Воздушный фильтр

 

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 уплотнительным элементом. Недостатком воздушного фильтра является невозможность его использования в условиях запыленных угольных предприятий вследствие малой пылеемкости и отvj XI 00 Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК

sl)s В 01 0 46/00, 46/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

6 (21) 4782387/26 (22) 15,01.90 (46) 07.03,92. Бюл, М 9 (71) Институт горного дела им.А.А.Скочинского (72) Б.П.Прокопович, Б,С.Карлеба и А.М.Онищенко (53) 66.067.324(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 866258, кл. F 02 М 35/00, 1980. (54) ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР (57) 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. Ы 1717189 А1 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 уплотнительным элементом.

Недостатком воздушного фильтра является невозможность его использования в условиях запыленных угольных предприятий вследствие малой пылеемкости и от1717189

30

55 сутствия самоочистки фильтрующих элементов. Кроме того, недостатком известного воздушного фильтра является невозможность

eI o 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 уменьшается 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 фильтрующие 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 (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 корпуса 1 и в результате средние части фильтрующих элементов 4 и 5 занимают устойчивое положение без свободных осевых люфтов, Работа воздушного фильтра осуществляется следующим образом.

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

При включении аппарата внутренняя

его полость нагревается, давление повышается и в результате воздух со стороны выходного 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 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

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

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 элементе 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 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 про1717189

Таким образом, при периодических на- 50 гревах 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 соответ- 55 ствующие 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 сачиваться 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 через 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 anпарата станут равными атмосферному давлению и температуре, просачивание воздуха через фильтрующие элементы прекратится и они станут в показанное на фиг.1 равновесное положение, 5

45 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 проходящего через отверстия воздуха.

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

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

300 мг/м для рудничного поляризационноз ,го осветителя с лампой мощностью 100 Вт и внутренним объемом 8000 см .

Отверстия в фильтрующем элементе выпол ня ют следующим образом.

Тело фильтрующего элемента в показанном на фиг.1 состоянии распора накладывают на торец цилиндрической болванки из алюминия (для чего из фильтра снимают крышку 6, вынимают из фильтра элемент 4 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 образом сверлом сверлят конические отверстия в теле фильтра. Фильтр изготовлен и прошел лабораторные испытания.

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

Формула изобретения

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

1717189

g 1

738 Q7

Puz.,1 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 входного патрубка, с утолщением к периферии типа ласточкина хвоста и с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра корпуса, а распорные кольца выполнены с

5 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

10 корпусу прижимным кольцом.

1717189

Составитель А. Онищенко

Редактор С. Лисина Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Заказ 831 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101