CZ20013141A3 - Čisticí souprava - Google Patents

Description

Čisticí souprava

Oblast techniky

Vynález se týká čisticí soupravy pro čištění filtračních povrchů filtračních prvků, sestávající z filtračního prvku a zařízení k čištění filtračního povrchu filtračního prvku, kterým prochází tekutina, která má být vyčištěna během filtrace, pomocí tlakového čisticího media, přičemž čistící zařízení dále obsahuje rozváděč s vodicí plochou pro čistící médium přicházejícího z tlakového vedení zajišťující rovnoměrné rozložení tlaku čistícího média v oblasti čištěné filtrační plochy

Dosavadní stav techniky

Taková čisticí zařízení jsou například požadována pro čištění prachových filtrů v průmyslových provozech. Prachové filtry, používané pro průmyslové účely, jsou v mnoha případech přibližně ve tvaru dutých válců, uspořádaných tak, že na jednom konci filtračních prvků je výstupní otvor pro vyčištěnou látku jakou je například kouřový plyn, ze kterého byl odstraněn prach. Trubkovitý povrch filtračního prvku je tvořen filtrační látkou jako je filtrační membrána nebo filtrační rouno. Tento trubkovitý povrch filtračního členu potom tvoří filtrační povrch, kterým prochází během filtračního procesu látka, která má být vyčištěna jako je např. zmíněný kouřový plyn, zatímco částice prachu, v kouřovém plynu obsažené, jsou zadržovány filtrační látkou, aby se takto docílilo požadovaného čisticího účinku. V této spojitosti látka, která má být vyčištěna, naráží na vnější povrch filtračního členu a je pak odváděna trubkovitým prostorem, tvořeným filtračním prvkem nebo výstupním otvorem, vytvořeným na jednom osovém konci filtračního prvku.

V průběhu výše popsané filtrační operace se utvoří na vnější straně filtračního prvku nebo filtračního povrchu filtrační prachový koláč, který se zvětšuje se zvětšující se dobou trvání filtrace, přičemž průtočný odpor filtračního prvku pro proud tekutiny, která má být vyčištěna a která jím prochází se tím zvyšuje. Toto zvýšení průtočného odporu způsobuje pokles tlaku proudu tekutiny při průchodu filtračním prvkem, který naopak zhoršuje výtok vyčištěné tekutiny nebo tento výtok umožní jen pomocí drahých a energeticky náročných přídavných sacích zařízení.

Z toho plyne, že filtrační povrchy filtračního prvku musí být zpravidla čištěny pravidelně, aby byla takto zajištěna funkce bez turbulencí.

Za tímto účelem se běžně používá čisticí medium pod tlakem, jako je stlačený vzduch, který se zavede vypouštěcím otvorem do vnitřku filtru, aby se tímto způsobem odstranil filtrační prachový koláč vytvořený na vnější straně filtračního prvku nebo na filtračním povrchu. Přesto se však zjistilo, že filtrační prvky čištěné tímto způsobem znovu způsobují pokles vysokého tlaku proudu tekutiny, která má být vyčištěna a to již po poměrně krátké době funkce filtračního prvku. Jako řešení tohoto problému bylo již navrženo zavést do vnitřku filtračního prvku stlačený vzduch, používaný jako čisticí medium, ve formě jednotlivých pulsů stlačeného vzduchu. Navíc bylo navrženo zavést do vnitřku filtračního prvku čisticí medium pomocí trysek, přičemž otvory trysek mají menší průměr, než je výstupní otvor filtračního prvku, aby se tímto způsobem přidal k působení stlačeného vzduchu jako čisticího media, ještě také vzduch okolního prostředí dovnitř filtračního prvku a zvýšil se tak objem vzduchu zavedeného do filtračního prvku.

I když pomocí výše popsaných opatření mohl být docílen zlepšený účinek čištění čisticím mediem, zjistilo se, že ani zavedení čisticího media do vnitřku filtračního prvku ve formě oddělených tlakových pulsů a/nebo pomocí vhodného zavedení trysek nezabránilo tomu, aby se znovu neobjevil vysokotlaký pokles proudu tekutiny, která má být vyčištěna a to již po krátké provozní době v porovnání s nepřetržitým provozem po prvním počátečním spuštění filtračního prvku.

Cílem vynálezu je představit čisticí soupravu výše popsaného druhu, které by umožnilo co nejdelší nepřerušovaný provoz filtračního prvku.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry čisticí souprava podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vodicí plocha rozváděče je provedena souose s filtrační plochou, přičemž je provedena ve tvaru komolého kužele a rozvaděč má délku od výstupního otvoru odpovídající 20 až 70 %, s výhodou 20 až 50 % osové délky filtračního prvku. Řešení je založeno na poznání, že právě použití vhodné trysky pro zavedení čisticího media do filtračního prvku a zavedení čisticího media ve formě tlakových pulsů má za následek dynamický tlak čisticího media v oblasti osového konce filtračního prvku, orientovaného opačně než výstupní otvor, který příznivě ovlivňuje čištění filtračních povrchů v oblasti dna filtračního prvku, ale má za následek nedostatečné vyčištění filtračního povrchu v oblasti výstupního otvoru. V souladu s tím je u známých čisticích zařízení provedeno ··· · ·· · · · ·· · • · · · · 9· ·4 · 9 9 9 99

9 · ♦ · ·« ··· ···· ··· ··· ·♦ ♦·· uspokojivé vyčištění jen v oblasti těsně přiléhající ke dnu filtračního článku filtračního povrchu. Protože tato oblast má nejnižší průtočný odpor pro tekutinu, která má být vyčištěna, tok této tekutiny se soustředí do této oblasti po novém uvedení vyčištěného filtračního prvku do chodu, což znovu podporuje tvorbu filtračního koláče, tím zvyšování průtočného odporu, takže se velmi rychle objeví takový stupeň znečištění, který si vyžádá nové čištění filtračního prvku.

Pomocí dalšího vylepšení podle vynálezu známých čisticích zařízení se docílí rovnoměrného rozdělení tlaku čisticího media v oblasti celého filtračního povrchu, takže je během filtrace vyloučena koncentrace toku tekutiny na jednotlivé části filtračního povrchu. Proto použití čisticího zařízení podle vynálezu může účinně zabránit rychlému ukládání filtračního koláče na jednotlivé části filtračního povrchu a tím také zabránit neúměrně rychlému nárůstu průtočného odporu filtračního prvku během filtrace pro konstantní tok tekutiny, což má za následek, že životnost filtračního prvku se zvýší.

Rovnoměrné rozdělení tlaku čisticího media může být dosaženo například použitím rozváděcího zařízení, jehož povrch je uzpůsobený pro vedení čisticího media, které vystupuje z tlakového potrubí. V této souvislosti je možné použití takových vodicích povrchů toku, s kterými se vyvodí laminární tok čisticího media, zajišťující požadované rovnoměrné rozdělení tlaku. Zejména je výhodné, když takový vodicí povrch způsobí turbulentní tok čisticího media, vstupujícího dovnitř filtračního článku. Protože takové vodicí povrchy mohou být snadno začleněny do poměrně jednoduché konstrukce, je toto řešení velmi účinné. Za tímto účelem je výhodné, když rozváděči zařízení zahrnuje rozvaděč, který lze zasunout do otvoru filtračního prvku, tvořícího výstup tekutiny, která má být vyčištěna během filtrace. Pro uskutečnění čisticího cyklu může být takový rozvaděč zasunut do filtračního prvku a znovu vyjmut z filtračního prvku pro okamžité provedení filtrace. Navíc lze uvažovat i s použitím takových rozvaděčů, které zůstávají ve filtračním prvku během filtrace, například ve formě součásti, která je pevně spojena s filtračním prvkem. Například může rozvaděč probíhat od výstupního otvoru, uspořádaného u osového konce filtračního prvku dovnitř filtračního prvku, který je alespoň částečně ohraničený, s výhodou válcovým trubkovitým filtračním povrchem. Tímto uspořádáním lze docílit celkové konfigurace s velkou úsporou místa a to zvláště v případě, kdy rozvaděč zůstává během filtrace uvnitř filtračního prvku.

• ·· · · φφ φ ••φ φ ·· φφ φ φφφ φ φ φ φ φ φ φ φ φφ φ φ φ · φ φ φ φ φ φ · φ φ φφφ φφφφ φφφ φφφ φφ φφφ

Turbulentní tok čisticího media přiváděného otvorem filtračního prvku, který má za následek požadované rovnoměrné rozdělení tlaku čisticího media, lze zajistit, pokud se současně zajistí v průběhu filtrace minimální průtočný odpor. Obzvláště jednoduchým způsobem se toho docílí, když jsou rozměry rozvaděče provedeny vůči rozměrům filtračního prvku tak, že poměr rychlosti proudu media procházejícího filtračním povrchem a dále plynoucího do otvoru přes rozdělovač byl při průchodu rozdělovačem vůči rychlosti proudu média v axiální oblasti mezi rozdělovačem a filtračním povrchem v rozmezí 0,4 až 2,5. Rovnoměrné rozdělení tlaku čisticího media během čištění a současně minimální zvýšení průtočného odporu během filtrace se zajistí tím způsobem, když rozvaděč sahá od výstupního otvoru až po 20 až 70 %, s výhodou po 20 až 50 % osové délky filtračního prvku a průměr rozvaděče na jeho opačném konci od výstupního otvoru odpovídá 40 až 95 % vnitřního průměru filtračního prvku. Průměr rozvaděče u jeho druhého konce, orientovaného k výstupnímu otvoru filtračního prvku, může odpovídat vnitřnímu průměru filtračního prvku nebo otvoru nebo může mít průměr, který je o něco menší. Zjistilo se, že v případě, kdy se použila pro zavedení čisticího media tryska, bylo zejména výhodné, když rozvaděč měl na svém konci orientovaném k výstupnímu otvoru filtračního prvku průměr odpovídající průměru trysky nebo když měl průměr poněkud větší než byl průměr trysky.

U výše popsaného příkladu provedení rozvaděče lze docílit obzvláště nízkého průtočného odporu během filtrace, pokud se současně zajistí požadované rovnoměrné rozdělení tlaku čisticího media během čištění a když jsou rozměry rozvaděče nastaveny k rozměrům filtračního prvku tak, že poměr rychlosti toku kapaliny v rozvaděči tekoucího filtračním povrchem během filtrace a vypouštěného rozvaděčem zasunutým do výstupního otvoru filtračního prvku k rychlosti toku kapaliny vně rozvaděče, tekoucího osovou oblastí filtračního povrchu, obklopujícího rozvaděč, je v rozmezí 0,4 až 2,5. V souladu s tím je na jedné straně zabráněno vybuzení vysokého dynamického tlaku v prstencové mezeře, vytvořené mezi rozvaděčem a filtračním povrchem uvnitř filtračního prvku a na druhé straně je zabráněno vybuzení dynamického tlaku uvnitř rozvaděče samotného.

Podle dalšího příkladu provedení podle vynálezu, který tvoří alternativu výše popsanému řešení, může mít rozváděči zařízení podle vynálezu takový rozvaděč tlakového čisticího media, který je opatřen větším počtem výstupních otvorů, kterými je čisticí medium, dodávané přívodním tlakovým potrubím, vypouštěno nebo • ·· * φ ·· · φφφ φ φφ φφ · φφφ φ φ φ φ φ φ φ φ φφ φ φφφφφ φ φ φ φ φφφ φφφ φφφφ φφφ φφφ φφ φφφ zaváděno do filtračního prvku pro čištění filtračního povrchu. Tento příklad provedení vynálezu je založen na poznatku, že použití několika výstupních otvorů pro čisticí medium zpravidla zajistí účinnější čisticí pulsy, než použití jen jednoho širokého výstupního otvoru pro čisticí medium.

Zejména z výše uvedeného příkladu provedení se zjistilo, že je obzvláště výhodné, když čisticí zařízení má potrubní systém pro čisticí medium, pomocí kterého může být čištěno větší množství filtračních prvků současně. V této spojitosti je výhodné, když jsou s tímto potrubním systémem příslušně korelovány alespoň dva rozvaděče pro vypouštění čisticího media pro čištění filtračního povrchu filtračního prvku. Jedním čištěním bude pak pro všechny filtrační prvky, které mají být vyčištěny, zajištěn zejména jednotný čisticí účinek, pokud čisticí medium, dodávané čisticím zařízením prochází nejdříve rozvaděčem, který má více výstupních otvorů než jich má rozvaděč, uspořádaný dále po proudu. Výhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že čisticí proces, zlepšený dynamickým tlakem, který je vyvozován na zadním konci potrubního systému, pro filtrační prvky uspořádané v této oblasti během čištění může být seřízen tím, že bude více výstupních otvorů pro filtrační prvky během čištění v oblasti předního konce potrubního systému, viděno z pohledu po směru proudu.

V případě, že čisticí medium pro čištění filtračních povrchů má být vypouštěno ve formě jednotlivých tlakových pulsů, jako jsou plynové tlakové pulsy a zejména pulsy stlačeného vzduchu, je velice výhodné, když potrubní systém má jen jedno uspořádání ventilů pro vyvození tlakových pulsů a jednotlivé rozvaděče jsou uspořádány na straně výstupu tohoto uspořádání ventilů. V této spojitosti, se zejména uvažuje s vypouštěním čisticího media tryskou ve směru k filtračnímu povrchu nebo vnitřku filtrů, které mají být vyčištěny.

Dále bude vynález objasněn pomocí výkresu, na kterém jsou všechny důležité součásti označeny vztahovými značkami a které nejsou podrobněji vysvětleny v popisu. V jednotlivých číslech obrázku je schematicky nakresleno čisticí zařízení podle vynálezu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále přiblížen pomocí výkresu, na kterém obrázek představuje schematicky pohled na čisticí soupravu podle vynálezu.

0

Příklad provedení vynálezu

Čisticí souprava podle vynálezu zahrnuje potrubí W, jakým je například potrubí pro stlačený vzduch, pro odchod čisticího media, trysku 20, kterou je toto čisticí medium, jakým je například stlačený vzduch, vpouštěno do vnitřku filtračního prvku 100 a rozvaděč 30, zavedený do výstupního otvoru 102 pro výstup čištěného média během filtrační operace filtračního prvku 100 .

Filtrační prvek W0, který má být vyčištěn čisticím zařízením nakresleným na výkrese, má v podstatě tvar dutého válce, který je na jednom osovém konci filtračního prvku opatřen výstupním otvorem 102, zatímco trubkovitý povrch 106 válce je tvořen filtračním materiálem 104, jakým je například filtrační membrána nebo filtrační rouno. Na opačném konci, než je výstupní otvor 102, je filtrační prvek 100 uzavřen dnem 110.

Během normální filtrační funkce teče tekutina, která má být vyčištěna, přes filtračním materiálem 104, jak je naznačeno na výkrese šipkami A, a je dále vypouštěna z filtračního prvku 100 rozvaděčem 30, zavedeným do výstupního otvoru 102. Prach, obsažený v tekutině vedené k čištění se ukládá na vnějším povrchu 106 filtračního materiálu 104.

Pro čištění filtračního povrchu tvořeného vnějším povrchem 106 filtračního materiálu 104 pomocí systému potrubí 10 se stlačeným vzduchem, je stlačený vzduch zaveden tryskou 20 a rozvaděčem 30 do filtračního prvku 100. Pomocí rozvaděče 30 se generuje turbulentní proud zavedeného čisticího media uvnitř filtračního prvku, které má za následek jednotný rozvod tlaku čisticího media v oblasti celého filtračního povrchu 106, který má být vyčištěn. Za tímto účelem je rozdělovač 30 vytvořen ve tvaru komolého kuželového pláště, který probíhá od výstupního otvoru 102 dovnitř, směrem ke dnu 110 koaxiálně s válcovým trubkovitým vnějším povrchem 106 filtračního materiálu 104. Osová délka I rozvaděče 30 odpovídá v této souvislosti asi 40% osové délky L filtračního prvku 100. Průměr rozvaděče 30 odpovídá u toho konce rozvaděče 30, který je otočen k výstupnímu otvoru 102, vnitřnímu průměru D filtračního prvku W0. Ve směru ke dnu 110 filtračního prvku 100, se rozvaděč 30 zužuje na průměr d, jehož průměr odpovídá asi 56 % vnitřního průměru D filtračního prvku 100.

Pro zajištění nepřetržitého zavádění čisticího media, je rozvaděč 30 na tom svém konci, který je otočen k výstupnímu otvoru 102, opatřen hladkým a zaobleným okrajem. Na druhé straně, otočené ke dnu 110, je rozvaděč 30 opatřen hladkým •· · · ·· ·· · ··· · · 9 » · 9

9 9 · ····· • · 9 9 9 9 9

9999999 999 999 99 999 oříznutým okrajem pro zajištění požadovaného turbulentního toku čisticího media zavedeného tryskou 20 do filtračního prvku WO. Jak lze pozorovat z výkresu v souvislosti s rozvaděčem 30, zasunutým do filtračního prvku WO, je tryska 20 výhodně použita tak, že její průměr u konce otočeného k filtračnímu prvku WO je menší, než průměr rozvaděče 30 u jeho konce otočeného k výstupnímu otvoru W2.

S popsaným nastavením rozměrů rozvaděče 30 k rozměrům filtračního prvku W0 je zajištěno, že poměr rychlosti media v rozvaděči 30 tekoucího filtračním materiálem W4 během normální filtrační operace, k rychlosti media tekoucího filtračním materiálem W4 v prstencové mezeře vytvořené mezi vnějším rozhraním povrchu rozvaděče 30 a vnitřním rozhraním povrchu W8 filtračního prvku W0, je v poměru 0,4 až 2,5 tak, že během filtrace je zajištěn snížený průtočný odpor filtračního prvku WO, i když rozvaděč 30 během filtrace zůstává uvnitř filtračního prvku WO.

Vynález se neomezuje na příklad provedení nakreslený na výkrese. Navíc je pro udržení jednotného rozvodu tlaku čisticího media v oblasti celého filtračního povrchu, který má být vyčištěn, uvažováno také použití rozvaděče s větším množství výstupních otvorů pro rozvod čisticího media. Dále místo rozváděče vytvořeného ve tvaru komolého kuželového pláště, může být použit rozváděč válcového trubkovitého tvaru. Také místo rozváděče, upevněného v oblasti vnitřního okraje výstupního otvoru, může být použit rozváděč, který je uložen napříč osového konce filtračního prvku.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Čistící souprava sestávající z filtračního prvku a zařízení k čištění filtračního povrchu (106) filtračního prvku (100), kterým prochází tekutina, která má být vyčištěna během filtrace, pomocí tlakového čisticího media, přičemž Čistící zařízení dále obsahuje rozváděč (30) s vodicí plochou pro čistící médium přicházejícího z tlakového vedení zajišťující rovnoměrné rozložení tlaku čistícího média v oblasti čištěné filtrační plochy vyznačující se tím, že vodicí plocha rozváděče (30) je provedena souose s filtrační plochou (106), přičemž je provedena ve tvaru komolého kužele a rozvaděč (30) má délku od výstupního otvoru (102) odpovídající 20 až 70 %, s výhodou 20 až 50 % osové délky (L) filtračního prvku (100).
2. 2. Souprava podle nároku 1, vyznačující se tím, že rozváděči zařízení je tvořeno rozvaděčem (30), který je uspořádán v otvoru filtračního prvku (100), tvořícího výstup filtrací vyčištěné tekutiny.
3. 3. Souprava podle nároku 2, vyznačující se tím, že rozvaděč (30) má délku od výstupního otvoru (102) odpovídající 20 až 50 % osové délky (L) filtračního prvku (100).
4. 4. Souprava podle nároků 2 nebo 3, vyznačující se tím, že průměr (d) rozvaděče (30) na jeho opačném konci od výstupního otvoru (102) odpovídá 40 až 95 % vnitřního průměru (D) filtračního prvku (100).
5. 5. Souprava podle nároku 2 až 4, vyznačující se tím, že rozměry rozvaděče (30) jsou provedeny vůči rozměrům filtračního prvku (100) tak, že poměr rychlosti proudu media procházejícího filtračním povrchem (106) a dále plynoucího do otvoru (102) přes rozváděč (30) byl při průchodu rozváděčem (30) vůči rychlosti proudu média v axiální oblasti mezi rozváděčem (30) a filtračním povrchem (10) v rozmezí 0,4 až 2,5.

   W 99 9 ·< * · ·3 • · · · • ♦ · · « • · · · ♦ t« ·.· ·+·
6. 6. Souprava podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že rozváděči zařízení zahrnuje rozvaděč pro tlakové čisticí medium s množstvím výstupních otvorů pro vypouštění čisticího media dodávaného přívodním tlakovým potrubím (10) na filtračního povrchu.
7. 7. Souprava podle nároku 7, vyznačující se tím, že rozvaděč pro vypouštění čisticího media dovnitř filtračního prvku (100) je ovladatelný.
8. 8. Souprava podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje systém potrubí pro tlakové čisticí medium, kterým může být čištěno současně větší množství filtračních prvků (100).
9. 9. Souprava podle nároků 10 a 11, vyznačující se tím, že systém potrubí je uveden do korelace s alespoň dvěma rozvaděči pro rozvod čisticího media pro čištění příslušného filtračního povrchu, kde rozvaděč, kterým nejdřív projde čisticí medium dodávané systémem potrubí, má více výstupních otvorů než rozvaděč uspořádaný po proudu čisticího media.
10. 10. Souprava podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že čisticí medium pro čištění filtračního povrchu je vypouštěno ve formě jednotlivých tlakových pulsů, zejména výhodné jsou pulsy stlačeného vzduchu.
11. 11. Souprava podle nároků 12 a 13, vyznačující se tím, že systém potrubí zahrnuje uspořádání ventilů pro vyvození tlakových pulsů a jednotlivé rozvaděče jsou uspořádány u výstupní strany uspořádání ventilů.
12. 12. Souprava podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jednu trysku uspořádanou pro vypouštění čisticího media.