RU2224579C1 - Method of filtration of air and device for its realization - Google Patents
Method of filtration of air and device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2224579C1 RU2224579C1 RU2002118744/15A RU2002118744A RU2224579C1 RU 2224579 C1 RU2224579 C1 RU 2224579C1 RU 2002118744/15 A RU2002118744/15 A RU 2002118744/15A RU 2002118744 A RU2002118744 A RU 2002118744A RU 2224579 C1 RU2224579 C1 RU 2224579C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- filter
- hydrophilic
- hydrophobic
- filtration
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам и устройствам для фильтрования воздуха от аэрозолей в различных системах жизнеобеспечения замкнутых объемов транспортных средств, таких как кабины автомобилей, герметичные автомобильные кузова, салоны самолетов и т.д. The invention relates to methods and devices for filtering air from aerosols in various life support systems of closed volumes of vehicles, such as car cabs, airtight automobile bodies, aircraft cabins, etc.
Известен способ, заключающийся в том, что содержащий жидкие и пылевидные аэрозоли исходный воздух последовательно пропускают через гидрофильный, а затем гидрофобный фильтрующие элементы. (См., например, патент США 615299б, М.Кл. В 01 D 053/004). A known method is that the source air containing liquid and dusty aerosols is sequentially passed through hydrophilic and then hydrophobic filter elements. (See, for example, US patent 615299b, M. Cl. In 01 D 053/004).
Такой способ обеспечивает эффективное улавливание частиц аэрозолей фильтрующими слоями. Однако такой способ характеризуется нестабильностью работы, обусловленной переменными проницаемостью и селективностью фильтрующих слоев, так как в начальный период работы селективность минимальна из-за возможности проскока задерживаемых частиц через крупные поры и другие дефекты фильтрующих слоев, а их газопроницаемость максимальна. В процессе фильтрования селективность фильтрующих слоев возрастает за счет оседания на фильтрующих поверхностях задерживаемых частиц, но при этом возрастает динамическое сопротивление слоев потоку газа и уменьшается их проницаемость, что вызывает уменьшение производительности устройства. Другим существенным недостатком известного способа является невозможность эффективной регенерации фильтрующих слоев из-за их последовательного соединения: при обратноточной продувке задерживаемые частицы из одного фильтрующего слоя могут переходить во второй. Накопление задерживаемых частиц в фильтрующих слоях ведет к выходу фильтрующего устройства из строя, что при фильтровании аэрозолей, содержащих токсичные или радиоактивные вещества, недопустимо из-за опасности заражения обслуживающего персонала при эксплуатации и при дезактивации фильтрующего устройства. Кроме того. такие фильтры являются пожароопасными при накоплении горючих и способных к самовозгоранию веществ. This method provides effective capture of aerosol particles by filter layers. However, this method is characterized by instability of operation caused by variable permeability and selectivity of the filter layers, since in the initial period of operation the selectivity is minimal due to the possibility of the escape of delayed particles through large pores and other defects of the filter layers, and their gas permeability is maximum. In the process of filtering, the selectivity of the filter layers increases due to sedimentation of the trapped particles on the filter surfaces, but at the same time, the dynamic resistance of the layers to the gas flow increases and their permeability decreases, which causes a decrease in the productivity of the device. Another significant drawback of the known method is the impossibility of efficiently regenerating the filter layers due to their series connection: during backward purging, delayed particles from one filter layer can pass into the second. The accumulation of trapped particles in the filter layers leads to the failure of the filter device, which is unacceptable when filtering aerosols containing toxic or radioactive substances due to the risk of infection of maintenance personnel during operation and during the deactivation of the filter device. Moreover. such filters are flammable during the accumulation of combustible and spontaneously combustible substances.
От этих недостатков свободен способ, основанный на мембранном методе фильтрования газов. Этот способ заключается в том, что содержащий жидкие и пылевидные аэрозоли исходный воздух последовательно пропускают через гидрофильный, а затем гидрофобный мембранный фильтрующие элементы. При мембранном методе фильтрования воздуха очищенный от аэрозолей воздух под действием перепада давления над и под мембраной проходит сквозь поры мембраны, а задерживаемые частицы, неспособные из-за своих размеров пройти сквозь поры мембраны, сбрасывают из фильтрующего устройства. Так как мембрана в известном устройстве является эластичным элементом, авторы известного технического решения предлагают использовать для очистки мембраны от отложений задерживаемых частиц методы обратноточной продувки и воздействие вибрации для отделения отложений на мембране. (См., например, патент США 5928414, M.Kл. B 01 D 029/66 и 046/04). A method based on a membrane gas filtration method is free from these disadvantages. This method consists in the fact that the source air containing liquid and dusty aerosols is sequentially passed through hydrophilic and then hydrophobic membrane filter elements. In the membrane method of filtering air, the air cleaned from aerosols under the influence of a pressure drop above and below the membrane passes through the pores of the membrane, and delayed particles, which are unable to pass through the pores of the membrane due to their size, are discharged from the filter device. Since the membrane in the known device is an elastic element, the authors of the known technical solution propose to use methods of reverse flow purging and vibration to separate deposits on the membrane to clean the membrane from deposits of trapped particles. (See, for example, US patent 5928414, M.K. B 01 D 029/66 and 046/04).
Однако первый метод (обратноточная продувка) недостаточно надежен, так как вызывает знакопеременные нагрузки на мембрану и при длительной эксплуатации приводит к разрушению сварного либо клеевого шва мембранного элемента. Это также происходит и при применении рекомендуемого авторами вибрационного метода очистки. Другим недостатком вибрационного метода является сложность удаления отложений из мембранных патронов и аппаратов, содержащих большое количество мембранных элементов, так как при их очистке происходит образование новых отложений на других участках мембран. Невозможность эффективной регенерации мембран приводит к снижению их проницаемости, что в свою очередь уменьшает производительность и срок службы мембранных элементов. However, the first method (backflow purge) is not reliable enough, since it causes alternating loads on the membrane and, during long-term operation, leads to the destruction of the weld or adhesive seam of the membrane element. This also occurs when using the vibrational cleaning method recommended by the authors. Another disadvantage of the vibration method is the difficulty of removing deposits from membrane cartridges and apparatuses containing a large number of membrane elements, since when they are cleaned, new deposits form on other parts of the membranes. The inability to efficiently regenerate membranes leads to a decrease in their permeability, which in turn reduces the productivity and service life of the membrane elements.
Известен воздушный очиститель воздуха, имеющий встроенный сорбционный элемент, содержащий заключенные в снабженный подающим и выходным патрубками герметичный корпус, в котором размещены фильтрующие гидрофобный и гидрофильный элементы так, что содержащий жидкие и пылевидные аэрозоли исходный воздух последовательно проходит через гидрофильный, а затем гидрофобный фильтрующие элементы. (См. , например, патент США 6152996, М. Кл. B 01 D 053/004). Known air purifier having an integrated sorption element containing enclosed in a sealed enclosure equipped with a supply and outlet nozzles, in which filtering hydrophobic and hydrophilic elements are placed so that the source air containing liquid and dusty aerosols passes through the hydrophilic and then hydrophobic filter elements. (See, for example, US patent 6152996, M. Cl. B 01 D 053/004).
В таком фильтрующем устройстве все частицы аэрозолей задерживаются фильтрующим слоями, т. е. фильтрация происходит с постоянным накоплением задерживаемых частиц. Это устройство характеризуется нестабильностью работы, обусловленной переменными проницаемостью и селективностью фильтрующих слоев: в начальный период работы селективность минимальна при максимальной проницаемости фильтрующих слоев. В процессе фильтрования селективность фильтрующих слоев возрастает за счет оседания на фильтрующих поверхностях задерживаемых частиц, но при этом возрастает динамическое сопротивление слоев потоку газа и уменьшается их проницаемость, что вызывает уменьшение производительности устройства. In such a filter device, all aerosol particles are retained by the filter layers, i.e., filtration occurs with a constant accumulation of delayed particles. This device is characterized by instability due to variable permeability and selectivity of the filter layers: in the initial period of operation, the selectivity is minimal at the maximum permeability of the filter layers. In the process of filtering, the selectivity of the filter layers increases due to sedimentation of the trapped particles on the filter surfaces, but at the same time, the dynamic resistance of the layers to the gas flow increases and their permeability decreases, which causes a decrease in the productivity of the device.
Другим существенным недостатком известного устройства является невозможность эффективной регенерации фильтрующих слоев из-за их последовательного соединения: при обратноточной продувке задерживаемые частицы из одного фильтрующего слоя могут переходить во второй. Накопление задерживаемых частиц в фильтрующих слоях ведет к выходу фильтрующего устройства из строя, что при фильтровании аэрозолей. содержащих токсичные или радиоактивные вещества, недопустимо из-за опасности заражения обслуживающего персонала при эксплуатации и при дезактивации фильтрующего устройства. Кроме того, такие фильтры является пожароопасными при накоплении горючих и способных к самовозгоранию веществ. Another significant drawback of the known device is the impossibility of efficiently regenerating the filter layers due to their series connection: during backward purging, delayed particles from one filter layer can pass into the second. The accumulation of delayed particles in the filter layers leads to the failure of the filter device, which is when filtering aerosols. containing toxic or radioactive substances, is unacceptable because of the danger of infection of staff during operation and during the deactivation of the filter device. In addition, such filters are fire hazard in the accumulation of combustible and spontaneously combustible substances.
От этих недостатков свободно очищаемое фильтрующее средство и фильтрующий элемент, основанные на мембранном методе фильтрования газов. Известное фильтрующее устройство содержит корпус с установленным внутри мембранным элементом и снабженный патрубком подачи очищаемого газа, патрубком отвода очищенного газа и патрубком сброса концентрата. При мембранном методе фильтрования воздуха очищенный от аэрозолей воздух под действием перепада давления над и под мембраной проходит сквозь поры мембраны, а задерживаемые частицы, неспособные из-за своих размеров пройти сквозь поры мембраны, сбрасываются из фильтрующего устройства. Так как мембрана в известном устройстве является эластичным элементом, авторы известного технического решения предлагают использовать для очистки мембраны от отложений задерживаемых частиц методы обратноточной продувки и воздействие вибрации на отложения на мембране. (См., например, патент США 5928414, М.Кл. В 01 D 029/66, 046/04). From these disadvantages, a freely cleanable filter medium and a filter element based on a membrane gas filtration method. The known filtering device comprises a housing with a membrane element installed inside and provided with a nozzle for supplying a gas to be purified, a nozzle for removing purified gas and a nozzle for discharge of concentrate. In the membrane method of filtering air, the air cleaned from aerosols under the influence of a pressure drop above and below the membrane passes through the pores of the membrane, and delayed particles, which are unable to pass through the pores of the membrane due to their size, are discharged from the filter device. Since the membrane in the known device is an elastic element, the authors of the known technical solution propose to use methods of reverse flow purging and the effect of vibration on deposits on the membrane to clean the membrane from deposits of trapped particles. (See, for example, US patent 5928414, M. C. In 01 D 029/66, 046/04).
Однако первый метод (обратноточная продувка) недостаточно надежен, так как вызывает знакопеременные нагрузки на мембрану и при длительной эксплуатации приводит к разрушению сварного либо клеевого шва мембраны Это также происходит и при применении рекомендуемого авторами вибрационного метода очистки Другим недостатком вибрационного метода является сложность удаления отложений из мембранных патронов и аппаратов, содержащих большое количество мембранных элементов, так как при их очистке происходит образование новых отложений на других участках мембран. Невозможность эффективной регенерации мембран приводит к снижению их проницаемости, что в свою очередь уменьшает производительность и срок службы мембранных элементов. However, the first method (reverse purge) is not reliable enough, since it causes alternating loads on the membrane and, during long-term operation, leads to destruction of the weld or glue seam of the membrane. This also occurs when using the vibration cleaning method recommended by the authors. Another disadvantage of the vibration method is the difficulty of removing deposits from the membrane cartridges and apparatuses containing a large number of membrane elements, since when they are cleaned, the formation of new deposits on top of each other their sections of membranes. The inability to efficiently regenerate membranes leads to a decrease in their permeability, which in turn reduces the productivity and service life of the membrane elements.
Известны также способ и устройство для фильтрования воздуха, заключающийся в том, что содержащий жидкие и пылевидные аэрозоли исходный воздух последовательно пропускают через гидрофильный, а затем гидрофобный фильтрующие элементы, а фильтрующее устройство содержит корпус с тангенциальным вводом очищаемого воздуха, установленным внутри мембранным элементом и снабженный патрубком подачи очищаемого газа, патрубком отвода очищенного газа и патрубком сброса концентрата. (См., например, заявку ЕР 1155729, М.Кл. В 01 D 53/047, опубликованную 21.11.2001 г., бюллетень 2001/47). There is also known a method and apparatus for filtering air, which consists in the fact that the source air containing liquid and dusty aerosols is sequentially passed through hydrophilic and then hydrophobic filter elements, and the filter device contains a housing with a tangential inlet of cleaned air installed inside the membrane element and equipped with a nozzle the supply of the purified gas, the outlet pipe of the purified gas and the discharge pipe of the concentrate. (See, for example, application EP 1155729, M. Cl. 01 D 53/047, published November 21, 2001, Bulletin 2001/47).
Недостатком известных способа и устройства является то. что сброс загрязненного воздуха осуществляют из полости, заключенной между корпусом и внешней поверхностью коалесцирующего фильтра, как это показано на фиг.3. Это приводит к засорению дренажного отверстия, что может привести к его запиранию и выходу из строя фильтрующего устройства, так как оно неспособно эффективно работать в тупиковом режиме из-за недостаточной грязеемкости. A disadvantage of the known method and device is that. that the discharge of polluted air is carried out from the cavity enclosed between the housing and the outer surface of the coalescing filter, as shown in Fig.3. This leads to clogging of the drainage hole, which can lead to its blocking and failure of the filtering device, since it is unable to work effectively in deadlock mode due to insufficient dirt capacity.
По совокупности общих признаков в качестве прототипа способа и устройства выбрано техническое решение по заявке ЕР 1155729, М.Кл. В 01 D 53/047. Based on the totality of common features, the technical solution according to the application EP 1155729, M.Kl. was selected as a prototype of the method and device. B 01 D 53/047.
Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей повышение производительности и увеличение срока службы фильтрующих элементов. The objective of the invention is to expand the functionality of increasing productivity and increasing the service life of the filter elements.
Поставленная задача достигается тем, что согласно заявляемому способу фильтрования воздуха, при котором воздушный поток последовательно пропускают через гидрофильный и гидрофобный фильтры и часть потока удаляют в атмосферу, сброс воздуха осуществляют из пространства, заключенного между гидрофильным и гидрофобным фильтрами. The problem is achieved in that according to the claimed method of filtering air, in which the air flow is sequentially passed through hydrophilic and hydrophobic filters and part of the flow is removed into the atmosphere, air is discharged from the space enclosed between the hydrophilic and hydrophobic filters.
Поставленная задача достигается также тем. что в устройстве для фильтрования воздуха, содержащем корпус с установленным внутри гидрофобным и гидрофильным фильтрами и снабженный патрубком подачи очищаемого воздуха, патрубком отвода очищенного воздуха и патрубком сброса загрязненного воздуха, на внешней поверхности гидрофобного мембранного патрона установлен гидрофильный фильтр, пространство между мембранным патроном и гидрофильным фильтром соединено с патрубком сброса загрязненного воздуха, на выходе которого установлено дросселирующее устройство, а также тем, что между гидрофильным и гидрофобным фильтрами установлен упругий элемент и устройство для его блокировки, и на патрубке отвода очищенного газа установлено запорное устройство, а на патрубке сброса концентрата перед дросселирующим устройством установлен соединенный с атмосферой клапан сброса воздуха и на выходе патрубка очищаемого воздуха установлена отражательная пластина. The task is also achieved by that. that in the device for filtering air, comprising a housing with a hydrophobic and hydrophilic filter installed inside and equipped with a cleaned air supply pipe, a cleaned air exhaust pipe and a polluted air discharge pipe, a hydrophilic filter is installed on the outer surface of the hydrophobic membrane cartridge, the space between the membrane cartridge and the hydrophilic filter connected to the discharge pipe of polluted air, at the outlet of which a throttling device is installed, as well as the fact that between an elastic element and a device for its blocking are installed by means of hydrophobic and hydrophobic filters, and a shut-off device is installed on the outlet of the cleaned gas outlet, and an air-discharge valve connected to the atmosphere is installed in front of the throttle device on the discharge pipe of the concentrate and a reflection plate is installed at the outlet of the cleaned air pipe.
Осуществление сброса воздуха из пространства, заключенного между гидрофильным и гидрофобным фильтрами, обеспечивает независимую работу гидрофобного и гидрофильного фильтров, так как происходит сдувка в атмосферу всех не прошедших сквозь каждый фильтр задерживаемых частиц. Это обеспечивает надежную работу фильтрующего устройства при различных неблагоприятных условиях, например при очистке воздуха от капельной влаги во время проливного дождя, при пролете самолета сквозь грозовую облачность, при перемещении транспортных средств через зоны поражения химическим, бактериологическим, либо термоядерным оружием. При попадании аэрозолей на гидрофильный фильтр происходит коалесценция аэрозолей в капельную влагу, которая выносится из корпуса фильтрующего устройства и пространства между гидрофильным и гидрофобным фильтрами, поскольку вода не может пройти сквозь гидрофобную мембрану из-за низкого давления фильтруемого воздуха Это обеспечивает расширение функциональных возможностей способа, так как обеспечивается процесс фильтрации воздуха независимо от природы образования аэрозолей: за счет конденсации парообразных жидкостей, либо распыления жидкостей и пылевидных веществ гидрофобного либо гидрофильного происхождения. Одновременно достигается повышение производительности за счет раздельного фильтрования через гидрофильный и гидрофобный фильтры и достигается увеличение срока службы мембранных элементов за счет исключения забивания пор фильтрующих материалов пылевидными частицами за счет непрерывного удаления задерживаемых фильтром частиц при фильтровании воздуха. The discharge of air from the space enclosed between the hydrophilic and hydrophobic filters ensures the independent operation of the hydrophobic and hydrophilic filters, since all delayed particles that have not passed through each filter are blown into the atmosphere. This ensures reliable operation of the filter device under various adverse conditions, for example, when cleaning air from drip moisture during torrential rain, when an airplane passes through thunderstorm clouds, and when vehicles move through the affected areas with chemical, bacteriological, or thermonuclear weapons. When aerosols get on the hydrophilic filter, the aerosols coalesce into droplet moisture, which is removed from the filter device housing and the space between the hydrophilic and hydrophobic filters, since water cannot pass through the hydrophobic membrane due to the low pressure of the filtered air. how the process of air filtration is ensured, regardless of the nature of the formation of aerosols: due to condensation of vaporous liquids, or spraying liquid and powdered substances hydrophobic or hydrophilic origin. At the same time, an increase in productivity is achieved due to separate filtering through hydrophilic and hydrophobic filters and an increase in the service life of membrane elements is achieved by eliminating the clogging of pores of filter materials by dust particles due to the continuous removal of particles retained by the filter during air filtration.
Установка на внешней поверхности гидрофобного мембранного патрона гидрофильного фильтра позволяет осуществлять предварительную очистку фильтруемого воздуха от способных коалесцироваться на гидрофильном фильтре имеющих жидкостную природу аэрозолей делает более надежной работу мембранного патрона за счет исключения блокировки пор мембраны капельной жидкостью. The installation on the outer surface of the hydrophobic membrane cartridge of a hydrophilic filter allows the preliminary purification of the filtered air from aerosols that can coalesce on the hydrophilic filter and makes the membrane cartridge more reliable by eliminating the blocking of the pores of the membrane with droplet liquid.
Соединение пространства между мембранным патроном и гидрофильным фильтром с патрубком сброса загрязненного воздуха, на выходе которого установлено дросселирующее устройство, обеспечивает проведение процесса мембранного разделения с необходимой производительностью, которая линейно зависит от движущей силы процесса перепада давления над и под мембраной. При открытии дросселирующего устройства давление над мембраной снижается, что приводит к уменьшению производительности и наоборот. Одновременно решается и другая задача - удаление из гидрофильного фильтра скоалесцированной воды обдувом фильтра потоком воздуха, который воздействует на фильтр с внешней и внутренней стороны. Не прошедший через мембранный патрон воздух выбрасывается в атмосферу. Так как в этом воздухе не содержатся пылевидные частицы, которые оседают на гидрофильном фильтре, то исключается возможность образования отложений на внутренних поверхностях, которые могут привести к засорению канала сброса загрязненного воздуха, что приводит к выходу мембран из строя. Таким образом, достигается расширение функциональных возможностей фильтрующего устройства, повышение производительности и увеличение срока службы фильтрующих элементов. The connection of the space between the membrane cartridge and the hydrophilic filter with the discharge pipe of contaminated air, at the outlet of which a throttling device is installed, provides a membrane separation process with the required performance, which linearly depends on the driving force of the pressure differential process above and below the membrane. When the throttle device is opened, the pressure above the membrane decreases, which leads to a decrease in productivity and vice versa. At the same time, another problem is being solved - the removal from the hydrophilic filter of coalesced water by blowing the filter with a stream of air that acts on the filter from the outside and inside. Air that has not passed through the membrane cartridge is discharged into the atmosphere. Since this air does not contain dust particles that settle on a hydrophilic filter, the formation of deposits on the inner surfaces, which can lead to clogging of the discharge channel of contaminated air, which leads to membrane failure, is eliminated. Thus, it is possible to expand the functionality of the filter device, increase productivity and increase the service life of the filter elements.
Установка между торцами гидрофильного и гидрофобного фильтров упругого элемента и устройства для его блокировки позволяет компенсировать изменение линейных размеров за счет температурного расширения элементов конструкции под воздействием положительных и отрицательных температур внешней среды. The installation between the ends of the hydrophilic and hydrophobic filters of an elastic element and a device for its blocking allows you to compensate for the change in linear dimensions due to the thermal expansion of structural elements under the influence of positive and negative ambient temperatures.
Установка перед дросселирующим устройством соединенного с атмосферой клапана сброса газа обеспечивает возможность продувки фильтра при увеличении гидравлического сопротивления выше нормы потоком газа со сбросом всего воздуха в атмосферу. При этом скорость потока продувки в несколько раз превышает скорость потока при фильтровании, благодаря чему из устройства выносятся частицы твердых веществ, осевшие на мембране при фильтровании. Это также способствует повышению производительности и увеличению срока службы мембранных элементов. The installation of a gas vent valve connected to the atmosphere in front of the throttling device allows the filter to be purged with an increase in hydraulic resistance above normal by the gas flow with the discharge of all air into the atmosphere. In this case, the purge flow rate is several times higher than the flow rate during filtration, due to which particles of solids deposited on the membrane during filtration are removed from the device. It also helps to increase productivity and increase the life of the membrane elements.
Установка на патрубке отвода очищенного газа запорного устройства обеспечивает более эффективную регенерацию мембранного элемента за счет устранения концентрационной поляризации на поверхности мембран. Так как задерживаемые мембранным элементом образующие аэрозоль жидкость и твердые частицы под действием перепада давления перекрывают поры мембранного элемента, то после включения запорного устройства происходит выравнивание давлений над и под мембраной, т.е. исчезает причина, обуславливающая образование концентрационной поляризации на поверхности мембраны и задерживаемые мембраной вещества потоком исходного газа выносятся из мембранного элемента и удаляются из устройства Таким образом достигается исключение образования отложений на поверхности мембран, что обеспечивает повышение производительности и увеличение срока службы мембранных элементов. The installation of a shut-off device on the purified gas outlet pipe provides more efficient regeneration of the membrane element by eliminating concentration polarization on the surface of the membranes. Since the liquid and solid particles delayed by the membrane element under the action of a differential pressure block the pores of the membrane element, then after switching on the shut-off device, the pressures are equalized above and below the membrane, i.e. the reason that causes the formation of concentration polarization on the surface of the membrane disappears and the substances detained by the membrane by the flow of the source gas are removed from the membrane element and removed from the device. This eliminates the formation of deposits on the surface of the membranes, which increases productivity and increases the life of the membrane elements.
Установка на патрубке очищаемого воздуха отражательной пластины обеспечивает раскрутку потока поступающего в фильтр воздуха, при которой за счет центробежного эффекта происходит отбрасывание капель жидкости и крупных твердых частиц к внутренней поверхности стенки фильтра. Это исключает опасность забивания всей поверхности гидрофильного фильтра. Перемещаясь в направлении потока, задерживаемые частицы увлекаются потоком в нижнюю часть фильтра, в которой они либо задерживаются до замены гидрофильной части фильтра, либо выносятся в атмосферу вместе со сбрасываемым воздухом (в первую очередь это относится к тонкодисперсным частицам и жидким составляющим аэрозолей). Это обеспечивает расширение функциональных возможностей фильтрующего устройства, повышение производительности и увеличение срока службы фильтрующих элементов. The installation of a reflective plate on the pipe of the cleaned air ensures the flow of air entering the filter, in which, due to the centrifugal effect, droplets of liquid and large solid particles are discarded to the inner surface of the filter wall. This eliminates the risk of clogging the entire surface of the hydrophilic filter. Moving in the direction of the flow, the trapped particles are carried away by the flow to the lower part of the filter, in which they are either retained until the hydrophilic part of the filter is replaced, or are released into the atmosphere together with the discharged air (this primarily relates to fine particles and liquid aerosol components). This provides the expansion of the functionality of the filtering device, increasing productivity and increasing the service life of the filtering elements.
На представленных чертежах показана конструкция предлагаемого устройства:
на фиг. 1 показан поперечный разрез аэрозольного фильтра, на фиг.2 показана технологическая схема реализации способа А-А, на фиг.3 - поперечное сечение подсоединения патрубка подвода очищаемого воздуха и отражательной пластины, на фиг. 4 и 5 показан механизм блокировки упругого элемента, на фиг. 6 показан вариант выполнения конструкции нижней части корпуса устройства, на фиг.7 показан вид устройства фиг.6 снизу.The drawings show the design of the proposed device:
in FIG. 1 shows a cross section of an aerosol filter, FIG. 2 shows a flow chart of the implementation of method AA, FIG. 3 is a cross section of a connection of a pipe for supplying cleaned air and a reflective plate; FIG. 4 and 5 show the locking mechanism of the elastic member; FIG. 6 shows an embodiment of the construction of the lower part of the device body; FIG. 7 shows a bottom view of the device of FIG. 6.
Устройство для фильтрования воздуха содержат корпус 1, внутри которого установлены гидрофобный 2 и гидрофильный 3 фильтры. Корпус герметизуется посредством верхней крышки 4 и нижней крышки 5. В верхней крышке 4 выполнены патрубок подачи очищаемого воздуха 6 и патрубок отвода очищенного воздуха 7. В нижней крышке 5 выполнен канал, в котором установлены дросселирующая шайба 8 и патрубок сброса загрязненного воздуха 9. На внешней поверхности гидрофобного мембранного патрона 2 с зазором установлен гидрофильный фильтр 3, содержащий перфорированный каркас. выполненный в виде цилиндрической перфорированной обечайки 10, к которой по торцам прикреплены цилиндрические резьбовые вставки 11 и 12, на которые навернуты выполненная в виде стакана нижняя крышка 13 и верхняя крышка 14. На поверхность перфорированной обечайки 10 на участке между резьбовыми вставками 11 и 12 установлен фильтрующий материал 15 путей многослойной намотки полотна из боросиликатного стекла с последующим закреплением сеткой 16. Между гидрофобным фильтром 2 и нижней крышкой 13 установлена пружина 17. В нижней крышке 11 выполнены отверстия 18, соединяющие полость между гидрофобным фильтром 2 с полостью в корпусе 1 с патрубком сброса загрязненного воздуха 9. В центральной части нижней крышки 13 посредством шайбы 19 установлен винт 20 и упор 21. Винт 20 снабжен поворотным кольцом 22. Между нижней крышкой 13 и нижней крышкой 5 установлена пружина 23. Нижняя крышка 5 установлена в корпусе 1 посредством пружинного кольца 24, а верхняя крышка 4 - посредством фиксаторов 25. A device for filtering air contains a housing 1, inside of which a hydrophobic 2 and hydrophilic 3 filters are installed. The housing is sealed by means of the upper cover 4 and the lower cover 5. In the upper cover 4 there is a pipe for supplying cleaned air 6 and a pipe for removing cleaned air 7. In the lower cover 5 there is a channel in which a
На выходе патрубка отвода очищенного воздуха 7 установлен клапан 26, а на патрубке сброса загрязненного воздуха 9 параллельно дросселирующей шайбе 8 установлен клапан 27. Верхняя крышка 4 изнутри снабжена кольцевой расточкой, в которой вблизи выхода патрубка 6 установлена отражательная пластина 28. Дополнительный вариант конструкции фильтрующего устройства, показанного на фиг.6 и 7, содержит нижнюю крышку 13, снабженную выступами в центральной части. Выступ, обращенный к гидрофобному фильтру 2, снабжен колпачком 30 из упругого материала, а нижний выступ снабжен поворотным кольцом 22 и взаимодействует со стаканом 31. установленным в резьбовом гнезде крышки 5 через толкатель 32 и пружину 23. Между концами пружинного кольца 24 установлена распорная втулка 32, исключающая самопроизвольное выпадение кольца 24 из расточки в корпусе 1 под действием вибрации. At the outlet of the cleaned air exhaust pipe 7, a
Предлагаемый способ реализуют следующим образом. Воздушный поток, подаваемый в корпус 1 через патрубок 6, последовательно пропускают через гидрофильный 2 и гидрофобный 3 фильтры и часть потока удаляют в атмосферу путем сброса воздуха из пространства, заключенного между ними, через штуцер 8. The proposed method is implemented as follows. The air flow supplied to the housing 1 through the pipe 6 is sequentially passed through a hydrophilic 2 and hydrophobic 3 filters and part of the flow is removed into the atmosphere by venting air from the space enclosed between them through the
Пример: в качестве гидрофильного фильтра использовали ультратонкое алюмоборосиликатное стекловолокно типа БМД-Ф, в качестве гидрофобного фильтра - мембранный элемент типа ЭПМ.Ф.005.250 АХ, выпускаемый фирмой "Владипор" с размерами пор фторопластовой мембраны 0,05 мкм и поверхностью мембранного разделения 0,7 м2. Расход воздуха при фильтровании составил 350 дм3/мин при давлении 0,5 МПа. Сопротивление потоку не превышало 10 КПа, при степени очистки воздушного потока от аэрозолей (масляный туман, взвесь дисперсной белой сажи) не ниже 99.9999.Example: as a hydrophilic filter, we used BMD-F type ultrafine aluminoborosilicate glass fiber, and an EPM.F.005.250 AX type membrane element manufactured by Vladipor with a pore size of a fluoroplastic membrane of 0.05 μm and a membrane separation surface of 0, as a hydrophobic filter. 7 m 2 . The air flow rate during filtration was 350 dm 3 / min at a pressure of 0.5 MPa. Resistance to flow did not exceed 10 kPa, with the degree of purification of the air flow from aerosols (oil mist, suspension of dispersed white soot) not lower than 99.9999.
Предлагаемый способ реализуется в описанном выше устройстве следующим образом. Исходный воздух подается в корпус 1 через патрубок очищаемого воздуха 6 и за счет взаимодействия с отражательной пластиной 28 поток закручивается в кольцевой расточке крышки 4 и освобождается от капельной влаги и крупных твердых частиц, которые, перемещаясь вместе с потоком, задерживаются гидрофильным фильтром 3, последовательно проходя через сетку 16, фильтрующий материал 15 и перфорированную перегородку, выполненную из перфорированной обечайки 10 с резьбовыми вставками 11 и 12. Прошедший через гидрофильный фильтр 3 воздух поступает в кольцевую щель. образованную внутренней поверхностью фильтра 3 и внешней поверхностью гидрофобного фильтра 2 и ограниченную с торцов крышками 13 и 14, Под действием движущей силы процесса - перепада давления над и под мембраной очищенный воздух поступает во внутреннюю полость фильтра 2, из которой удаляется на потребление через патрубок отвода очищенного воздуха 7. Не прошедший через мембрану воздух через отверстия 18 в нижней крышке 5, дросселирующую шайбу 8 удаляется в атмосферу через патрубок сброса загрязненного воздуха 9. Сборка, включающая в себя фильтры 2 и 3, пружину 17 и крышки 13 и 14, представляет собой сменный патрон, для установки которого извлекается пружинное кольцо 24 и нижняя крышка 5. Затем извлекается из корпуса 1 сменный фильтрующий патрон вытягиванием его за поворотное кольцо 22. После обтирки внутренней поверхности корпуса 1 и крышек 4 и 5 от загрязнений устанавливается новый фильтрующий патрон, для чего для исключения влияния пружины 17 вращением за поворотное кольцо 22 вращают в шайбе 19 винт 20 до достижения контакта упора 21 с нижним торцом фильтра 2. После установки патрона устанавливается пружина 23 и устанавливается нижняя крышка 5 и пружинное кольцо 24. При необходимости проведения ревизии внутренней поверхности верхней крышки 4 ее извлекают из корпуса 1 после извлечения фиксаторов 25. The proposed method is implemented in the above device as follows. The source air is supplied to the housing 1 through the nozzle of the cleaned air 6 and due to interaction with the
При необходимости проведения регенерации фильтрующих поверхностей клапан 26 закрывают и через патрубок 6 подают воздух в полость фильтра. Воздушный поток при этом сбрасывается вместе с загрязнениями через клапан 27. If it is necessary to regenerate the filter surfaces, the
Показанный на фиг.6 и 7 вариант позволяет упростить процесс сборки и разборки устройства. Перед установкой фильтрующей сборки, состоящей из фильтров 2 и 3, в корпус 1 стакан 31 путем вращения в резьбовом гнезде крышки 5 отводится в крайнее нижнее положение, при котором усилие сжатия пружины 23 будет минимальным. После установки крышки 5 стакан 31 заворачивается до отказа и давление пружины 23 передается через толкатель 32 на крышку 29. Shown in Fig.6 and 7 option allows you to simplify the process of Assembly and disassembly of the device. Before installing the filter assembly, consisting of
Предложенные способ и устройство расширяют функциональные возможности, повышают производительность и обеспечивают увеличение срока службы фильтрующих элементов. The proposed method and device expand the functionality, increase productivity and provide an increase in the service life of the filter elements.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002118744/15A RU2224579C1 (en) | 2002-07-12 | 2002-07-12 | Method of filtration of air and device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002118744/15A RU2224579C1 (en) | 2002-07-12 | 2002-07-12 | Method of filtration of air and device for its realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2224579C1 true RU2224579C1 (en) | 2004-02-27 |
| RU2002118744A RU2002118744A (en) | 2004-02-27 |
Family
ID=32172999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002118744/15A RU2224579C1 (en) | 2002-07-12 | 2002-07-12 | Method of filtration of air and device for its realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2224579C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2464067C2 (en) * | 2010-10-22 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Method of air cleaning from aerosols in enclosed spaces |
| RU2469771C1 (en) * | 2011-06-29 | 2012-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Separator for gas purification |
| RU2472570C1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Gas separator |
| RU2494315C2 (en) * | 2008-12-11 | 2013-09-27 | ЭсПиИкс КОРПОРЕЙШН | Breathing system of membrane type with compressed air |
| RU2518617C1 (en) * | 2012-10-18 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Aerosol filter element |
| RU2716682C2 (en) * | 2015-05-11 | 2020-03-13 | ЭсЭмСи КОРПОРЕЙШН | Air filter and filter element |
| RU196974U1 (en) * | 2019-10-11 | 2020-03-23 | Акционерное Общество "Головной Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Распределению И Использованию Газа "Гипрониигаз" | DEVICE FOR TWO-STAGE CLEANING OF HIGH PRESSURE NATURAL GAS PARTICLES |
| RU2722191C1 (en) * | 2019-08-06 | 2020-05-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") | Device (embodiments) for separation of liquid from gas flow, separation element (embodiments) for separation of liquid from gas flow and method of liquid separation from gas flow |
-
2002
- 2002-07-12 RU RU2002118744/15A patent/RU2224579C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2494315C2 (en) * | 2008-12-11 | 2013-09-27 | ЭсПиИкс КОРПОРЕЙШН | Breathing system of membrane type with compressed air |
| RU2464067C2 (en) * | 2010-10-22 | 2012-10-20 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Method of air cleaning from aerosols in enclosed spaces |
| RU2469771C1 (en) * | 2011-06-29 | 2012-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Separator for gas purification |
| RU2472570C1 (en) * | 2011-11-16 | 2013-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-внедренческий центр "ИНЖЕХИМ" | Gas separator |
| RU2518617C1 (en) * | 2012-10-18 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Росхимзащита" (ОАО "Корпорация "Росхимзащита") | Aerosol filter element |
| RU2716682C2 (en) * | 2015-05-11 | 2020-03-13 | ЭсЭмСи КОРПОРЕЙШН | Air filter and filter element |
| RU2722191C1 (en) * | 2019-08-06 | 2020-05-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") | Device (embodiments) for separation of liquid from gas flow, separation element (embodiments) for separation of liquid from gas flow and method of liquid separation from gas flow |
| WO2021025586A1 (en) * | 2019-08-06 | 2021-02-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпромнефть Научно-Технический Центр" (ООО "Газпромнефть НТЦ") | Method and device for separating liquid from a gas stream |
| RU196974U1 (en) * | 2019-10-11 | 2020-03-23 | Акционерное Общество "Головной Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Распределению И Использованию Газа "Гипрониигаз" | DEVICE FOR TWO-STAGE CLEANING OF HIGH PRESSURE NATURAL GAS PARTICLES |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002118744A (en) | 2004-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3572008A (en) | Methods and means for cleaning and drying compressed fluid systems | |
| USRE44424E1 (en) | Filter assembly and method | |
| US3464186A (en) | Dryer for compressed fluid systems | |
| US4231768A (en) | Air purification system and process | |
| US10486084B2 (en) | Coalescence filter | |
| CN101506508B (en) | Fuel filter | |
| US5800597A (en) | Integral coalescer filter-membrane device to provide a filtered gas stream and system employing such device | |
| US4478619A (en) | Compressed air filtering apparatus | |
| CN110420517B (en) | Coalescence filter core structure and filter equipment | |
| WO2002074422A1 (en) | Gas drying apparatus and method | |
| RU2224579C1 (en) | Method of filtration of air and device for its realization | |
| US4519819A (en) | Precoalescer unit | |
| US20230173424A1 (en) | Switchable two-stage coalescence separation system | |
| RU2283686C2 (en) | Aerosol filtering member | |
| WO1997038776A1 (en) | Integral coalescer filter-membrane device and system | |
| KR200388724Y1 (en) | Air purifier | |
| RU188337U1 (en) | Drain filter device | |
| WO2005051521A1 (en) | A cartridge in an air dryer | |
| JP2000508581A (en) | Disposable coalescer | |
| RU116066U1 (en) | DEVICE FOR DRYING COMPRESSED AIR | |
| JP3357447B2 (en) | Compressed air dehumidifier | |
| RU4241U1 (en) | HUMIDIFIER | |
| RU2202404C1 (en) | Contaminated air cleaning unit | |
| RU88574U1 (en) | FILTER ELEMENT | |
| Gailes | Air filtration system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110713 |