Воздушный фильтр Советский патент 1992 года по МПК B01D46/00 B01D46/10 

сутствия самоочистки фильтрующих элементов. Кроме того, недостатком известного воздушного фильтра является невозможность его применения на средствах горной автоматики вследствие большого гидравлического сопротивления, что приводит к изменению давления внутри корпуса при быстрых нагревах и охлаждениях полости корпуса и к проходу воздуха в корпус аппаратуры горной автоматики и из корпуса через технологические зазоры в корпусе мимо воздушного фильтра.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы в условиях запыленных угольных предприятий за счет увеличения пылеемкости и осуществления самоочистки фильтрующих элементов.

Поставленная цель достигается тем, что воздушный фильтр, включающий корпус с входным и выходным патрубками, фильтрующие элементы и торцовую, крышку, снабжен распорными кольцами и прижимным кольцом, фильтрующие элементы выполнены из эластичного упругого материала с коническими отверстиями, диаметр которых уменьшается в сторону входного патрубка, с утолщением к периферии типа ласточкина хвоста и с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра корпуса, а распорные кольца выполнены с утолщением к центру, во входном патрубке между крышкой и фильтрующими элементами выполнены радиальные отверстия, при этом фильтрующие элементы установлены между распорными кольцами и прижаты к корпусу прижимным кольцом.

На фиг.1 приведена конструкция воздушного фильтра, осевой разрез; на фиг.2 - фильтрующий элемент, осевой разрез (толщина середины элемента увеличена в 30 раз).

Воздушный фильтр содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, фильтрующие элементы 4 и 5 и торцовую крышку 6 (на фиг.1 фильтрующий элемент4 показан без штриховки для удобства чтения чертежа).

Воздушный фильтр снабжен распорными кольцами 7-9 и прижимным кольцом 10. Фильтрующие элементы 4 и 5 выполнены из эластичного упругого материала, например из маслостойкой резины, с коническими отверстиями 11, диаметр которых уменыиает- ся в сторону входного патрубка 2. Фильтрующие элементы 4 и 5 выполнены с утолщениями 12 и 13 (соответственно) к периферии типа ласточкина хвоста с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра корпуса 1. Распорные кольца 7-9

выполнены с утолщением к центру. Во входном патрубке 2 между крышкой 6 и фильтру: ющими элементами 4 и 5 выполнены радиальные отверстия 14. При этом фильт5 рующие элементы 4 и 5 установлены между распорными кольцами 7-9 и прижаты к корпусу 1 прижимным кольцом 10, например завинчиванием прижимного кольца, имеющего наружную резьбу, в корпусе 1

0 (имеющей внутреннюю резьбу со стороны входного патрубка 2 и упорный буртик со стороны выходного патрубка 3). При такой установке фильтрующие элементы 4 и 5 распираются до внутреннего диаметра кор5 пуса 1 и в результате средние части фильтрующих элементов 4 и 5 занимают устойчивое положение без свободных осевых люфтов.

Работа воздушного фильтра осуществ0 ляется следующим образом.

Воздушный фильтр выходным патрубком 3 с наружной резьбой с применением уплотнителей ввинчивается в отверстие с резьбой в корпусе аппарата горной автома5 тики(например, в корпусе рудничного поляризационного осветителя).

При включении аппарата внутренняя его полость нагревается, давление повышается и в результате воздух со стороны вы0 ходного патрубка 3 давит на фильтрующие элементы 4 и 5. Под действием избыточного давления фильтрующие элементы 4 и 5 прогибаются в сторону входного патрубка 2. В результате давления воздуха и прогибов

5 фильтрующих элементов выходные отверстия 11 в фильтрующих элементах увеличиваются в диаметре и через них выходит воздух из корпуса аппарата, сдувая при этом осевшую ранее на выходные отверстия

0 11 фильтрующих элементов 4 и 5 угольную пыль. Пыль с внутреннего фильтрующего элемента 5 падает в корпусе 1 на внутреннюю поверхность распорного кольца 8. Пыль с наружного фильтрующего элемента

5 4 падает на внутреннюю поверхность распорного кольца 7, прижимного кольца 10 и входного патрубка 2 и крышки 6. Количество осевшей пыли на внешнем фильтрующем элементе 4 больше, чем на внутреннем эле0 менте 5. Поэтому полость между фильтрующими элементами 4 и 5 в корпусе фильтра меньше полости между наружным фильтрующим элементом 4 и крышкой 6. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не

5 установится динамическое равновесие между температурой внутри корпуса аппарата и температурой окружающего воздуха. При этом давление внутри корпуса аппарата станет равным атмосферному, воздух через

фильтрующие элементы 4 и 5 не будет просачиваться и они станут в нормальное положение (фиг. 1).

Если аппарат выключится, то внутренняя его полость начнет охлаждаться (стремясь к температуре окружающего воздуха), давление в корпусе аппарата начнет падать. При этом воздух будет входить через радиальные отверстия 14 во входной патрубок 2 и будет давить на фильтрующие элементы 4 и 5, которые прогнутся в сторону выходного патрубка 3. При этом отверстия со стороны входного патрубка 2 еще больше уменьшатся в диаметре, а отверстия 11 со стороны выходного патрубка 3 (которые и так большие) еще больше увеличатся в диаметре. В результате воздух будет проникать через микроотверстия 11 в фильтрующих элементах внутрь корпуса аппарата.

Крупные частицы пыли осядут на стенках входного патрубка 2 в результате изменения направления движения воздуха от радиального через отверстия 14 до осевого через отверстия 11. Микрочастицы пыли будут оседать на прилегающих к отверстиям 11 поверхностных фильтрующих элементов 4 и 5 со стороны входного патрубка 2. Чем больше перепад давлений окружающего воздуха и в корпусе аппарата, тем сильнее сила давления на фильтрующие элементы 4 и 5, тем сильнее они прогибаются, тем меньше становятся входные отверстия в них и тем интенсивнее очистка проходящего «ie- рез фильтрующие элементы внутрь корпуса аппарата воздуха.

По мере выравнивания давлений силы на фильтрующие элементы будет падать и их прогиб уменьшится. При этом скорость просачивания воздуха через отверстия уменьшится и даже при увеличении диаметров отверстий в фильтрующих элементах со стороны входного патрубка 2 очистка воздуха будет удовлетворительной. При достижении динамического равновесия, когда температура и давление внутри корпуса аппарата станут равными атмосферному давлению и температуре, просачивание воздуха через фильтрующие элементы прекратится и они станут в показанное на фиг. 1 равновесное положение.

Таким образом, при периодических нагревах при включении аппарата воздух выходит из корпуса, а при выключениях и охлаждении аппарата воздух входит в корпус, просачиваясь через фильтрующие элементы и выгибая их при этом в соответствующие стороны, При прогибах фильтрующих элементов с них осыпается осевшая ранее на них пыль. При увеличении давления внутри корпуса аппарата увеличивается прогиб фильтрующих элементов в сторону

входного патрубка и увеличиваются диаметры отверстий 11, в результате скорость выхода избыточного количества воздуха из корпуса аппарата растет. При уменьшении

давления внутри корпуса аппарата фильтрующие элементы прогибаются в сторону выходного патрубка, отверстия 11 в фильтрующих элементах уменьшаются и в результате улучшается фильтрация прохо0 дящего через отверстия воздуха.

Фильтр автоматически сам регулирует качество очистки, скорость прохождения воздуха через фильтрующие элементы и обеспечивает самоочистку фильтрующих

5 элементов.

Пример. Фильтрующие элементы выполнены из маслостойкой резины с толщиной тела фильтра 0,3 мм. В теле в шахмат- ном порядке выполнены конические

0 отверстия диаметром 0,02 мм со стороны входного патрубка 3. При внутреннем диаметре корпуса 80 мм и двух фильтрующих элементах фильтр обеспечивает надежную очистку воздуха при его запыленности до

5 300 мг/м3 для рудничного поляризационного осветителя с лампой мощностью 100 Вт и внутренним объемом 8000 см .

Отверстия в фильтрующем элементе выполняют следующим образом.

0 Тело фильтрующего элемента в показанном на фиг.1 состоянии распора накладывают на торец цилиндрической болванки из алюминия (для чего из фильтра снимают крышку б, вынимают из фильтра элемент 4

5 и кольцо 8). В качестве сверла применяют иголку с острием малой конусности и иголку в области острия протирают мелкой наждачной шкуркой, чтобы поверхность острия стала шероховатой. Изготовленным таким

0 образом сверлом сверлят конические отверстия з теле фильтра. Фильтр изготовлен и прошел лабораторные испытания.

Преимуществами предлагаемого фильтра являются: обеспечение работы в запы5 ленных горных выработках, увеличение срока службы, снижение стоимости, уменьшение трудоемкости по периодической очистке или замене фильтрующих элементов. Первое преимущество позволяет продлить

0 срок службы рудничного поляризационного осветителя на 1 год за счет очистки воздуха (без очистки попадающая в корпус пыль приводит к выходу из строя зеркала и отражателя).

5

Формула изобретения Воздушный фильтр, включающий корпус с входным и выходным патрубками, фильтрующие элементы и торцовую крышку, отличающийся, тем, что, с целью

расширения функциональных возможностей путем обеспечения работы в условиях запыленных угольных предприятий за счет увеличения пылеемкости и осуществления самоочистки фильтрующих элементов, фильтр снабжен распорными кольцами и. прижимным кольцом, фильтрующие элементы выполнены из эластичного упругого материала с коническими отверстиями, диаметр которых уменьшается в сторону вход0

ного патрубка, с утолщением к периферии типа ласточкина хвоста и с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра корпуса, а распорные кольца выполнены с утолщением к центру, во входном патрубке между крышкой и фильтрующими элементами выполнены радиальные отверстия, при этом фильтрующие элементы установлены между распорными кольцами и прижаты к корпусу прижимным кольцом.

Изобретение относится к средствам для очистки воздуха и может быть использовано в аппаратуре шахтной автоматики рудничного или взрывозащищенного исполнения, которая подвергается периодическому нагреву и охлаждению,для очистки входящего в корпус аппаратуры окружающего воздуха при охлаждении аппаратуры и для выхода избыточного воздуха из корпуса аппаратуры при ее нагреве. Его использование позволит расширить функциональные возможности путем обеспечения работы средств горной. автоматики в условиях запыленных угольИзобретение относится к средствам для очистки воздуха и может быть использовано в аппаратуре шахтной автоматики рудничного или взрывозащищенного исполнения, которая подвергается периодическому нагреву и охлаждению, для очистки входящего в корпус аппаратуры воздуха при охлаждении аппаратуры или для выхода избыточного воздуха из корпуса аппаратуры при ее нагреве. Известен воздушный фильтр, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, концентрические фильтрующие ных предприятий за счет одновременного увеличения пылеемкости, осуществления самоочистки фильтрующих элементов и снижения гидравлического сопротивления. Воздушный фильтр, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, фильтрующие элементы и торцовую крышку, снабжен распорными кольцами и прижимным кольцом, фильтрующие элементы выполнены из эластичного упругого материала, например маслостойкой резины, с коническими отверстиями, диаметр которых уменьшается в сторону входного патрубка, причем фильтрующие элементы выполнены с утолщением к периферии типа ласточника хвоста и с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра корпуса, а распорные кольца выполнены с утолщением к центру, во входном патрубке между крышкой и фильтрующими элементами выполнены радиальные отверстия, при этом фильтрующие элементы установлены между распорными кольцами и прижаты к корпусу прижимным кольцом. 2 ил. элементы, соединенные общими торцовыми крышками и установленные в корпусе при помощи уплотнительного элемента, размещенного между одной из торцовых крышек и стенкой корпуса. В торцовой крышке, расположенной со стороны уплотнительного элемента, выполнены отверстия с возможностью их полного перекрытия уплотни- тельным элементом. Недостатком воздушного фильтра является невозможность его использования в условиях запыленных угольных предприятий вследствие малой пылеемкости и отvj XI 00 Ю

13 8 f2 7 Фиг,1

кЗЗ