки по центру факела с траекторией полета на противоположную факелу перегородку 10. На- 0 личие на этой перегородке рифления и шероховатости приводит к гашению скорости нейтральных частиц при их проскальзывании по стенке вниз. Одноименность зарядов отклоненных магнитным полем ча- 5 стиц с прилежащими к их искривленным траекториям диэлектрическими поверхностями перегородок 8 и 9 создает на этих поверхностях барьерные слои электростатических сил отталкивания одноименных зарядов, благодаря чему предотвращается

не только забивание пор фильтрующих поверхностей, но и их абразивный износ проскальзывающими по барьерному слою пылевыми частицами. Вместо сплошной металлической перегородки 10 в фильтре может быть установлена третья фильтрующая перегородка из электропроводного материала на траектории движения нейтральных- частиц. Благодаря отсутствию разницы потенциалов между частицами и этим материалом он осуществляет свободную фильтрацию без подзарядки частиц и их прилипания к волокнам материала.

Наличие в воздухе аспирационных систем отрицательных и положительных ионов не препятствует свободному прохождению воздуха через барьерный слой и относительно крупные поры фильтрующих поверхностей вследствие малости переносимых этими ионами зарядов по сравнению с сильными трибозарядами диэлектрических тканей.

Добавление в фильтр второй фильтрующей поверхности с противоположным знаком трибоэлектрического заряда относительно древесины не только повышает срок действия фильтра до момента засорения фильтрующих тканей благодаря повышению эффективности их самоочистки, но и повышает пожаро- и взрывобезо-. пасность фильтра. Одндименность зарядов отклоненных магнитным полем частиц и фильтрующих тканей препятствует образованию между ними опасных искрообразова- нием и коронными разрядами разностей потенциалов.

Разделение факела на выходе патрубк-а полем магнитов позволяет при конструировании выбирать все три фильтрующих материала с оптимальной для каждой группы частиц величиной отверстий, благодаря чему создаются условия существенного повышения Эффективности пылеулавливания. Наличие двух барьерных слоев вместо одного и третьей фильтрующей поверхности специально для нейтральных частиц позволит существенно (не менее чем в 10 раз) повысить долговечность фильтра не только благодаря самоочистке поверхностей, но и уменьшению из абразивного износа. Увеличение суммарной площади фильтрующих поверхностей в 2 или в 3 раза обеспечивает такое же увеличение производительности фильтра по количеству очищаемого воздуха в единицу времени. Повышение числа матерчатых границ фильтра с одной до двух или трех повышает взрывобезопасность приемной камеры, где скапливается древесная пыль, так как сила взрыва зависит от жесткости стенок сосуда с взрывающимся

веществом. При случайном искрообразова- нии попавших в древесную пыль осколков режущего инструмента взрыв в приемной камере малоопасен благодаря уменьшен- 5 ной жесткости и прочности матерчатых гра- ниц приемной камеры и выпускному отверстию наружной камеры очищенного воздуха.

Подбор материалов с тре.буемым попар- 10 ным сочетанием трибоэлектрических свойств относительно древесины не вызывает технических трудностей и проводится . из ассортимента выпускаемых промышленностью тканых и нетканых фильтрующих ма- 15 териалов. В качестве магнитов для разделения потока частиц возможно использовать промышленные сплавы ЮНДК-35 или более дешевые магниты из анизотропных ферритов бария. Благодаря наклону 20 входного патрубка вниз при регулировке положения факела запыленного воздуха в приемной камере путем разворота патрубка в шарнирном креплении удобно вместо верхней стенки фильтра пользоваться прозрач- 5 ным стеклом. При необходимости дальнейшего повышения производительности фильтра по расходу очищенного воздуха он удобен для группирования в батареи с раздельными входными пат- 0 рубками и общей увеличенной по ширине камерой очищенного воздуха. Повышенная взрывобезопасность фильтра позволяет его размещение непосредственно в производственных помещениях, что осо- 5 бенно удобно для его использования в каче- стве автономных обеспыливающих агрегатов отдельных станков с относитель- но малым пылеобразованием, например, у плоскошлифовальных станков, где извест- 0 ные аспирационные системы имеют КПД не выше 10%.

Формула изобретения

1. Фильтр для очистки воздуха от древесной пыли, содержащий приемную камеру с шарнирно укрепленным входным патрубком, систему сбора и удаления оседающей пыли и аэродинамически связанную с приемной камерой через фильтрующие элементы камеру очищенного воздуха с выпускным отверстием, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности самоочистки фильтра и эффективности пылеулавливания, фильтрующие элементы

приемной камеры выполнены в виде двух параллельно установленных вертикальных перегородок из воздухопроницаемых дилектрических материалов, один из которых в трибоэлектрическом ряду находится . а второй после дерева, при этом входной патрубок выполнен из немагнитного материала и снабжен магнитной системой, плоскости полюсов которой параллельны 0ГО оси, а приемная камера снабжена третьей перегородкой, установленной на- | 1ротив входного патрубка и примыкающей плоскостью к торцам двух параллельных пе- Йгородок.

2.Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что третья перегородка выполнена сплошной с гофрированной шероховатой поверхностью.

3.Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что третья перегородка выполнена воздухопроницаемой из электропроводного материала.

Изобретение относится к промышленной вентиляции, в частности к устройствам очистки воздуха, выбрасываемого в атмосферу аспирационными системами станочного оборудования деревообрабатывающих производств, позволяет повысить долговечность фильтра путем увеличения эффективности его самочистки силами электростатических зарядов и повысить степень улавливания мелких фракций пыли. Фильтр содержит приемную камеру запыленного воздуха, систему сбора и удаления оседающей пыли и камеру выходного очищенного воздуха, отделенную от приемной фильтрующими поверхностями из диэлектрических тканей или нетканных воздухопроницаемых материалов. Новым является сочетание двух фильтрующих диэлектрических материалов, один из которых трущейся пылью заряжается положительно, а другой - отрицательно, причем входной патрубок запыленного воздуха снабжен магнитной системой, нейтральные частицы пыли встречают на пути третью фильтрующую поверхность из электропроводного материала. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

Фи8.1

2 -: -

yJ -Qf

71-

,

.

ft f iT f fi т f /

Ю

Фие.З