Фильтр для очистки газов

 

Использование: для санитарной и технологической очистки газов от пыли и капель жидкости. Сущность изобретения: фильтр для очистки газов снабжен перегородкой, прикрепленной к нижней части корпуса и выполненной выпуклой в сторону движения газа с образованием замкнутой камеры, а фильтрующие элементы выполнены из пеноячеистого металла, имеющего диаметр от 20 до 200 мкм, удельную поверхность 3-15 м²/г и удельную массу 0,2-0,4 кг/м³. Кроме того, устройство дополнительно может быть снабжено коллектором подачи теплоносителя (хладоагента). 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к фильтрам для санитарной и технологической очистки газов от пыли и капель жидкости.

Изобретение может быть использовано в цементной, мукомольной, химической и других отраслях промышленности, электронике, быту, везде, где есть потребность в очистке газов от пыли и капель жидкости.

В настоящее время очистка газов от пыли и капель жидкости является трудной технической задачей, ее решение связано с использованием громоздких, неэкономичных и сложных устройств, например, рукавных фильтров [1] Недостаток этих фильтров в ограниченной области применения из-за указанных выше особенностей.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому фильтру является самоочищающийся газовый фильтр [2] Этот фильтр содержит фильтрэлемент, соединенный с приводом вращения, выполненным в виде турбины, газоход с кольцевой камерой и дренажным устройством.

Недостатки фильтра по прототипу: в невозможности очистки газов от пыли; в недостаточной надежности фильтра из-за отсутствия системы очистки центральной части фильтрэлемента.

Изобретение решает техническую задачу, которая состоит в улучшении эксплуатационных свойств фильтра путем расширения области применения, включая очистку газов от пыли, и обеспечения очистки центральной части фильтрующих элементов от отложений.

Отличием фильтра, согласно изобретению, от прототипа состоит в том, что он снабжен перегородкой, прикрепленной к нижней части корпуса и выполненной выпуклой в сторону движения газа с образованием замкнутой камеры, при этом устройство для очистки поверхности элементов выполнено в виде коллектора и установлено с тыльной стороны фильтрующих элементов, выполненных из пеноячеистого металла.

Металл, из которого выполнены фильтрующие элементы, предпочтительно, имеет отверстия диаметром от 20 до 200 мкм, удельную поверхность 3-15 м²/г и удельную массу 0,2-0,4 кг/м³.

В частном случае, с целью кондиционирования очищенного газа, фильтр дополнительно снабжен коллектором подачи теплоносителя (хладоагента), направленным к поверхности фильтрующих элементов.

Анализ заявленного решения по сравнению с прототипом подтверждает новизну изобретения.

Причинно-следственная связь между отличительными признаками и промышленной применимостью изобретения заключается в том, что: фильтр снабжен перегородкой, прикрепленной к нижней части корпуса и выполненной выпуклой в сторону движения газа с образованием замкнутой камеры, благодаря чему часть фильтрующей поверхности непрерывно попадает при вращении ротора внутрь замкнутой камеры; устройство для очистки поверхности элементов выполнено в виде обдувочного коллектора и установлено с тыльной стороны фильтрующих элементов, благодаря чему часть фильтрующей поверхности, попадающая в замкнутую камеру, может быть очищена от отложений путем обдувки; фильтрующие элементы выполнены из пеноячеистого металла со сквозными порами, благодаря чему обеспечивается возможность отделения от газа пыли и капель жидкости, причем отводится электрический заряд, который несут частицы пыли и капли жидкости; предпочтительно диаметр отверстий фильтрующих элементов составляет 20-200 мкм, а материал фильтрующих элементов имеет удельную поверхность 3-15 м²/г и удельную массу 0,2-0,4 кг/м³, благодаря чему обеспечивается оптимальное аэродинамическое сопротивление фильтра и возможность его стабилизации; в частном случае, фильтр снабжен коллектором подачи теплоносителя (хладоагента), направленным к поверхности фильтрующих элементов, благодаря чему обеспечивается возможность кондиционирования очищаемого газа путем коррекции его температуры и влагосодержания.

Таким образом, совокупность указанных выше отличительных признаков предлагаемого фильтра позволяет:
расширить его функциональные возможности по сравнению с прототипом, поскольку он обеспечивает очистку газов как от капель жидкости, так и от пыли;
снизить, при прочих равных условиях, его эксплуатационное аэродинамическое сопротивление и повысить, по сравнению с прототипом, его производительность и надежность за счет обдувки фильтрующих элементов. Сопоставление отличительных признаков предлагаемого фильтра и выполняемых им функций с признаками и функциями известных технических решений позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображена конструктивная схема фильтра с наклонно-выпуклой перегородкой и вертикальным обдувочным коллектором, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид спереди; на фиг. 3 конструктивная схема фильтра с вертикально-выпуклой перегородкой и наклонным обдувочным коллектором, вид сбоку; на фиг. 4 конструктивная схема фильтра с горизонтально-расположенными фильтрующими элементами, горизонтально-выпуклой перегородкой и горизонтальным обдувочным коллектором, вид сверху; на фиг. 5 конструктивная схема многоступенчатого фильтра с наклонно-выпуклой перегородкой и ступенчато-расположенными обдувочными коллекторами, вид сбоку; на фиг. 6 - конструктивная схема фильтра с коллектором хладоагента, вид спереди.

Предлагаемый фильтр состоит из корпуса 1, внутри которого размещен ротор 2 с фильтрующими элементами 3, устройство для очистки фильтрующих элементов
обдувочный коллектор 4, опоры вала ротора 5, привод вала ротора 6.

Внутри корпуса 1 имеется прикрепленная к его нижней части, выпуклая в сторону движения газа перегородка 7, образующая совместно с плоскостью фильтрующих элементов 3 замкнутую камеру. В нижней части корпуса 1 под упомянутой камерой имеется окно, соединяющее корпус 1 с расположенным под ним бункером 8, предназначенным для сбора пыли (жидкости) III, извлекаемый из газов.

Фильтр, согласно изобретению, может быть выполнен в нескольких вариантах:
а) с плоскими секторными фильтрующими элементами 3, вертикальным обдувочным коллектором 4, наклонно-выпуклой перегородкой 7 (фиг. 1, 2);
б) с коническими секторными фильтрующими элементами, наклонным обдувочным коллектором 4 и вертикально-выпуклой перегородкой 7 (фиг. 3);
в) с цилиндрическими сегментными фильтрующими элементами 3, горизонтальным обдувочным коллектором 4 и горизонтально-выпуклой перегородкой 7 (фиг. 4).

Во всех случаях фильтрующие элементы 3 крепятся к каркасу ротора 2.

Фильтр может быть как одноступенчатым (фиг. 1-4), так и многоступенчатым (фиг. 5). В этом случае последовательно расположенные ступени комплектуются фильтрующими элементами с убывающим по ходу газов диаметром пор.

В частном случае фильтр, согласно изобретению, может дополнительно выполнять функции кондиционера очищаемых газов, для чего внутри корпуса 1 устанавливается дополнительно коллектор для подачи хладоагента (теплоносителя) 9, направляющий его на поверхность фильтрующих элементов 3.

Фильтр работает следующим образом.

Очищаемые газы I поступают внутрь корпуса фильтра 1 и проходят через отверстия в фильтрующих элементах 3, крепящихся к каркасу ротора 2. Ротор 2 вращается при этом в опорах 5 с помощью привода 6.

Благодаря развитой поверхности, фильтрующие элементы 3 задерживают мелкие частички (капли жидкости), находящиеся в очищаемых газах, чем и обеспечивается их очистка. Очищенные газы II покидают корпус фильтра 1.

Одновременно с этим, вращающийся поток 2 перемещает фильтрующие элементы 3 вокруг своей оси, причем они заходят за выпуклую в сторону движения газов перегородку 7, прикрепленную к нижней части корпуса 1, которая экранирует фильтрующие элементы 3 от потока очищаемых газов I.

Плоскость фильтрующих элементов 3, заходящих за перегородку 7, образует, совместно с ней, замкнутую камеру, соединенную через окно в корпусе фильтра с бункером 8.

От обдувочного коллектора 4 на тыльную сторону плоскости фильтрующих элементов 3, находящихся внутри упомянутой камеры, направляется поток обдувочного агента IV, который сдувает пыль (или пленку жидкости) с поверхности фильтрующих элементов 3 и направляет ее в бункер 8.

Более полная очистка газов от капель жидкости может быть достигнута путем понижения их температуры, для чего предусматривается возможность охлаждения газов в процессе очистки путем подачи в них хладоагента V через коллектор 9 (фиг. 6). В этом случае фильтрующие элементы 3 дополнительно выполняют функцию теплообменной поверхности.

При необходимости, через коллектор 9 может также подаваться теплоноситель. Комбинируя оба варианта, можно обеспечить поддержание заданной температуры и влажности очищаемых газов, т.е. их кондиционирование.

Как было упомянуто выше, вращение ротора 2 может быть осуществлено либо внешним источником (фиг. 3, 5), либо ветропылесосом с возможностью регулирования числа оборотов (фиг. 1, 4).

Таким образом, изобретение позволяет решить техническую задачу, состоящую в улучшении эксплуатационных свойств фильтра для очистки газов от пыли и капель жидкости путем повышения его надежности и расширения функциональных возможностей.

Формула изобретения

1. Фильтр для очистки газов, содержащий корпус, ротор с валом, опорами и фильтрующими элементами, выполненными из высокопористого материала, устройство для очистки поверхности элементов, привод и бункер для сбора загрязнений, отличающийся тем, что фильтр снабжен перегородкой, прикрепленной к нижней части корпуса и выполненной выпуклой в сторону движения газа с образованием замкнутой камеры, при этом устройство для очистки поверхности элементов выполнено в виде обдувочного коллектора и установлено с тыльной стороны фильтрующих элементов, выполненных из пеноячеистого металла со сквозными порами.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что диаметр отверстий фильтрующих элементов составляет 20 -200 мкм, а материал фильтрующих элементов имеет удельную поверхность 3 15 м²/г и удельную массу 0,2 0,4 кг/м³.

3. Фильтр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен коллектором подачи теплоносителя, направленным к поверхности фильтрующих элементов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6