Фильтр рукавно-картриджный для очистки воздуха от механических примесей

Фильтр рукавно-картриджный для очистки воздуха от механических примесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Заявляемое решение относится к области очистки воздуха или газа, а также их смесей от механических примесей, в частности к очистке аспирационного воздуха, отбираемого от деревообрабатывающих шлифовальных станков, содержащего 100%-ную древесную шлифовальную пыль, которая является пожаро- и взрывоопасной, и возврата очищенного воздуха в производственное помещение.

Заявляемое решение может быть использовано в мукомольной, текстильной, химической и других отраслях промышленности, в которых аспирационный воздух производств содержит 100%-ную пожаро- и взрывоопасную пыль типа древесной шлифовальной.

Из источников научно-технической и патентной информации известно большое количество модификаций рукавных фильтров. Среди них выбраны те, которые имеют модуль дополнительной очистки воздуха с фильтрующими картриджами, не имеющими системы регенерации, или имеющими общую систему регенерации импульсом сжатого воздуха вместе с фильтрующими рукавами, что обеспечивает возможность их усовершенствования в направлении, указанном в формуле изобретения заявляемого решения.

Известен фильтр рукавный с импульсной продувкой сжатым воздухом с контрольной ступенью очистки (нерегенерируемые фильтрующие картриджи), выполненный в виде отдельного блока, и имеющий марку ФР-ИД конструкции ООО «САНМЕД» (г.Санкт-Петербург), опубликованный в Интернет на сайте www.sanmed.su. Указанный фильтр содержит основную пылеулавливающую камеру, снабженную в верхней части перфорированной панелью с опущенными вниз патрубками и вертикально расположенными каркасными фильтрующими рукавами, закрепленными верхними открытыми концами на патрубках, камеру очищенного воздуха, бункер с затвором в пылевыпускном отверстии, размещенный под основной пылеулавливающей камерой, входной патрубок для ввода загрязненного воздуха в основную пылеулавливающую камеру, систему регенерации фильтрующих рукавов импульсом сжатого воздуха, которая включает ресивер и подключенные к нему через блоки импульсных клапанов раздаточные трубки, размещенные в камере очищенного воздуха и оснащенные импульсными трубками, которые расположены напротив выходных отверстий фильтрующих рукавов, выпускной патрубок для очищенного воздуха.

Кроме этого фильтр содержит контрольную ступень (модуль дополнительной очистки воздуха), которая включает входной патрубок для очищенного воздуха, размещенный в верхней части контрольной ступени, камеру дополнительного пылеулавливания с горизонтально установленными коллекторами, имеющими вертикально опущенные вниз трубы с фланцами, на которых закреплены фильтрующие картриджи с нижним донышком, коллектор вывода дополнительно очищенного воздуха, сервисная дверь в камере дополнительного пылеулавливания, транзитный воздуховод, соединяющий выпускной патрубок очищенного воздуха с входным патрубком контрольной степени. При этом камера дополнительного пылеулавливания имеет плоское дно и не оснащена пылевыпускным отверстием, а фильтрующие картриджи выполнены нерегенерируемыми.

Работа фильтра осуществляется следующим образом.

Загрязненный воздушный поток через входной патрубок поступает в верхнюю часть пылеулавливающей камеры. Опускаясь вниз вдоль фильтрующих рукавов, загрязненный воздух проходит через фильтрующие рукава, первично очищается в них и выходит через открытые концы рукавов в камеру очищенного воздуха, из которой через выпускной патрубок поступает в транзитный воздуховод и далее через входной патрубок контрольной ступени очистки воздуха поступает в верхнюю часть камеры дополнительного пылеулавливания. Затем очищенный воздух опускается между коллекторами и трубами вдоль картриджей, фильтруясь внутри картриджей. Внутри картриджей дополнительно очищенный воздух поднимается вверх в трубы коллекторов дополнительно очищенного воздуха и выходит через коллектор вывода дополнительно очищенного воздуха в рециркуляционный воздуховод аспирационной системы.

Запыленные фильтрующие рукава периодически (≈10 раз в час) подвергаются последовательной порядной регенерации путем их продувки импульсом сжатого воздуха. Сброшенная во время регенерации фильтрующих рукавов древесная пыль осаждается в бункере, из которого через ручной затвор выгружается в автотранспорт. Мелкодисперсионная пыль, опадающая с рабочей поверхности фильтрующих картриджей, попадает на плоское дно камеры дополнительного пылеулавливания и периодически удаляется из нее через сервисную дверь.

Вышеописанный фильтр-аналог имеет следующие недостатки.

1. Фильтр имеет повышенное гидравлическое сопротивление в начале режима фильтрации картриджей, равное ΔР_ФН=1500 Па, которое увеличивает установочную мощность электродвигателя центробежного вентилятора аспирационной системы N_y (кВт) и вызывает увеличенные энергозатраты на очистку воздуха в фильтре в начале режима фильтрации.

2. Фильтр имеет повышенное гидравлическое сопротивление в конце ре жима фильтрации фильтрующих картриджей, равное ΔР_ФН=2000 Па, которое увеличивает установочную мощность электродвигателя центробежного вентилятора N_y (кВт) и вызывает увеличенные энергозатраты на очистку воздуха в фильтре в конце режима фильтрации.

Увеличенные энергозатраты на очистку воздуха будут снижать энергоэффективность фильтра и увеличивать эксплуатационные затраты на оплату электроэнергии, потребляемой электродвигателем привода центробежного вентилятора.

3. Фильтрующие картриджи контрольной ступени очистки воздуха фильтра не оснащены системой регенерации импульсом сжатого воздуха, что приводит к накапливанию слоя пыли на наружной рабочей поверхности фильтрующих картриджей и осыпанию пыли с картриджей на плоское дно камеры дополнительного пылеулавливания, что при возникновении электростатистического разряда в фильтрующих картриджах или возгорании древесной пыли в основной пылеулавливающей камере будет приводить к взрыву накопленной пыли в камере дополнительного пылеулавливания контрольной ступени очистки воздуха и сгоранию фильтрующих картриджей и их замене новым комплектом картриджей, что вызовет увеличенные эксплуатационные расходы.

4. Контрольная ступень очистки воздуха не имеет бункера, а камера дополнительного пылеулавливания выполнена с плоским дном и не имеет пылевыпускного отверстия, что вызывает увеличенные эксплуатационные затраты на удаление пыли со дна камеры дополнительного пылеулавливания.

5. Фильтр имеет вертикально расположенные фильтрующие рукава и картриджи, а также верхний вход загрязненного воздуха в основную пылеулавливающую камеру и камеру дополнительного пылеулавливания и верхний выход очищенного воздуха из фильтрующих рукавов и дополнительно очищенного воздуха из фильтрующих картриджей, что вызывает увеличенные потери давления на проход воздуха через фильтрующие рукава ΔР_ФР и фильтрующие картриджи ΔР_фк (Па) и снижает энергоэффективность фильтра

По п.1 недостатков фильтра-аналога.

Увеличенное гидравлическое сопротивление фильтра в начале режима фильтрации картриджей, равное ΔР_ФН=1500 Па, обусловлено следующим.

1. Фильтр не имеет входной пылеосадочной камеры, а снабжен прямым входом загрязненного воздуха через входной патрубок в верхнюю часть основной пылеулавливающей камеры, что вызывает увеличенные потери давления на вход ΔР_вх1 (Па).

2. Фильтр изготавливается из отдельных блоков (рукавного фильтра и контрольной ступени очистки воздуха), между которыми имеется транзитный воздуховод очищенного воздуха. Такая конструкция вызывает лишние потери давления:

- на выход очищенного воздуха из камеры очищенного воздуха ΔР_вых (Па) в виде внезапного сужения;

- на вход очищенного воздуха в контрольную ступень ΔР_вх (Па) в виде внезапного расширения.

3. Коллекторы в камере дополнительного пылеулавливания контрольной ступени очистки воздуха занимают много места, что уменьшает площадь поперечного сечения для прохода очищенного воздуха к фильтрующим картриджам и, как следствие, увеличивают скорость прохода воздуха к картриджам. Это вызывает увеличенные потери давления на проход очищенного воздуха к фильтрующим картриджам АР_пр (Па).

4. Коллекторы дополнительно очищенного воздуха контрольной ступени имеют вертикально опущенные трубы, к которым прикреплены картриджи. Такая конструкция вызывает дополнительные потери давления на вход из вертикальных труб в коллекторы ΔР_пр (Па).

По п.2 недостатков фильтра-аналога.

Увеличенное гидравлическое сопротивление фильтра в конце режима фильтрации картриджей, равное ΔР_фк=2000 Па, обусловлено отсутствием в контрольной ступени системы регенерации фильтрующих картриджей. Это вызывает накапливание пылевого слоя на рабочей поверхности фильтрующих картриджей до величины его гидравлического сопротивления ΔР_п=ΔР_фк-ΔР_фн=2000-1500=500 Па.

По п.3 недостатков фильтра-аналога.

Взрыв пыли в контрольной ступени очистки воздуха будет вызывать сгорание фильтрующих картриджей и их замену новым комплектом, что увеличивает эксплуатационные затраты на приобретение нового комплекта фильтрующих картриджей и их установку в камере дополнительного пылеулавливания.

По п.4 недостатков фильтра-аналога.

Удаление пыли со дна камеры дополнительного пылеулавливания контрольной ступени очистки может быть осуществлено только после демонтажа критически запыленных картриджей (при ΔР_n=500 Па) и производится через сервисную дверь.

По п.5 недостатков фильтра-аналога

Верхний вход загрязненного воздуха в фильтрующие рукава и картриджи и верхний выход очищенного и дополнительно очищенного воздуха из них приводит к развороту дополнительно очищенного воздуха относительно очищенного на 180°, что увеличивает потери давления в фильтрующих рукавах ΔР_фр и фильтрующих картриджах ΔР_фк (Па).

Известен рукавно-картриджный фильтр марки СРФ10КР конструкции ООО «ЭКОФИЛЬТР», опубликованный в Интернет на сайте www.efilter.ru. содержащий по крайней мере один модуль с двухступенчатой очисткой воздуха, включающий основную пылеулавливающую камеру, снабженную в верхней части перфорированными панелями с опущенными вниз патрубками и вертикально расположенными каркасными фильтрующими рукавами, закрепленными верхними открытыми концами на патрубках, камеру очищенного воздуха, основной бункер с автоматическим затвором в пылевыпускном отверстии, размещенный под основной пылеулавливающей камерой, входной патрубок для ввода загрязненного воздуха в основную камеру пылеулавливания, размещенный в ее верхней части, модуль дополнительно очищенного воздуха, содержащий камеру дополнительного пылеулавливания с горизонтально расположенными дополнительными перфорированными панелями и фильтрующими картриджами, вертикально закрепленными на дополнительных перфорированных панелях, камеру дополнительно очищенного воздуха с выпускным патрубком для дополнительно очищенного воздуха, дополнительный бункер с шлюзовым разгрузителем в пылевыпускном отверстии, размещенный под камерой дополнительного пылеулавливания, специальный воздуховод для ввода очищенного воздуха из камеры очищенного воздуха в камеру дополнительного пылеулавливания, примыкающий к основной камере пылеулавливания, датчики уровня накопления уловленной пыли, установленные в основном и дополнительном бункерах. При этом камеры очищенного и дополнительно очищенного воздуха разделены между собой вертикальной перегородкой, а перфорированные панели основной и дополнительной камер пылеулавливания расположены на одном уровне. Модуль имеет производительность по воздуху L=10000 м³/ч. Из указанных пылеулавливающих модулей набирается фильтр любой производительности (до 100000 м³/ч).

Несмотря на большое количество совпадающих признаков прототипа и заявляемого решения отсутствие в прототипе отличительных признаков последнего не обеспечивает получения технического результата, заключающегося в повышении суммарной эффективности очистки воздуха и энергетической эффективности фильтра, снижении его удельного веса и увеличении срока службы комплекта фильтрующих рукавов и картриджей по следующим причинам.

1. Фильтр выполняется из отдельных пылеулавливающих модулей с производительностью каждого модуля L_i=10000 м³/ч. Из указанных модулей ком-понуется фильтр любой производительности, до L_Σ=100000 м³/ч. При производительности фильтра, например, L_Σ=80000 м³/ч, фильтр с системами аспирации и централизованного сбора пыли в контейнеры-накопители имеют:

- 8 подводящих трубопроводов загрязненного воздуха,

- 8 рециркуляционных воздуховодов с воздухораспределителями,

- 16 шлюзовых разгрузителей на выходе из пылевыпускных отверстий бункеров,

- 8 огнезадерживающих клапанов,

- 8 систем пожаротушения,

- 8 центробежных вентиляторов с индивидуальной пусковой аппаратурой и частотными преобразователями для электродвигателей,

- 8 ресиверов сжатого воздуха,

- 14 промежуточных стенок камер основного и дополнительного пылеулавливания размером (3,1×2,4) м, общей площадью 104 м и толщиной 2 мм,

- 16 сервисных дверей размером (2,5×1,2)м с уплотнительными шнурами, общей длиной 118 п.м.,

- 16 отводов для подключения выпускных патрубков модулей через воздуховоды к всасывающим патрубкам центробежных вентиляторов,

- 8 цепных скребковых конвейеров закрытого типа, производства «Грейн-Вуд» для перемещения уловленной пыли от основного и дополнительного бункеров восьми модулей к контейнерам-накопителям для централизованного сбора пыли; две системы искрогашения firefly ab (Швеция), каждая из которых обслуживает 4 подводящих трубопровода загрязненного воздуха; 8 контейнеров-накопителей пыли. Перечисленное количество комплектующего оборудования увеличивает металлоемкость и удельный вес фильтра G^Y ₀ т/(тыс.м /ч), а также себестоимость фильтра.

Две системы искрогашения firefly ah (Швеция) стоят 18 тысяч € (720 тыс.руб.). Восемь частотных преобразователей к электродвигателям центробежных вентиляторов стоят 8×1,5=12 тыс.€ (480 тыс.руб.). Восемь конвейеров производства «Грейн-Вуд», каждый из которых имеет длину 15 м и стоимость 14,5 тыс.€ стоят 8 × 14,5 тыс.€ × 42 руб.=4,9 млн. руб.

2. Фильтр производительностью, например, L_Σ=80000 м³/ч имеет 16 шлюзовых разгрузителей с электроприводами (N_y=0,75 кВт) и 8 цепных скребко вых конвейеров с электроприводами (N_y=3,0 кВт) для перемещения уловленной пыли к контейнерам-накопителям, что увеличивает энергозатраты на вы грузку уловленной пыли и понижает энергетическую эффективность фильтра Ф, %.

3. Модули фильтра не имеют входной пылеосадочной камеры для ввода за грязненного воздуха. Вместо пылеосадочной камеры модули имеют прямой верхний вход загрязненного воздуха через торцевую стенку модуля в основную пылеулавливающую камеру и сотовое расположение фильтрующих рукавов, которое затрудняет проход загрязненного воздуха между рукавами. Такая кон струкция вызывает большие потери давления на вход загрязненного воздуха Р_вх (Па) в основную пылеулавливающую камеру модуля и, как следствие, увеличивает гидравлическое сопротивление модулей фильтра ΔР_мод (Па), которое вызывает увеличение установочной мощности электродвигателя основного вентилятора N_Y, что увеличивает энергозатраты на очистку воздуха и снижает энергоэффективность фильтра Ф, %.

4. При прямом входе загрязненного воздуха в модули фильтра будет иметь место также повышенный абразивный износ фильтрующих рукавов, расположенных в первом ряду от входного патрубка, который уменьшает их срок службы и потребует приобретения дополнительного комплекта фильтрующих рукавов. Таким образом, прямой вход загрязненного воздушного потока вызывает увеличенные эксплуатационные затраты на приобретение дополнительного комплекта фильтрующих рукавов и их установку в первом ряду основной пылеулавливающей камеры каждого модуля фильтра после абразивного износа основного комплекта фильтрующих рукавов первого ряда.

5. Фильтрующие картриджи расположены в камерах дополнительного пылеулавливания модулей фильтра вертикально, а подвод к ним очищенного воздуха осуществляется по специальному вертикальному каналу с нижним выходом воздуха из него и образованием восходящего воздушного потока очищенного воздуха в камере дополнительного пылеулавливания. После регенерации фильтрующих картриджей, сброшенная с картриджей импульсом сжатого воздуха пыль будет подниматься восходящим воздушным потоком обратно к фильтрующим картриджам и оседать на них, что обусловлено следующим. Уловленная фильтрующими картриджами пыль представляет собой легкую фракцию, прошедшую через фильтрующие рукава в виде проскока и имеющую размеры частиц до 10 мкм. Такие мелкие частицы пыли имеют малую скорость витания V_s (м/с). При этом скорость восходящего воздушного потока V_восх превышает скорость витания V_s большинства частиц пыли, т.е. V_восх>V_s. Образование такого условия обеспечивает обратный подъем значительного количества сброшенной пыли к фильтрующим картриджам. Вторичный подъем пыли к фильтрующим картриджам требует более частой их регенерации, которая обеспечивается в фильтре-прототипе общей системой регенерации фильтрующих рукавов и картриджей. При общей системе регенерации фильтрующие картриджи регенерируются с такой же частотой по времени, как и фильтрующие рукава (10 регенераций в час), что вызывает увеличенный расход сжатого воздуха и, как следствие, увеличенные эксплуатационные затраты. Кроме этого, такая частая регенерация уменьшает срок службы комплекта картриджей, что вызывает дополнительные эксплуатационные затраты на приобретение нового комплекта картриджей. За 1 год при двухсменной работе (4168 ч) при 10-ти регенерациях картриджей в час будет осуществлено 4168×10 рег=41680 регенераций. При таком числе регенерации срок службы комплекта картриджей составляет Т_сл=1 год. При установке картриджей в качестве второй ступени очистки после фильтрующих рукавов скорость пыленакопления на картриджах резко уменьшается, что позволяет уменьшить частоту регенерации в 10 раз (1 раз в час) и увеличить срок службы комплекта картриджей в 5 раз, т.е. с 1 года до 5 лет, однако при общей системе регенерации фильтрующих рукавов и картриджей это сделать невозможно.

6. При вертикальном расположении фильтрующих картриджей в камерах дополнительного пылеулавливания модулей фильтра при необходимости проверки работоспособности фильтрующих картриджей, расположенных в последнем ряду от сервисной двери, необходимо демонтировать все фильтрующие картриджи, расположенные в предыдущих рядах, а затем, после проверки, установить их на свои рабочие места, что вызывает дополнительные эксплуатационные затраты на техническое обслуживание.

7. Модули фильтра имеют общую систему регенерации фильтрующих рукавов и картриджей импульсом сжатого воздуха, которая подключается к заводской компрессорной станции, осуществляющей подготовку сжатого воздуха до 9 класса загрязненности по ГОСТ 17433-80, согласно которому содержание некоторых примесей в сжатом воздухе допускается до 4 мг/м³, а размер твердых частиц может составлять до 80 мкм. Общая система регенерации фильтрующих рукавов и картриджей приводит к частым регенерациям фильтрующих картриджей (10 регенераций в час), которые вызывают попадание в дополнительно очищенный воздух загрязнений, находящихся в сжатом воздухе, с интервалом по времени в 6 мин, что снижает эффективность очистки воздуха Е_мод (%) в модулях в режиме регенерации фильтрующих картриджей и ухудшает санитарно-гигиенические условия работы в цехе.

8. Ресиверы сжатого воздуха с импульсными клапанами расположены в камерах очищенного воздуха модулей фильтра, что потребует установки в камерах очищенного воздуха сервисных люков и наличия уплотнительных шнуров, которые будут изнашиваться, что будет вызывать эксплуатационные затраты.

Задача улучшения санитарно-гигиенических условий работы в цехе, снижения себестоимости фильтра и уменьшения эксплуатационных затрат, на осуществление которой направлено заявляемое решение, состояла в дальнейшем усовершенствовании известной конструкции фильтра рукавно-картриджного для очистки воздуха от механических примесей, в состав которых входит 100%-ная древесная шлифованная пыль, и получении технического результата - повышения суммарной эффективности очистки воздуха и энергетической эффективности фильтра, снижения его удельного веса и увеличение срока службы комплекта фильтрующих рукавов и картриджей.

Достижение вышеуказанных технических результатов обеспечивается тем, что фильтр рукавно-картриджный для очистки воздуха от механических примесей, содержащий основную пылеулавливающую камеру, снабженную в верхней части перфорированными панелями и вертикально расположенными каркасными фильтрующими рукавами, закрепленными верхними открытыми концами на перфорированных панелях, камеру очищенного воздуха, основной бункер с автоматическим затвором на выходе из пылевыпускного отверстия, размещенный под основной пылеулавливающей камерой, по крайней мере один входной патрубок для ввода загрязненного воздуха, модуль дополнительной очистки воздуха, содержащий камеру дополнительного пылеулавливания с дополнительными перфорированными панелями и фильтрующими картриджами, имеющими центральное отверстие в донышках и закрепленными на дополнительных перфорированных панелях, камеру дополнительно очищенного воздуха с выпускным патрубком для дополнительно очищенного воздуха, дополнительный бункер с автоматическим затвором на выходе из пылевыпускного отверстия, размещенный под камерой дополнительного пылеулавливания, система регенерации фильтрующих рукавов и картриджей импульсом сжатого воздуха, которая включает ресивер сжатого воздуха и подключенные к нему через блоки импульсных клапанов раздаточные трубки, размещенные в камерах очищенного и дополнительно очищенного воздуха, и оснащенные импульсными трубками, которые расположены напротив выходных отверстий из фильтрующих рукавов и картриджей, отличающийся тем, что фильтрующие рукава размещены в основной пылеулавливающей камере двумя рукавными секциями с промежутком между ними, образующим в камере очищенного воздуха на перфорированных панелях сервисный проход между открытыми концами фильтрующих рукавов обеих рукавных секций, фильтр снабжен входной пылеосадочной камерой, примыкающей к передней торцовой стенке основной пылеулавливающей камеры, которая выполнена с окном в передней торцовой стенке, размещенным напротив промежутка между секциями фильтрующих рукавов, модуль дополнительной очистки воздуха установлен под камерой очищенного воздуха со стороны задней торцовой стенки основной пылеулавливающей камеры рукавного фильтра и снабжен второй камерой дополнительного пылеулавливания с индивидуальным дополнительным бункером и автоматическим затвором на выходе из пылевыпускного отверстия, по крайней мере, одним дополнительным выпускным патрубком для дополнительно очищенного воздуха, коллектором вывода дополнительно очищенного воздуха и вертикальными воздуховодами, соединенными одним концом с выпускными патрубками для дополнительно очищенного воздуха, а другим концом - с коллектором вывода дополнительно очищенного воздуха, дополнительные перфорированные панели для крепления фильтрующих картриджей установлены в модуле дополнительной очистки воздуха вертикально двумя параллельными рядами с промежутком между ними и перпендикулярно торцовым стенкам фильтра с размещением в промежутке между рядами дополнительных перфорированных панелей камеры дополнительно очищенного воздуха, которая выполнена с сервисной дверью и снабжена днищем и потолочной панелью, герметично соединенными своими боковыми сторонами с дополнительными перфорированными панелями и образующими внутри камеры сервисный коридор, а сверху камеры - транзитный сервисный проход в камере очищенного воздуха к фильтрующим рукавам, камеры дополнительного пылеулавливания размещены по обе стороны от камеры дополнительно очищенного воздуха и имеют прямой верхний вход очищенного воздуха по всей площади горизонтального сечения камер, а выпускные патрубки для дополнительно очищенного воздуха установлены в днище камеры дополнительно очищенного воздуха, фильтрующие картриджи размещены горизонтально секциями, которые установлены в камерах дополнительного пылеулавливания со стороны камеры дополнительно очищенного воздуха и закреплены на дополнительных перфорированных панелях посредством фланцевого крепления и одевания донышек картриджей отверстиями на цилиндрические поддерживающие стержни, консольно установленные по центру донышек картриджей на внутренних поверхностях наружных стенок камер дополнительного пылеулавливания с образованием дополнительных опор картриджей на консольно установленные цилиндрические стержни, имеющие на свободных концах ступенчатую резьбовую поверхность с резьбами большого и малого диаметров, обеспечивающими навинчивание на резьбу малого диаметра монтажной цилиндрической направляющей с внутренней резьбой для одевания на нее донышек картриджей и заведения донышек на резьбы большого диаметра с установкой на них крепежных гаек-барашков с уплотнительными шайбами после свинчивания монтажной направляющей и образованием герметичных соединений шайб с донышками картриджей, секции фильтрующих рукавов и картриджей снабжены индивидуальными системами регенерации импульсом сжатого воздуха с вертикально расположенными раздаточными трубками сжатого воздуха для регенерации фильтрующих картриджей, кроме этого ресиверы со встроенными в них импульсными клапанами систем регенерации секций фильтрующих рукавов и картриджей импульсом сжатого воздуха размещены в закрытых коробках с откидными крышками, которые установлены на крышном перекрытии камеры очищенного воздуха и снабжены транзитными трубками для подачи сжатого воздуха, которые подключены к раздаточным трубкам сжатого воздуха по фильтрующим рукавам и картриджам через гибкие трубки, при этом основной и дополнительные бункеры снабжены разгрузочными устройствами, а автоматические затворы, установленные на выходе из пылевыпускных отверстий бункеров, расположены на одной линии, перпендикулярной продольной оси фильтра, с обеспечением непрерывной выгрузки уловленной пыли из основного и дополнительных бункеров в один цепной скребковый конвейер закрытого типа.

При изготовлении фильтра из сварных секций фильтр снабжен стыковочным модулем для соединения модуля дополнительной очистки воздуха с рукавным фильтром, содержащим опорную секцию, бункерную секцию, рукавно-картриджную секцию с разделительной стенкой и секцию камеры очищенного воздуха, устанавливаемые одна на другую и подвергаемые контрольной сборке с установкой контрольных штифтов, при этом основная пылеулавливающая камера разделена по высоте фланцевым разъемом с образованием верхней и нижней частей камеры, последняя из которых жестко присоединена к основному бункеру.

При изготовлении фильтра из панелей, выполненных по форме согласно фиг.19, собираемых в изделие посредством болтовых крепежных соединений, модуль дополнительной очистки воздуха устанавливается с промежутком между его торцовой стенкой и задней торцовой стенкой основной пылеулавливающей камеры и вставкой в камеру очищенного воздуха соединительной секции, имеющей ширину, равную ширине образовавшегося промежутка.

Доказательство существенности отличий и связь отличительных признаков с достигаемыми техническими результатами раскрывается последовательно в следующем порядке:

1. Повышение суммарной эффективности очистки воздуха в фильтре Е, %.

2. Повышение энергетической эффективности фильтра Ф, %.

3. Снижение удельного веса фильтра , т/(тыс.м³/ч).

4. Увеличение срока службы комплекта фильтрующих рукавов и картриджей Т_сл, лет.

Технический результат, заключающийся в повышении суммарной эффективности очистки воздуха Е, % в фильтре, обеспечивается следующими преимуществами заявляемого решения перед прототипом:

1. Фильтр имеет повышенную эффективность очистки воздуха в режиме фильтрации Е_ф, %, получаемую за счет введения в фильтр третьей ступени очистки воздуха в виде входной пылеосадочной камеры с коэффициентом очистки η₁=0,5.

2. Фильтр имеет уменьшенное в 10 раз количество мгновенных выбросов загрязнений из фильтрующих картриджей в час в камеру дополнительно очищенного воздуха, попадающих в них из сжатого воздуха 9^го класса очистки и оседающих на внутренней чистой поверхности картриджей во время их регенерации импульсом сжатого воздуха и выбрасываемых в камеру дополнительно очищенного воздуха в начале режима фильтрации отрегенерированных фильтрующих картриджей.

Суммарный коэффициент очистки воздуха в режиме фильтрации воздушного потока η_ф составляет:

- для заявляемого фильтра η_ф2 при коэффициенте очистки во входной пылеосадочной камере η₁=0,5, фильтрующих рукавах η₂=0,999, фильтрующих картриджах η₂=0,9998 (три ступени очистки)

η_ф2=1-(1-η₁)(1-η₂)(1-η₃)=1-(1-0,5)(1-0,999)(1-0,9998)=0,9999999;

- для фильтра-прототипа (две ступени очистки)

η_ф1=1-(1-η₂)(1-η₃)=1-(1-0,999)(1-0,9998)=0,999998.

При этом: а) Эффективность очистки воздуха в режиме фильтрации воздушного потока Е_Ф, % составляет:

- для заявляемого фильтра Е_Ф2, %

Е_Ф2=100η_ф2=100·0,9999999=99,99999%

- для фильтра-прототипа Е_Ф1, %

Е_Ф1=100η_ф1=100·0,999998=99,9998%.

б) Коэффициент проскока в режиме фильтрации воздушного потока N_Ф составляет:

- для заявляемого фильтра N_Ф2

N_Ф2=(1-η_Ф2)=1-(1-0,9999999)=0,0000001

- для фильтра-прототипа

N_Ф2=(1-η_Ф1)=1-(1-0,999998)=0,000002.

в) Концентрация пыли в очищенном воздухе С_К, мг/м³ для цеха шлифования фанеры при начальном пылесодержании перед фильтром С_Н=6950 мг/м³ (в подводящем трубопроводе) составит:

для заявляемого фильтра С_К2

С_К2=С_Н·N_Ф2=6950·0,0000001=0,000695 мг/м³;

для фильтра-прототипа С_К1;

С_К1=С_Н·N_Ф1=6950·0,000002=0,0139 мг/м³.

Уменьшение концентрации пыли в очищенном воздухе в заявляемом фильтре С_К2 в данном случае по сравнению с фильтром-прототипом С_К1 составляет

Уменьшенное в 10 раз количество мгновенных выбросов загрязнений из фильтрующих картриджей в камеру дополнительно очищенного воздуха обеспечивается за счет замены общей системы регенерации для фильтрующих рукавов и картриджей на индивидуальные системы регенерации, что позволило в соответствии с примером расчета, приведенным на стр.61-62, уменьшить число циклов регенераций фильтрующих картриджей с 10 регенераций в час в фильтре-прототипе до 1 регенерации в час, т.е. сократить число циклов регенераций фильтрующих картриджей в 10 раз и уменьшить в такое же количество раз мгновенные выбросы загрязнений из фильтрующих картриджей в камеру дополнительно очищенного воздуха, поступающих в них из сжатого воздуха 9^го класса очистки, что повышает стабильность получения суммарной эффективности очистки воздуха в фильтре, равной Е=99,99999% во времени.

Получение указанных преимуществ осуществляется за счет технических решений 1 и 2.

Техническое решение 1

Фильтр снабжен входной пылеосадочной камерой, примыкающей к передней торцовой стенке основной пылеулавливающей камеры, которая выполнена с окном в передней торцовой стенке, размещенным напротив промежутка между секциями фильтрующих рукавов.

Техническое решение 2

Секции фильтрующих рукавов и картриджей снабжены индивидуальными системами регенерации импульсом сжатого воздуха с вертикально расположенными раздаточными трубками сжатого воздуха для регенерации фильтрующих картриджей, кроме этого ресиверы со встроенными в них импульсными клапанами систем регенерации секций фильтрующих рукавов и картриджей импульсом сжатого воздуха размещены в закрытых коробках с откидными крышками, которые установлены на крышном перекрытии камеры очищенного воздуха и снабжены транзитными трубками для подачи сжатого воздуха, которые подключены к раздаточным трубкам сжатого воздуха по фильтрующим рукавам и картриджам через гибкие трубки.

Технический результат, заключающийся в повышении энергетической эффективности фильтра (далее повышение энергоэффективности), обеспечивается следующими преимуществами заявляемого решения перед прототипом:

1. Меньшей суммарной величиной установленной мощности электродвигателей приводов автоматических шлюзовых разгрузителей и цепных скребковых конвейеров закрытого типа производства Грейнвуд за счет сокращенного их количества.

2. Меньшего гидравлического сопротивления фильтра ΔР_ф ~ на 750 Па за счет улучшенной аэродинамики корпуса фильтра.

Уменьшение суммарной установленной мощности электродвигателей приводов механизмов выгрузки пыли в заявляемом фильтре по сравнению с фильтром-прототипом определялось по формуле

ΔN_ВЫГ=N_ВЫГ1-N_ВЫГ2

В фильтре-прототипе (вар.1), имеющем 4 модуля и суммарную производительность L_ф=40000 м³/ч, установлено:

- 8 автоматических шлюзовых разгрузителей с мощностью электродвигателей N_i=0,75 кВт; 8×0,75=6,0 кВт;

- 4 цепных скребковых конвейера с мощностью электродвигателей N_i=3,0 кВт;

4×3,0=12,0 кВт.

Тогда N_ВЫГ1=6,0+12,0=18,0 кВт.

В заявляемом фильтре (вар.2) с производительностью L=45000 м³/ч установлено:

- 3 автоматических шлюзовых разгрузителя с мощностью электродвигателей N_i=0,75 кВт;

3×0,75=2,25 кВт;

- 3 шнека в бункерах с мощностью электродвигателей N_i=1,1 кВт

3×1,1=3,3 кВт;

- 1 цепной скребковый конвейер с мощностью электродвигателей N_i=3,0 кВт;

1×3,0=3,0 кВт.

Тогда N_ВЫГ2=2,25+3,3+3,0=8,55 кВт.

При этом разница в установленной мощности электродвигателей системы выгрузки пыли в вар.1 и 2 составит

ΔN_ВЫГ=N_ВЫГ1-N_ВЫГ2=18,0-8,55=9,45 кВт.

Улучшенная аэродинамика корпуса заявляемого фильтра обеспечивается:

а) заменой прямого входа загрязненного воздушного потока в основные камеры пылеулавливания модулей фильтра-прототипа на входную пылеосадочную камеру, обеспечивающую уменьшение потерь давления на вход в фильтр ΔР_вх (Па) и гидравлического сопротивления фильтра ΔР_ф примерно на 10%;

б) выполнением передней торцевой стенки основной пылеулавливающей камеры с окном для дополнительного выхода загрязненного воздуха с габаритами, имеющими высоту, равную длине фильтрующих рукавов l_р=2,8 м, и ширину, равную ширине промежутка между рукавными секциями В_с=0,65 м, образующими площадь окна S=l_р×В_с=2,8×0,65=1,82 м². Дополнительное окно увеличивает площадь отверстий для выхода загрязненного воздуха из пылеосадочной камеры на 55% (1,82/3,317·100%). При этом для фильтра, производительностью L_ф=45000 м³/ч скорость выхода воздуха из пылеосадочной камеры V_вых снижается с 3,8 до 2,4 м/с, что уменьшает потери давления на выход воздуха из пылеосадочной камеры и, как следствие, гидравлическое сопротивление фильтра ΔР_ф (Па);

в) установкой камер дополнительного пылеулавливания под камерой очищенного воздуха с обеспечением прямого верхнего входа очищенного воздуха по всей площади горизонтального сечения камер, устраняющего:

- специальный воздуховод с нисходящим потоком очищенного воздуха, который имеет потери давления на трение ΔР_тр (Па), на выход из камеры очищенного воздуха ΔР_вых и на вход в камеру дополнительного пылеулавливания ΔР_вх (Па);

- вертикальную петлю для прохода очищенного воздуха в камеру дополнительного пылеулавливания в каждом модуле фильтра-прототипа с поворотом на 180° вокруг стенки для образования восходящего воздушного потока при входе очищенного возду