Устройство регенерации тканевого фильтра

 

Изобретение предназначено для очистки газов от пыли и может быть использовано в различных отраслях промышленности, черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности и др. Устройство обеспечивает быстрое открытие и закрытие продувочного клапана с минимальным интервалом времени между ними, высокую скорость повышения давления в рукаве и, при достижении его максимальных значений, прерывание процесса подачи сжатого воздуха в систему очистки рукавного фильтра, обеспечивает также полное и эффективное управление функциями открытия-закрытия продувочного клапана. Устройство регенерации тканевого фильтра включает продувочный клапан, ресивер с патрубком, раздаточный коллектор и электромагнитный клапан с проходным отверстием. Продувочный клапан состоит из корпуса с установленными в нем пружиной и большой мембраной с отверстиями, взаимодействующей с расположенным в ресивере торцом раздаточного коллектора, который является седлом продувочного клапана. Патрубок ресивера выполнен в виде вытянутой горловины с опорным фланцем. Продувочный клапан снабжен крышкой с выполненным в нем отверстием, промежуточным кольцом, проходным и сбросным отверстиями и малой мембраной с отверстиями, установленной между крышкой и корпусом и взаимодействующей со сбросным отверстием продувочного клапана. Большая мембрана продувочного клапана расположена между его корпусом и промежуточным кольцом. Торец раздаточного коллектора и большая мембрана в открытом положении образуют кольцевой зазор, причем соотношение площади кольцевого зазора к внутренней площади сечения раздаточного коллектора составляет 0,7<d•π•H/3(d² _вн•π/4)<1,0, а соотношение площади отверстий в большой мембране и площади кольцевого зазора между торцом раздаточного коллектора и большой мембраной в закрытом положении составляет 0,08% < [(d² _l•π/4)•n: (d² _м•π/4-d_c ²•π/4)] •100% < 0,2%, где d_c - средний диаметр торца раздаточного коллектора, который является седлом продувочного клапана, d_вн - внутренний диаметр раздаточного коллектора, d₁ - диаметр отверстия в большой мембране, d_м - диаметр большой мембраны, n - количество отверстий в большой мембране, Н - высота подъема большой мембраны при открытом положении продувочного клапана, π=3,14. Площадь отверстий малой мембраны в 5-10 раз меньше площади отверстий большой мембраны и в 2,5-4 раза меньше площади сечения проходного отверстия электромагнитного клапана. Электромагнитный клапан установлен непосредственно на крышке продувочного клапана. 2 ил.

Изобретение относится к очистке газов от пыли тканевыми фильтрами и может быть использовано в различных отраслях промышленности: черной и цветной металлургии, промышленности строительных материалов, химической промышленности и ДР.

Известно устройство регенерации тканевого фильтра /патент США 4033732. МПК³ В 01 Д 46/04, опубл. 05.07.77/, в состав которого входит ресивер, с установленными на нем продувочными клапанами, раздаточные коллекторы с соплами или патрубками для истечения импульсов сжатого воздуха в фильтровальные элементы.

Регенерация фильтровальных элементов осуществляется таким образом. При открытии продувочного клапана сжатый воздух из ресивера по раздаточному коллектору поступает в фильтр и истекает из сопел коллектора в фильтровальные элементы, например рукава, в направлении, противоположном рабочему направлению газа, и очищает рукава от накопившихся на их поверхности частичек пыли. Сопла раздаточного коллектора расположены относительно рукавов фильтра таким образом, чтобы количество окружающего воздуха, эжектируемого струей импульса в рукав, было минимальным, то есть процесс регенерации в этом случае осуществляется прямым импульсом.

Согласно данным авторов патента максимальный эффект регенерации наблюдается в результате скачка давления в рукаве, предшествующего началу движения воздуха в нем, то есть процесс ускорения-замедления давления более важен с точки зрения регенерации, чем последующий поток движения воздуха по рукаву.

Таким образом, для обеспечения более эффективной регенерации важно создать повышенный эффект прироста давления в рукаве, а это ускорение может быть создано за счет нарастания энергии струи импульса, исходящей из сопла раздаточного коллектора. Процесс регенерации рукавов основан на том, что время достижения максимальной величины импульса давления должно быть как можно короче, а максимальная величина импульса давления - как можно больше.

Достижение такого результата зависит от ряда факторов. Потенциальная энергия для создания импульса давления накапливается в ресивере определенного объема в виде сжатого воздуха давлением 0,1-0,5 МПа. Передача потенциальной энергии из ресивера в энергию струи импульса на выходе из сопла раздаточного коллектора зависит от ряда параметров: величины давления воздуха в ресивере, потери давления воздуха в системе регенерации, технической характеристики продувочного клапана и, в первую очередь, его быстродействия. Передача давления из раздаточного коллектора в рукав наиболее эффективно осуществляется в том случае, когда сопло расположено относительно входа в рукав с таким расчетом, чтобы эжектировать в рукав как можно меньше окружающего воздуха.

При этом основные устройства системы регенерации: продувочный клапан, ресивер и раздаточный коллектор имеют определенные, взаимозависимые друг от друга, геометрические размеры.

Наиболее важным устройством в системе регенерации является продувочный клапан, который обеспечивает эффективную регенерацию при минимальном расходе сжатого воздуха. Последнее может быть достигнуто при условии создания высокой скорости повышения давления в рукаве, а как только давление в рукаве достигнет максимальной величины, необходимо прервать этот процесс.

Управление продувочным клапаном целесообразно осуществлять электрическими импульсами управления. После подачи электрического импульса управления, с учетом задержки на открытие клапана, полностью развивается динамический поток, который вызывает повышение давления в фильтровальном рукаве до максимальной величины. По истечении некоторого времени, после прекращения подачи электрического импульса управления, начинается процесс закрытия клапана за счет прерывания электрического импульса управления. Время действия электрического импульса управления, при котором продувочный клапан остается закрытым, должно быть минимальным. Продувочный клапан должен закрываться как можно быстрее без внешнего воздействия, что является особенностью конструкции продувочного клапана. Кроме того, в конструкции клапана должен быть предусмотрен режим работы, при котором электрический импульс должен прерываться еще до достижения величины максимального давления в рукаве. Это значит, что сигнал на закрытие клапана должен быть подан еще до того, как импульс давления в рукаве достигнет максимума. Вывод из сказанного выше следующий: время открытия и закрытия клапана должно быть коротким.

Однако вызывают сомнения в применении некоторых положений, предложенных авторами упомянутого выше устройства. Например, ведение процесса регенерации при давлении 0,1 МПа приводит к неоправданному увеличению габаритов ресивера. Наши исследования показали, что при срабатывании продувочного клапана давление в ресивере падает на 0,1-0,15 МПа и, соответственно, рабочее давление должно быть не меньше 0,2 МПа. Посадка продувочного клапана на ресивере, при условии размещения седла продувочного клапана внутри ресивера, в конструктивном отношении возможна только в случае изготовления ресивера из трубы квадратного сечения, например, 400х400 мм или 450х450 мм. В странах СНГ такие трубы для изготовления ресиверов не производятся.

Необходимо уточнить и другие параметры устройства регенерации, например соотношение площади кольцевого зазора между мембраной в открытом положении продувочного клапана и торцом раздаточного коллектора к площади сечения раздаточного коллектора и др.

Наиболее близким к заявляемому устройству регенерации тканевого фильтра по технической сущности и достигаемому результату является устройство регенерации тканевого фильтра /М. Г. Мазус, А. Д. Мадьгин, М.Д. Маргулис. Фильтры для улавливания промышленных пылей. М.: Машиностроение, 1985, с. 83-87/. Такими устройствами, обеспечивающими кратковременную подачу струи сжатого воздуха в каждый фильтровальный элемент, оснащены фильтры, выпускаемые в странах СНГ, типа ФРКИ, ФРКДИ, ФРИ и др. В устройство регенерации таких тканевых фильтров входит ресивер, на котором установлены продувочные клапаны d_у= 40 мм, например, 6 шт. Кроме того, в устройство регенерации тканевого фильтра входят 3 электромагнитных клапана для обеспечения управления работой продувочных клапанов. Продувочный клапан устанавливается на патрубке, приваренном к ресиверу, и размещается так, что открытый торец раздаточного коллектора является седлом продувочного клапана. При работе фильтра клапан находится в закрытом положении. Мембрана клапана прижата к торцу раздаточного коллектора, являющегося седлом продувочного клапана, а сжатый воздух через калиброванные отверстия в мембране уравновешивает давление под мембраной и над мембраной. При этом электромагнитный клапан закрыт. Вследствие разности давления в ресивере и раздаточном коллекторе мембрана продувочного клапана плотно прижата к седлу.

Открытие продувочного клапана производится следующим образом. Подается электрический ток на электромагнитный клапан, его подвижный сердечник поднимается и сжатый воздух из надмембранного пространства удаляется в атмосферу. Под действием избыточного давления в ресивере мембрана отходит от торца раздаточного коллектора, а сжатый воздух поступает в раздаточный коллектор. После отключения тока сердечник электромагнитного клапана опускается под действием собственного веса и пружины, давление в надмембранном пространстве увеличивается и мембрана плотно прижимается к торцу раздаточного коллектора /седлу/.

Это устройство характеризуется такими показателями: при одновременном срабатывании двух продувочных клапанов и давлении сжатого воздуха в ресивере 0,3 МПа, через каждый продувочный клапан подается 55-70 дм³ воздуха. В таких конструкциях возможна подача воздуха к одному электромагнитному клапану от двух продувочных клапанов, которые открываются одновременно. Длительность импульса сжатого воздуха составляет 0,2-0,4 с. Расход сжатого воздуха на регенерацию через один продувочный клапан за один импульс составляет не менее 55 дм³ воздуха.

Описанное выше устройство регенерации широко применяется, как упомянуто выше, в фильтрах с импульсной регенерацией, выпускаемых предприятиями СНГ. Так как одновременно срабатывают два клапана, а в каждом из них в систему регенерации подается не менее 55 дм³ сжатого воздуха, общий расход сжатого воздуха составляет не менее 110 дм³, а продолжительность импульса при регенерации составляет не менее 0,2 с. При такой системе регенерации рукавные фильтры имеют ограничения по длине рукавов, как правило, до 3 м. Для улучшения эффективности регенерации на входе в каждом рукаве устанавливается эжектор, а при длине рукава более 3 м применяются фильтры с двухсторонней импульсной регенерацией, но также с установкой эжекторов, что значительно усложняет конструкцию фильтра.

Продувочный клапан d_у=40 мм имеет одну мембрану с управлением с помощью электромагнитного клапана, соединенного с продувочным клапаном через импульсную трубку. Такой продувочный клапан по своим характеристикам не может быть использован для систем регенерации рукавов без установки на входе в рукава эжектора или других подобных устройств.

Учитывая изложенное выше, можно утверждать, что основными недостатками известного устройства регенерации тканевого фильтра является невозможность обеспечения быстрого открытия и закрытия продувочного клапана с обеспечением минимального интервала времени между открытием и закрытием, а также, как следствие, невозможность обеспечения высокой скорости повышения давления в рукаве и, при достижении его максимальных значений, прерывания процесса подачи сжатого воздуха на регенерацию фильтровальных элементов фильтра. На основании сказанного можно утверждать, что такое устройство нельзя отнести к быстродействующим. Кроме того, невозможно обеспечить эффективное управление работой такого устройства.

Наши экспериментальные исследования как на опытных, так и на промышленных установках показали, что время открытия продувочного клапана не должно быть большим 10 мс, время закрытия продувочного клапана - не большим 60-70 мс, а длительность цикла открытие-закрытие должна быть менее 100 мс. На опытной установке были применены основные элементы фильтра, например фильтровальный рукав длиной 5 м, продувочный клапан, ресивер, раздаточный коллектор в натуральную величину, как на промышленном фильтре. Установлено, что при определенных соотношениях геометрических размеров устройств регенерации и фильтровального рукава, а также конструкции продувочного клапана, максимальное давление в фильтровальном рукаве необходимо обеспечивать на протяжении не более чем 25-30 мс от начала открытия продувочного клапана. Например, при избыточном давлении в ресивере 0,4 МПа скорость повышения давления составляет 1500000 Па/с, а падение давления в ресивере составляет не более 0,12 МПа. Этот показатель обеспечивает регенерацию рукава при перепаде давления в камерах грязного и чистого газа до 2000-2500 Па.

В основу заявляемого изобретения поставлена задача создания устройства регенерации тканевого фильтра с быстродействующим продувочным клапаном, обеспечивающим быстрое открытие и закрытие продувочного клапана с минимальным интервалом времени между ними, высокую скорость повышения давления в рукаве и, при достижении его максимальных значений, прерывание процесса подачи сжатого воздуха в систему очистки рукавного фильтра, а также полное и эффективное управление функциями открытия-закрытия продувочного клапана.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном устройстве регенерации тканевого фильтра, включающем продувочный клапан, ресивер с патрубком, раздаточный коллектор и электромагнитный клапан с проходным отверстием, в котором продувочный клапан состоит из корпуса с установленными в нем пружиной и большой мембраной с отверстиями, взаимодействующей с расположенным в ресивере торцом раздаточного коллектора, который является седлом продувочного клапана, согласно заявляемому изобретению патрубок ресивера выполнен в виде вытянутой горловины с опорным фланцем, продувочный клапан снабжен крышкой с выполненным в ней выходным отверстием, промежуточным кольцом, проходным и сбросным отверстиями и малой мембраной с отверстиями, установленной между крышкой и корпусом и взаимодействующей со сбросным отверстием продувочного клапана, большая мембрана продувочного клапана расположена между его корпусом и промежуточным кольцом, торец раздаточного коллектора и большая мембрана в открытом положении образуют кольцевой зазор, причем соотношение площади кольцевого зазора к внутренней площади сечения раздаточного коллектора составляет а соотношение площади отверстий в большой мембране и площади кольцевого зазора между торцом раздаточного коллектора и большой мембраной в закрытом положении составляет где d_с - средний диаметр торца раздаточного коллектора, который является седлом продувочного клапана, d_вн - внутренний диаметр раздаточного коллектора, d_l - диаметр отверстия в большой мембране, d_м - диаметр большой мембраны, n - количество отверстий в большой мембране, Н - высота подъема большой мембраны при открытом положении продувочного клапана,
π=3,14,
а площадь отверстий малой мембраны в 5-10 раз меньше площади отверстий большой мембраны и в 2,5-4 раза меньше площади сечения проходного отверстия электромагнитного клапана, при этом электромагнитный клапан установлен непосредственно на крышке продувочного клапана.

За счет размещения торца раздаточного коллектора, взаимодействующего с большой мембраной и являющегося седлом продувочного клапана, в патрубке ресивера, который выполнен в виде вытянутой горловины с опорным фланцем, обеспечивается минимальная потеря давления во время работы продувочного клапана. Для изготовления вытянутой горловины может быть использована известная технология, созданная в институте НИПИ "Энергосталь" еще в 1985 г., а ресивер изготавливается из трубы круглого сечения. Таким образом, становится ненужной закупка дорогих труб квадратного сечения импортного производства.

Благодаря такому соединению продувочного клапана и ресивера потеря давления в системе будет незначительной, быстрое открытие и закрытие продувочного клапана создают условия для обеспечения высокой скорости повышения давления в рукаве фильтра.

Для обеспечения нормальной работы продувочного клапана торец раздаточного коллектора и большая мембрана в открытом положении образуют кольцевой зазор, причем соотношение площади кольцевого зазора к внутренней площади сечения раздаточного коллектора составляет

где d_с - средний диаметр торца раздаточного коллектора, который является седлом продувочного клапана,
d_вн - внутренний диаметр раздаточного коллектора,
Н - высота подъема большой мембраны при открытом положении продувочного клапана,
π=3,14.

При открытии продувочного клапана большая мембрана поднимается вверх и между плоскостью мембраны и торцом раздаточного коллектора образуется кольцевой зазор, равный _c•π•Н.

При соотношении площади кольцевого зазора к внутренней площади сечения раздаточного коллектора меньше 0,7, сопротивление продувочного клапана будет относительно большим, а величина импульса струи сжатого воздуха на выходе из торца раздаточного коллектора будет уменьшаться, увеличится время открытия продувочного клапана, что, в целом, приведет к ухудшению эффективности работы продувочного клапана.

Увеличение соотношения площади кольцевого зазора к внутренней площади сечения раздаточного коллектора более 1,0 приводит к неоправданному увеличению размеров продувочного клапана и увеличению амплитуды колебаний большой мембраны. Стойкость мембранного полотна снижается, что может привести к повреждению большой мембраны.

Таким образом, оптимальное соотношение площади кольцевого зазора к внутренней площади сечения раздаточного коллектора составляет

Управление клапаном должно осуществляться при помощи электрического импульса управления. Открытие клапана начинается с задержкой после начала подачи электрического импульса управления. Для обеспечения минимального времени между открытием и закрытием клапана необходимо электрический импульс управления прервать еще до получения максимального давления в рукаве.

Чтобы обеспечить быстродействие продувочного клапана, которое зависит от скорости открытия и закрытия продувочного клапана и интервала времени между ними, на основе экспериментальных исследований было установлено, что соотношение площади отверстий в большой мембране и площади кольцевого зазора между торцом раздаточного коллектора и большой мембраной в закрытом положении должно составлять

где d_l - диаметр отверстия в большой мембране,
d_м - диаметр большой мембраны,
d_с - средний диаметр торца раздаточного коллектора, который является седлом продувочного клапана,
n - количество отверстий в большой мембране,
π=3,14.

При таком соотношении достигается оптимальная продолжительность времени открытия и закрытия продувочного клапана при сохранении его быстродействия.

При увеличении соотношения более 0,08% время открытия большой мембраны увеличивается, а время ее закрытия - уменьшается. И, наоборот, при уменьшении соотношения менее 0,2% время открытия большой мембраны уменьшается" а время ее закрытия - увеличивается.

Площадь отверстий в большой мембране зависит от необходимой величины перепада давления в фильтровальном элементе /рукаве/ тканевого фильтра, которая, в свою очередь, зависит от характеристики пыли по дисперсному составу. При перепаде давления в фильтровальном элементе /рукаве/ большем 1500 Па продувочные клапаны целесообразно комплектовать большой мембраной с такими отверстиями, при которых соотношение площади отверстий в большой мембране и площади кольцевого зазора между торцом раздаточного коллектора и большой мембраной в закрытом положении будет близким к минимальной границе заявленного соотношения. А в случае ведения процесса фильтрации при перепаде давления, меньшем 1500 Па, ограничиваются величиной верхней границы соотношения.

В большой мембране продувочного клапана предусмотрены отверстия, в зависимости от общей площади которых можно сократить длительность временных интервалов открытия и закрытия клапана. Испытания показали, что оптимальное время открытия продувочного клапана должно быть менее 10 мс, а закрытия - не более 70 мм. Такие параметры работы продувочного клапана d_у=70 мм получены экспериментальным путем при выполнении в мембране 4 отверстий диаметром 2 мм. Если площадь отверстий в большой мембране увеличить, например 4 отверстия диаметром 3 мм, то время открытия увеличивается, а время закрытия уменьшается, однако, в целом, длительность открытия-закрытия продувочного клапана уменьшается.

Приведенное соотношение площади отверстий большой мембраны и площади кольцевого зазора между торцом раздаточного коллектора и большой мембраной в закрытом положении является оптимальным. При отклонении от этих величин за границы, указанные в материалах заявки, нарушается быстродействие продувочного клапана.

Продувочный клапан d_у= 40 мм, входящий в состав известного устройства /прототипа/ не является достаточно быстродействующим - время открытия и закрытия его составляет 0,2-0,4 с. Поэтому, при разработке заявляемого усовершенствованного устройства регенерации тканевого фильтра, исходили из необходимости увеличить производительность продувочного клапана путем увеличения его диаметра, а для экономии расхода сжатого воздуха необходимо было уменьшить время открытия и закрытия продувочного клапана.

Испытания экспериментальных образцов продувочных клапанов показали, что необходимое быстродействие может быть обеспечено только в двухмембранном продувочном клапане, к которому, в качестве электромагнитного клапана, может быть подключен стандартный распределитель, например П-PЕ 3/2,5-6212 /или аналогичное ему устройство/.

Таким образом, продувочный клапан заявленного устройства регенерации снабжен двумя мембранами: большая мембрана - это основная рабочая мембрана, и малая мембрана - вспомогательная мембрана. Назначение малой мембраны - удаление воздуха из пространства над большой мембраной за промежуток времени значительно меньший, чем подъем большой мембраны при открытии продувочного клапана.

Оснащение продувочного клапана промежуточным кольцом обусловлено необходимостью удержания и зажима большой мембраны во время установки или демонтажа продувочного клапана с ресивера путем отсоединения опорного фланца на нем.

Оснащение продувочного клапана малой мембраной обуславливает необходимость оснащения продувочного клапана крышкой с выполненным в ней выходным отверстием, причем малая мембрана размещена между корпусом и крышкой продувочного клапана, а непосредственно на крышке продувочного клапана установлен электромагнитный клапан.

Размещение электромагнитного клапана непосредственно на крышке продувочного клапана позволяет устранить целый ряд недостатков, свойственных известному устройству-прототипу. А именно, при размещении электромагнитного клапана на некотором расстоянии от продувочного клапана необходимо соединять их пневмотрубками, как это сделано в прототипе. При этом увеличивается объем воздуха, который необходимо удалить при срабатывании электромагнитного клапана, что обусловлено дополнительным объемом пневмотрубок, а также возможной разгерметизацией резьбовых соединений пневмотрубок. Такое конструктивное решение прототипа значительно снижает показатель быстродействия продувочного клапана. Поэтому наиболее рациональным техническим решением является установка электромагнитного клапана на крышке продувочного клапана.

В заявленном устройстве площадь отверстий малой мембраны в 5-10 раз меньше площади отверстий большой мембраны. Такое соотношение было получено экспериментально при испытаниях типоразмерного ряда продувочных клапанов d_у= 50 мм, d_у=70 мм, d_у=90 мм.

Уменьшение граничных размеров площади отверстий малой мембраны приведет к сокращению времени ее открытия и увеличению времени закрытия, а при увеличении граничных размеров длительность открытия малой мембраны увеличивается, а закрытия - уменьшается. Как в первом, так и во втором случае изменение параметров за границы оптимальных оказывает негативное влияние на работу большой мембраны и, соответственно, на быстродействие продувочного клапана.

Аналогичен и подход при выборе параметров соотношения площади отверстий малой мембраны, которая в 2,5 - 4 раза меньше площади сечения проходного отверстия электромагнитного клапана.

Площадь отверстий прохода сжатого воздуха внутри продувочного клапана после большой мембраны к малой мембране и от малой мембраны к электромагнитному клапану, а также размеры сбросных отверстий для выхода сжатого вохдуха в атмосферу после малой мембраны и электромагнитного клапана принимаются из условий обеспечения минимальной потери давления и конструктивных особенностей продувочного клапана.

С учетом изложенного выше, а также раскрытой причинно-следственной связи между совокупностью признаков заявляемого изобретения и техническим результатом, полученным при их использовании, можно утверждать, что задача, положенная в основу создания устройства регенерации тканевого фильтра, полностью выполнена, так как использование изобретения обеспечивает быстрое открытие и закрытие продувочного клапана с минимальным интервалом времени между ними, высокую скорость повышения давления в фильтровальном элементе /рукаве/ и, при достижении его максимальных значений, прерывание процесса подачи сжатого воздуха в систему очистки рукавного фильтра, а также полное и эффективное управление функциями открытия-закрытия продувочного клапана, И, как следствие, можно сделать вывод, что создано новое устройство регенерации тканевого фильтра с быстродействующим продувочным клапаном.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, на которых изображено устройство регенерации тканевого фильтра:
- фиг.1 - в закрытом положении;
- фиг.2 - в открытом положении.

Устройство регенерации тканевого фильтра состоит из продувочного клапана с корпусом 1, в котором выполнено проходное отверстие 2, крышкой 3 с выполненным в ней выходным отверстием 4, промежуточным кольцом 5, большой мембраной 6 и малой мембраной 7 и установленной в корпусе 1 пружиной 8; ресивера 9 с вытянутой горловиной 10 и приваренным к ней опорным фланцем 11; раздаточного коллектора 12 и электромагнитного клапана 13 с проходным отверстием 14.

В большой 6 и малой 7 мембранах выполнены отверстия, соответственно, 15 и 16. Большая мембрана 6 взаимодействует с размещенным в ресивере 9 торцом 17 раздаточного коллектора 12, который является седлом продувочного клапана. Малая мембрана 7 установлена между крышкой 3 и корпусом 1 продувочного клапана и взаимодействует с его проходным отверстием 2. Большая мембрана 6 продувочного клапана размещена между его корпусом 1 и промежуточным кольцом 5. Торец 17 раздаточного коллектора 12 и большая мембрана 6 в открытом положении образуют кольцевой зазор, причем соотношение площади кольцевого зазора к внутренней площади сечения раздаточного коллектора 12 составляет

Соотношение площади отверстий 15 в большой мембране 6 и площади кольцевого зазора между торцом 17 раздаточного коллектора 12 и большой мембраной 6 в закрытом положении составляет

Площадь отверстий 16 малой мембраны 7 в 5-10 раз меньше площади отверстий 15 большой мембраны 6 и в 2,5-4 раза меньше площади сечения проходного отверстия 14 электромагнитного клапана 13. Электромагнитный клапан 13 установлен непосредственно на крышке 3 продувочного клапана.

В корпусе 1 продувочного клапана выполнены отверстия 18 и 19 для сброса воздуха в процессе открытия продувочного клапана, а также пазы 20 для отведения воздуха при закрытии продувочного клапана.

Устройство регенерации тканевого фильтра работает таким образом.

В исходном положении /см. фиг.1/ при наличии сжатого воздуха в ресивере 9 за счет разности давлений в ресивере 9 и раздаточном коллекторе 12 большая мембрана 6 плотно прижата к торцу 17 раздаточного коллектора 12, который является седлом продувочного клапана. При этом пространство над большой мембраной 6 также заполнено сжатым воздухом, который поступает в него через отверстия 15 в большой мембране 6 из ресивера 9. Из пространства над большой мембраной 6 сжатый воздух через проходное отверстие 2, выполненное в корпусе 1 продувочного клапана, заполняет пространство под малой мембраной 7 и через отверстия 16 в малой мембране 7 - над ней. Малая мембрана 7 под действием сжатого воздуха перекрывает его выход в атмосферу через отверстия 18 и 19, выполненные в корпусе 1 продувочного клапана. Электромагнитный клапан 13 находится также в закрытом положении под действием силы тяжести его сердечника и пружины /не показаны/. Таким образом, при наличии давления в ресивере 9 большая мембрана 6 плотно прижата к торцу 17 раздаточного коллектора 12, закрывая выход сжатого воздуха из ресивера 9 в раздаточный коллектор 12, а малая мембрана 7, закрывая отверстия 18 и 19, предотвращает выход сжатого воздуха в атмосферу из подмембранного пространства малой мембраны 7 и надмембранного пространства большой мембраны 6. При этом электромагнитный клапан 13. находясь в закрытом положении, перекрывает выход воздуха из надмембранного пространства малой мембраны 7 через выходное отверстие 4, выполненное в крышке 3 продувочного клапана.

Процесс регенерации фильтровального элемента /рукава/ состоит в создании импульса давления в нем в направлении, противоположном поверхности, на которой оседают частички пыли во время фильтрации.

Открытие продувочного клапана в системе устройства регенерации осуществляется таким образом.

На электромагнитный клапан 13 поступает электрический импульс управления и открывается его проходное отверстие 14. Сжатый воздух из надмембранного пространства малой мембраны 7 через выходное отверстие 4, выполненное в крышке 3 продувочного клапана, удаляется в атмосферу. Вследствие разности давлений под и над малой мембраной 7 она открывается, обеспечивая свободный выход сжатого воздуха в атмосферу из пространства над большой мембраной 6 через проходное отверстие 2 в корпусе 1 и далее, через отверстия 18 и 19 сброса воздуха, выполненные в корпусе 1 продувочного клапана. При этом электромагнитный клапан 13 должен оставаться открытым. В результате пространство над большой мембраной 6 соединяется с атмосферой и большая мембрана 6 под действием давления воздуха в ресивере 9 открывается. Через кольцевой зазор между поднятой большой мембраной 6 и торцом 17 раздаточного коллектора сжатый воздух поступает в раздаточный коллектор 12 и далее распределяется по фильтровальным элементам фильтра /см. фиг.2/.

Закрытие клапана осуществляется таким образом.

После прекращения подачи электрического импульса управления на электромагнитный клапан 13 он закрывает выходное отверстие 4 крышки 3 продувочного клапана и давление сжатого воздуха над малой мембраной 7 увеличивается. Вследствие разницы сил давлений на малую мембрану 7 сверху и снизу она закрывается. Плотное прижатие малой мембраны 7 к отверстию 18 для сброса воздуха поддерживается за счет большей силы давления, действующей сверху на малую мембрану 7, в сравнении с усилиями снизу, так как отверстия 18 и 19 сброса воздуха сообщаются с атмосферой.

После закрытия электромагнитного клапана 13 и малой мембраны 7 прекращается выход слитого воздуха из надмембранного пространства большой мембраны 6 через пазы 20 проходное отверстие 12 корпуса I в мембранное пространство малой мембраны 7. Давление сжатого воздуха над большой мембраной 6 увеличивается, что создает большее усилие сверху и большая мембрана 6 прижимается к торцу 17 раздаточного коллектора 12. Пружина 8, установленная в корпусе 1, способствует закрытию большой мембраны 6.

Плотное прижатие большой мембраны 6 к торцу 17 раздаточного коллектора 12 поддерживается за счет большей силы давления, действующей в направлении оси раздаточного коллектора 12.

Испытания заявленного устройства регенерации тканевого фильтра на пилотных установках и на промышленных фильтрах показали, что такая усовершенствованная конструкция отличается высоким быстродействием, относительно небольшим гидравлическим сопротивлением, надежностью в эксплуатации по сравнению с устройством, выбранным в качестве прототипа.

Формула изобретения

Устройство регенерации тканевого фильтра, включающее продувочный клапан, ресивер с патрубком, раздаточный коллектор и электромагнитный клапан с проходным отверстием, продувочный клапан состоит из корпуса с установленными в нем пружиной и большой мембраной с отверстиями, взаимодействующей с расположенным в ресивере торцом раздаточного коллектора, который является седлом продувочного клапана, отличающееся тем, что патрубок ресивера выполнен в виде вытянутой горловины с опорным фланцем, продувочный клапан снабжен крышкой с выполненным в ней отверстием, промежуточным кольцом, проходным и сбросным отверстиями и малой мембраной с отверстиями, установленной между крышкой и корпусом и взаимодействующей со сбросным отверстием продувочного клапана, большая мембрана продувочного клапана расположена между его корпусом и промежуточным кольцом, торец раздаточного коллектора и большая мембрана в открытом положении образуют кольцевой зазор, причем соотношение площади кольцевого зазора к внутренней площади сечения раздаточного коллектора составляет

а соотношение площади отверстий в большой мембране и площади кольцевого зазора между торцом раздаточного коллектора и большой мембраной в закрытом положении составляет

где d_c - средний диаметр торца раздаточного коллектора, который является седлом продувочного клапана;
d_вн - внутренний диаметр раздаточного коллектора;
d₁ - диаметр отверстия в большой мембране;
d_м - диаметр большой мембраны;
n - количество отверстий в большой мембране;
Н - высота подъема большой мембраны при открытом положении продувочного клапана;
π=3,14,
а площадь отверстий малой мембраны в 5÷10 раз меньше площади отверстий большой мембраны и в 2,5÷4 раза меньше площади сечения проходного отверстия электромагнитного клапана, при этом электромагнитный клапан установлен непосредственно на крышке продувочного клапана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2