Фильтр для очистки газообразных продуктов взрыва

 

Изобретение предназначено для фильтрации газов и относится, в частности, к устройствам очистки газообразных продуктов взрыва (ГПВ) при их стравливании из взрывозащитных контейнеров (ВК). Задача: обеспечение работоспособности фильтра в условиях взрыва и очистки ГПВ, содержащих аэрозоли токсичных материалов, при их стравливании из ВК. Сущность изобретения: корпус фильтра выполнен силовым, на его боковой поверхности со стороны входа выполнены дросселирующие отверстия, а с внутренней торцевой стороны имеется лабиринт из выступов и впадин, фильтрующая система состоит из высокотеплопроводного и теплоемкого фильтра, фильтров грубой и тонкой очистки, установленных от входа в указанной последовательности, при этом фильтр тонкой очистки представляет собой по крайней мере одну пластину из пористой металлокерамики, установленную между упругими пористыми пластинами с упругими герметизирующими уплотнениями по бокам и поджатыми с торцевых поверхностей. 4 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике фильтрации газов, в частности к устройствам очистки газообразных продуктов взрыва (ГПВ) при их стравливании из взрывозащитных контейнеров (ВК).

Известен фильтр для очистки газов, содержащий корпус, набранный из фильтрующих секций, крышки и подводящий и отводящий штуцеры (А.С. СССР 584873 от 15.12.75, B 01 D 25/02, опубликовано 25.12.77 в БИ 47).

Известен также фильтр, содержащий корпус, фильтрующие пластины с прокладками и входной и выходной патрубки (А.С. СССР 873375 от 07.09.79, B 01 D 46/10, G 01 1/22, опубликовано 15.06.81 в БИ 22).

К недостаткам этих фильтров относятся: - отсутствие защиты корпуса и фильтрующих элементов от воздействия фронта ударной волны и осколков; - отсутствие охлаждения; - возможность перемещения и поломки фильтрующих элементов при прохождении фронта ударной волны; - ненадежная заделка фильтрующих элементов в корпусе, что может приводить к проскоку нефильтрованного газа.

Все это делает невозможным их установку внутри ВК для безопасного ее освобождения от образующихся при эксперименте ГПВ.

Задачей изобретения является обеспечение работоспособности фильтра в условиях взрыва и очистки ГПВ, содержащих аэрозоли токсичных материалов, при их стравливании из ВК.

Сущность изобретения заключается в том, что корпус фильтра выполнен силовым, на его боковой поверхности со стороны входа выполнены дросселирующие отверстия, а с внутренней торцевой стороны имеется лабиринт из выступов и впадин, фильтрующая система состоит из высокотеплопроводного и теплоемкого фильтра, фильтров грубой и тонкой очистки, установленных от входа в указанной последовательности, при этом фильтр тонкой очистки представляет собой по крайней мере одну пластину из пористой металлокерамики, установленную между упругими пористыми пластинами с упругими герметизирующими уплотнениями по бокам и поджатыми с торцевых поверхностей.

Кроме того, каждый фильтр может быть установлен во вкладыш с перепускными отверстиями на торцевой поверхности, а между корпусом и вкладышами установлены упругие герметизирующие элементы.

Для повышения эффективности охлаждения ГПВ и исключения разрушения высокотеплопроводный и теплоемкий фильтр выполнен из медной прессованной спирали.

Для снижения степени забития фильтры выполнены с уменьшающимся по ходу движения газа размером пор.

Для закрепления в ВК корпус со стороны выхода снабжен патрубком с резьбой на его наружной поверхности и герметизирующим элементом.

Выполнение корпуса силовым обеспечивает сохранность фильтра в условиях действия ударной волны и осколков.

Выполнение дросселирующих отверстий на боковой поверхности корпуса и наличие лабиринта из выступов и впадин с внутренней торцевой стороны исключает прямое воздействие на фильтры ударной волны и осколков.

Использование высокотеплопроводного и теплоемкого фильтра обеспечивает поглощение тепла при прохождении фронта ударной волны и конденсации на нем части примесей, находящихся в парообразном состоянии.

Размещение пластины из металлокерамики между упругими пористыми пластинами с упругими герметизирующими уплотнениями по бокам, поджатыми с торцевых поверхностей, обеспечивает целостность фильтрующего элемента при прохождении фронта ударной волны и исключает проскок нефильтрованного газа в обход фильтрующего элемента.

На чертеже схематически представлен предлагаемый фильтр.

Фильтр состоит из корпуса 1, выполненного в виде толстостенного цилиндра, внутри которого во вкладышах 2 и 3 соответственно размещаются фильтры грубой 4 и тонкой очистки.

Между корпусом 1 и вкладышами 2 и 3 установлены упругие герметизирующие элементы 5. Пакет фильтров поджимается массивной крышкой 6 с фильтром-охладителем 7. На боковой поверхности крышки 6 имеются входные дросселирующие отверстия 8, а с внутренней торцевой стороны выполнен лабиринт 9, образующийся с помощью выступов и впадин.

Фильтр тонкой очистки представляет собой пластину 10 из пористой металлокерамики с селективными слоями, установленную между упругими пористыми пластинами 11 с упругими герметизирующими уплотнениями 12 из резины по бокам и поджатыми с торцевых поверхностей с помощью перфорированного вкладыша 13 и гайки 14.

Фильтр устанавливается внутри ВК 15 на резьбе выходного патрубка 16 с герметизирующей прокладкой 17.

Герметизация ВК 15 в целом производится с помощью вентиля (не показан), устанавливаемого за фильтром в канале стравливания.

Фильтр работает следующим образом.

Перед проведением эксперимента ВК 15 герметизируется с помощью вентиля, расположенного за фильтром в канале стравливания.

В момент взрыва макета на фильтр действуют ударная волна ГПВ и осколки. При этом часть ГПВ поступает в фильтр по дросселирующим отверстиям 8. Отражаясь от выступов лабиринта 9, ударная волна ГПВ изменяет направление движения и поступает последовательно на фильтр-охладитель 7, фильтры грубой 4 и тонкой очистки. Пройдя через фильтры часть очищенных ГПВ заполняют свободный объем между фильтром и вентилем.

После установления стационарного избыточного давления в ВК 15, через определенный промежуток времени с помощью вентиля производится вскрытие канала стравливания и ГПВ фильтруются в атмосферу.

Работоспособность фильтра подтверждена при проведении натурных экспериментов. Выпущенные в атмосферу ГПВ были очищены от аэрозолей токсичных материалов на более низком уровне, чем регламентируют нормы безопасности. Это обеспечивает экологическую безопасность экспериментов и упрощает утилизацию ВК, так как все токсичные элементы остаются внутри.

Формула изобретения

1. Фильтр для очистки газообразных продуктов взрыва, содержащий корпус, вход, выход, фильтрующую систему, отличающийся тем, что корпус выполнен силовым, на его боковой поверхности со стороны входа выполнены дросселирующие отверстия, а с внутренней торцевой стороны имеется лабиринт из выступов и впадин, фильтрующая система состоит из высокотеплопроводного и теплоемкого фильтра, фильтров грубой и тонкой очистки, установленных от входа в указанной последовательности, при этом фильтр тонкой очистки представляет собой, по крайней мере, одну пластину из пористой металлокерамики, установленную между упругими пористыми пластинами с упругими герметизирующими уплотнениями по бокам и поджатыми с торцевых поверхностей.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что каждый фильтр установлен во вкладыш с перепускными отверстиями на торцевой поверхности, а между корпусом и вкладышами установлены упругие герметизирующие элементы.

3. Фильтр по п.1 или 2, отличающийся тем, что высокотеплопроводный и теплоемкий фильтр выполнен из медной прессованной спирали.

4. Фильтр по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что фильтры выполнены с уменьшающимся по ходу движения газа размером пор.

5. Фильтр по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что корпус со стороны выхода снабжен патрубком с резьбой на его наружной поверхности и герметизирующим элементом.

РИСУНКИ

Рисунок 1