Фильтр для очистки воздуха

Фильтр для очистки воздуха

Реферат

 

Изобретение относится к производству и очистке сжатого воздуха в различных отраслях народного хозяйства, особенно на крупных компрессорных станциях со значительным суточным расходом сжатого воздуха. Его использование позволит повысить экономичность производства сухого сжатого воздуха при высокой надежности работы устройства в изменяющихся погодно-климатических условиях. Фильтр для очистки воздуха снабжен упругим резиновым кольцом, выполненным с радиальными отверстиями и размещенным в полости рубашки с внешней стороны выходной части штуцера ввода очищаемого воздуха, при этом штуцер ввода выполнен с радиальными отверстиями, соосными отверстиям кольца. 3 ил.

Изобретение относится к очистке сжатого воздуха, в основном от туманов, в различных отраслях народного хозяйства и особенно на крупных компрессорных станциях со значительным суточным расходом сжатого воздуха. Целью изобретения является повышение экономичности за счет снижения энергозатрат в изменяющихся погодно-климатических условиях. На фиг.1 изображена принципиальная схема фильтра для очистки воздуха; на фиг.2 соединение резинового кольца с выходом суживающего дозвукового сопла в статическом состоянии, соответствующем закрытию проходных сечений, а на фиг. 3 соединение резинового кольца с выходом суживающего дозвукового сопла в состоянии, соответствующем открытию проходных сечений. Фильтр для очистки воздуха состоит из корпуса 1, снабженного рубашкой 2, имеющей штуцер вывода 3 горячего потока термодинамически расслоенного атмосферного воздуха, резинового кольца 4. Штуцеры 5 ввода очищаемого воздуха выполнены в виде дозвуковых сопел с криволинейными канавками 6 и соединены со стенками рубашки 2 и корпуса 1. Штуцер 7 вывода очищенного воздуха размещен на крышке 8 корпуса, имеет коническую насадку 9 с радиальными канавками 10. Конденсатоотводчик 11 поплавкового типа расположен в коническом днище 12 корпуса 1. На крышке 8 корпуса 1 непосредственно у штуцера вывода 7 очищенного воздуха установлены форсунки 13, служащие для направленной подачи горячего потока термодинамически расслаиваемого атмосферного воздуха из дополнительной рубашки 2 корпуса 1. Для отделения крупных примесей всасываемого воздуха на штуцерах ввода 5 очищаемого воздуха установлены съемные металлические проволочные сетки 14. Отражающая перегородка 15 укреплена на крышке 8 корпуса 1 и расположена между штуцером ввода 5 и вывода 7 очищаемого воздуха. Штуцер вывода 3 горячего потока снабжен клапаном управления 16. По периферии выхода суживающего дозвукового сопла штуцера 5, находящегося в полости рубашки 2, выполнены отверстия 17. Фильтрующий элемент 18 установлен на перфорированной части штуцера вывода 7 очищаемого воздуха. В резиновом кольце 4 выполнены радиальные отверстия 19, проходные сечения которых в статическом состоянии закрыты и открываются при расширении кольца 4, под воздействием давления горячего потока термодинамически расслоенного атмосферного воздуха. Фильтр работает следующим образом. Атмосферный воздух, загрязненный капельной влагой и твердыми частицами пыли при положительных температурах окружающей среды или влагой в твердом и жидком состоянии при отрицательных температурах, поступает в жидком состоянии в штуцер 5 корпуса 1. Частицы загрязнений, проходящие через съемные металлические проволочные сетки 14, в результате уменьшения проходного сечения штуцера 5, выполненного в виде суживающего сопла, и возрастания скорости всасываемого потока, оттесняются к стенке и попадают в криволинейные канавки 6, где, сталкиваясь с другими частицами, укрупняются и становятся "ядрами конденсации" водяного пара. Закручивание в криволинейных канавках более плотного потока пограничного слоя приводит к вращательному движению всего потока всасываемого воздуха перед выходным отверстием суживающегося дозвукового сопла, в виде которого выполнены штуцеры 5, что приводит к более интенсивной коагуляции легких мелких частиц и в конечном итоге улучшает работу фильтра. На выходе из сопла газ внезапно расширяется, снижая свою температуру. Это приводит к дополнительной коагуляции мельчайших частиц влаги, которая с твердыми частицами пыли, а при отрицательных температурах и с твердой фазой жидкости, ударяясь об отражательную перегородку 15, попадает на коническое днище 12 фильтра, где находится конденсат. В результате этого осуществляется смачивание упавших частиц, тем самым предотвращается их унос к фильтрующему элементу 18. Дальнейшая тонкая очистка всасываемого воздуха осуществляется на фильтрующем элементе 18, где происходит коагуляция мельчайших капелек тумана, стекание их по конической насадке 9, радиальные канавки 10 которой предотвращают возможные витания частиц в потоке воздуха, поступающего в фильтрующий элемент. Известно, что термодинамическое расслоение воздуха в суживающем дозвуковом сопле сопровождается разделением на горячий и холодный потоки и различными давлениями (давление горячего периферийного потока более высокое, чем холодного центрального). При этом, чем выше плотность воздуха (например, за счет увлажнения) на входе в дозвуковое сопло, выполняющее функции вихревой трубы, тем более высокая температура горячего и более низкая температура холодного потоков. Поэтому упругость резинового кольца выбрана таким образом, что при положительных температурах всасываемого атмосферного воздуха с соответствующей плотностью по максимальной загрязненности влагой и пылью, не расширяется под воздействием давления горячего потока, получаемого за счет термодинамического расслоения всасываемого воздуха. В результате проходные сечения радиальных отверстий 19 резинового кольца 4 закрыты и весь атмосферный воздух, поступающий в суживающее дозвуковое сопло 5, после соответствующей обработки на элементах фильтра направляется через штуцер 7 в компрессор. При отрицательных температурах окружающей среды плотность всасываемого атмосферного воздуха увеличивается, соответственно возрастает давление горячего периферийного потока, резиновое кольцо 4 расширяется, открываются проходные сечения радиальных отверстий 19 и часть горячего потока поступает в полость рубашки 2, обогревая корпус 1 фильтра, коническое днище 12, не допуская замерзание конденсата 11. При этом, чем ниже температура окружающей среды, тем выше плотность всасываемого атмосферного воздуха и, соответственно, больше давление горячего потока при термодинамическом расслоении. В результате шире открываются проходные сечения радиальных отверстий 19 при возрастании расширения резинового кольца 4, и большее количество горячего потока поступает в полость рубашки 2, осуществляя интенсивный нагрев элементов фильтра. По мере необходимости этим горячим потоком термодинамически расслаиваемого атмосферного воздуха через форсунки 13 можно осуществлять противоточную продувку фильтрующего элемента. Конденсатор и загрязнения из корпуса 1 удаляются через конденсатоотводчик (например, поплавкового типа) при достижении жидкостью определенного объема. Применение предлагаемого изобретения позволит повысить экономичность производства сухого сжатого воздуха при заданной эксплуатационной надежности за счет сокращения его расхода на предотвращение обмерзания фильтра при изменяющихся параметрах всасываемого воздуха.

Формула изобретения

ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности за счет снижения энергозатрат в изменяющихся погодно-климатических условиях, фильтр снабжен упругим резиновым кольцом, выполненным с радиальными отверстиями и размещенным в полости рубашки с внешней стороны выходной части штуцера ввода очищаемого воздуха, при этом штуцер на выходной части выполнен с радиальными отверстиями, соосными отверстиям кольца.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3