RU2494315C2 - Дыхательная система мембранного типа со сжатым воздухом - Google Patents

Дыхательная система мембранного типа со сжатым воздухом Download PDF

Info

Publication number
RU2494315C2
RU2494315C2 RU2011128305/12A RU2011128305A RU2494315C2 RU 2494315 C2 RU2494315 C2 RU 2494315C2 RU 2011128305/12 A RU2011128305/12 A RU 2011128305/12A RU 2011128305 A RU2011128305 A RU 2011128305A RU 2494315 C2 RU2494315 C2 RU 2494315C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
gas
membrane
purge
inlet
Prior art date
Application number
RU2011128305/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011128305A (ru
Inventor
Тимоти Дж. ФОКС
Марк Ф. ХОНАТ
Original Assignee
ЭсПиИкс КОРПОРЕЙШН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЭсПиИкс КОРПОРЕЙШН filed Critical ЭсПиИкс КОРПОРЕЙШН
Publication of RU2011128305A publication Critical patent/RU2011128305A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2494315C2 publication Critical patent/RU2494315C2/ru

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B15/00—Installations affording protection against poisonous or injurious substances, e.g. with separate breathing apparatus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B7/00—Respiratory apparatus
    • A62B7/10—Respiratory apparatus with filter elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/268—Drying gases or vapours by diffusion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/04—Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/06—Specific process operations in the permeate stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
    • B01D2311/13—Use of sweep gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/44—Cartridge types

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)

Abstract

Изобретение в основном относится к дыхательной системе мембранного типа со сжатым воздухом и к способу ее использования, в частности к мембранному разделителю, в котором для продувки используется поток очищенного наружного воздуха. Устройство для очистки воздуха для дыхания, содержащее мембранный разделительный блок, включающий в себя мембранный фильтр, имеющий области для проникшего и непроникшего газа, корпус для размещения в нем мембранного фильтра, впускной питающий трубопровод, связанный с мембранным фильтром, и трубопровод отвода непроникшего газа, соединенный по текучей среде с областью непроникшего газа мембранного фильтра; блок каталитического фильтра, включающий в себя картридж со слоем катализатора, две концевые детали, удерживающие картридж со слоем катализатора внутри корпуса и имеющие выпускные отверстия, впускной трубопровод катализатора, соединенный со слоем катализатора и соединенный по текучей среде с указанным трубопроводом отвода непроникшего газа, и трубопровод отвода получаемого газа, соединенный с выпускными отверстиями; и впускную продувочную трубу, соединяющую блок каталитического фильтра с областью проникшего газа мембранного фильтра. Техническим результатом заявленного изобретения является создание портативной системы очистки воздуха для дыхания, имеющей низкую стоимость изготовления и не требующую наличия каких-либо внешних средств обеспечения помимо сжатого воздуха. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники
Изобретение в основном относится к дыхательной системе мембранного типа со сжатым воздухом и к способу ее использования, в частности, к мембранному разделителю, в котором для продувки используется поток очищенного наружного воздуха.
Уровень техники
Известно, что сжатый воздух, используемый в различных областях, в частности, в дыхательных воздушных системах, при упаковке пищевых продуктов, в фармацевтических лабораториях и при производстве интегральных схем, может подвергаться обработке для удаления загрязнений и водяного пара. Сжатый воздух для дыхания может быть получен с помощью системы очистки воздуха для дыхания. Система очистки воздуха для дыхания может применяться для осуществления двух основных функций: осушения для удаления из необработанного воздуха избытков влаги и очистки для удаления из необработанного воздуха твердых частиц, аэрозольных частиц масел и паров углеводородов. Также функция очистки может заключаться в удалении из воздуха монооксида углерода путем превращения его в диоксид углерода.
Для подачи очищенного сжатого воздуха для дыхания в маски, шлемы и капюшоны могут использоваться мобильные и стационарные системы очистки воздуха. Системы со сжатым воздухом для дыхания могут применяться для обеспечения очищенным воздухом работников, занятых в таких сферах, как пожаротушение, пескоструйная обработка, окраска распылением, уборка разливов химических реагентов, сварка, шлифовальные работы, очистка труб и резервуаров и в других подобных видах деятельности, когда повторяющееся воздействие неочищенного воздуха может представлять угрозу для здоровья работника. Федеральные правила требуют, чтобы сжатый воздух для дыхания применялся в условиях, когда неочищенный воздух может явиться причиной немедленного физического дискомфорта, может вызывать хронические отравления после повторяющегося воздействия или острые неблагоприятные физиологические проявления после длительного воздействия.
В стандартных системах очистки воздуха для дыхания для осушения сжатого воздуха обычно применяются влагопоглотители или технология осушения охлаждением. Устройства обоих таких типов не являются портативными и требуют для функционирования наличия электричества или сложного и дорогого пневматического управления. Желательно создание портативной системы очистки воздуха для дыхания, имеющей низкую стоимость изготовления и не требующую наличия каких-либо внешних средств обеспечения (помимо сжатого воздуха) в процессе удаления из сжатого воздуха воды, жидких масел, жидких загрязнителей, паров масел, монооксида углерода и различимых запахов.
Кроме того, некоторые стандартные системы очистки воздуха, в которых используются влагопоглощающие осушающие устройства, для эффективного функционирования требуют прокачки (продувки) воздухом. Если воздух для продувки забирается из точки, находящейся в системе до узла очистки воздуха, то такой продувочный воздух может содержать смертельно опасные загрязнители, такие как монооксид углерода. Такой продувочный воздух затем удаляется из системы непосредственно в окружающую среду, потенциально загрязняя ее. Необходима разработка такой системы очистки воздуха, которая вырабатывала бы воздух для дыхания, соответствующий Закону о технике безопасности и гигиене труда (OSHA) категории D, не загрязняя при этом зону, в которой такая система установлена, или окружающую среду.
Раскрытие изобретения
Указанные выше требования в значительной степени удовлетворяются настоящим изобретением, в одном из вариантов реализации которого для придания воздуху для дыхания категории качества D (согласно OSHA) используется система очистки воздуха для дыхания, в которой использованный для продувки мембранного фильтра отработанный поток не загрязняет область, где установлена эта система. Такое усовершенствование системы очистки воздуха для дыхания обеспечивается за счет использования мембранного осушителя, в котором для продувки используется поток очищенного наружного воздуха. Впуск продувочного потока осуществляется по потоку за мембранным осушителем и после обработки воздуха в каталитическом фильтре, в котором из него удаляется монооксид углерода (СО).
Таким образом, во всех вариантах осуществления изобретения используется устройство для очистки воздуха для дыхания, в котором продувочный поток не содержит монооксида углерода. Водяной пар удаляется из потока сжатого воздуха с помощью мембранного осушителя, содержащего мембранный фильтр, имеющий области для проникшего и непроникшего газа, корпус для размещения в нем мембранного фильтра, впускной питающий трубопровод, связанный с мембранным фильтром, и трубопровод отвода непроникшего газа, соединенный по текучей среде с областью непроникшего газа мембранного фильтра. В центральной части мембранного фильтра может быть выполнен перепускной канал для передачи части получаемого непроникшего газа из области для непроникшего газа к трубопроводу отвода непроникшего газа.
Предпочтительно для установки мембранного разделительного блока используется кронштейн для крепления фильтров.
Для обеспечения возможности использования внешнего продувочного потока корпус мембранного фильтра предпочтительно выполнен T-образного типа.
Продувочный поток, используемый для очистки внешней поверхности проницаемой части мембранного осушителя, может отбираться от каталитического фильтра. Каталитический фильтр включает в себя картридж со слоем катализатора, две концевые детали, удерживающие картридж со слоем катализатора внутри корпуса и имеющие выпускные отверстия, впускной трубопровод катализатора, соединенный со слоем катализатора, и трубопровод отвода получаемого газа, соединенный с выпускными отверстиями.
Предпочтительно каталитический фильтр содержит индикатор влажности и заглушенный разъем для подключения устройства контроля за содержанием монооксида углерода.
Устройство содержит также впускную продувочную трубу, соединяющую по текучей среде блок каталитического фильтра с областью проникшего газа мембранного фильтра. Таким образом, от блока каталитического фильтра к мембранному разделительному блоку протекает поток продувочного газа, по существу не содержащего монооксида углерода.
Предпочтительно устройство очистки воздуха для дыхания может содержать расположенный в корпусе мембранного фильтра впускной продувочный трубопровод, обеспечивающий прохождение продувочного газа внутрь корпуса мембранного блока.
Кроме того, устройство очистки воздуха для дыхания может иметь дросселирующее отверстие для дозирования расхода продувочного газа, поступающего в область для проникшего газа мембранного фильтра.
Предпочтительно для установки блока фильтра-катализатора используется кронштейн для крепления фильтров.
Предпочтительно с впускной продувочной трубой по текучей среде соединен продувочный фильтр, например, из спеченной бронзы.
Предпочтительно устройство содержит также фитинг катализатора с трубной резьбой, который соединен с корпусом каталитического фильтра с образованием уплотнения за счет плотной подгонки. Устройство также может содержать соединительную деталь для соединения трубной резьбой фитинга катализатора с впускной продувочной трубой.
В некоторых вариантах осуществления изобретения для очистки сжатого воздуха перед его обработкой в мембранном осушителе могут использоваться фильтры предварительной очистки. В связи с этим устройство для очистки воздуха может включать в себя по меньшей мере один фильтр предварительной очистки, расположенный перед мембранным разделительным блоком.
Кроме того, устройство для очистки воздуха может содержать фильтр с активированным углем, углем, расположенный по потоку за каталитическим фильтром, и пылепоглощающий фильтр, расположенный по потоку за фильтром с активированным углем.
В другом варианте осуществления изобретения устройство для очистки воздуха для дыхания, использующее не содержащий монооксида углерода продувочный поток, включает в себя мембранное разделительное устройство, включающее в себя разделительное средство для отделения области для проникшего газа от области непроникшего газа, корпус для размещения в нем разделительного средства, впускное средство для подачи исходного газа и выпускное средство для отвода получаемого непроникшего газа. Устройство также включает в себя каталитический фильтр, включающий в себя картридж для размещения в нем слоя катализатора, концевые детали для удержания картриджа внутри корпуса и имеющие выходы для отвода обработанного катализатором газа, и впускное средство для введения получаемого непроникшего газа в слой катализатора. Устройство также содержит впускное продувочное средство, соединяющее каталитический фильтр с областью для проникшего газа мембранного разделительного устройства.
Еще один из вариантов осуществления настоящего изобретения относится к способу очистки воздуха для дыхания, включающему в себя удаление водяного пара из потока сжатого воздуха в мембранном разделительном блоке путем подачи потока сжатого воздуха в устройство, отделения проникшей части потока сжатого воздуха от непроникшей части и отвода получаемого непроникшего газа из мембранного разделительного блока. Данный способ также включает в себя удаление монооксида углерода из непроникшего газа в блоке каталитического фильтра путем введения непроникшего газа в слой катализатора, размещенный внутри картриджа, установленного в корпусе каталитического фильтра с помощью концевых деталей, имеющих выпускные отверстия для отвода обработанного катализатором выпускного газа из блока каталитического фильтра. Наконец, способ включает в себя подачу обработанного катализатором газа из блока каталитического фильтра в область проникшего газа мембранного разделительного блока через впускной продувочный трубопровод, причем обработанный катализатором газ является по существу не содержащим монооксида углерода.
Таким образом, некоторые варианты осуществления изобретения представлены в общем виде, и, разумеется, существуют дополнительные варианты осуществления изобретения, которые будут описаны ниже.
В связи с этим перед подробным пояснением по меньшей мере одного варианта осуществления изобретения следует отметить, что изобретение не ограничивается деталями конструкции и устройством блоков, изложенными в дальнейшем описании или представленными на чертежах. В дополнение к описанным вариантам данное изобретение может быть реализовано в виде других вариантов и может быть осуществлено различными способами. Кроме того, следует понимать, что используемая в данном описании терминология, а также реферат служат лишь для пояснения сущности изобретения и не являются ограничивающими.
Специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что концепция, на которой базируется данное изобретение, может легко применяться в качестве основы для разработки и других конструкций, способов и систем, обеспечивающих реализацию целей настоящего изобретения, поэтому важно, чтобы формула изобретения рассматривалась как включающая такие эквивалентные конструкции и в той мере, в какой они не отступают от сущности и объема настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана система очистки воздуха для дыхания в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, вид в плане;
на фиг.2 - то же, вид в разрезе.
Осуществление изобретения
Изобретение в различных вариантах его осуществления может использоваться для предотвращения загрязнений в зоне, где установлена система очистки воздуха для дыхания. Системы в соответствии с настоящим изобретением могут быть мембранными, что обеспечивает большую компактность и экономичность электропотребления процесса осушения. В вариантах осуществления изобретения используются или влагопоглотитель или мембрана, которые требуют использования продувочного воздуха. Например, чтобы удалить водяной пар из мембранных волокон, в мембранных осушителях используется порция сухого сжатого воздуха, который вымывает пары воды с внешней проницаемой стороны полых волокон и таким образом очищает мембрану от водяного пара. В вариантах осуществления изобретения продувочный воздух отбирается в системе из точки, располагающейся после того, как сухой воздух обрабатывается в слое катализатора, превращающего смертельно ядовитый монооксид углерода (СО) в диоксид углерода (CO2). Этот по существу не содержащий СО продувочный воздух затем может быть безопасно удален из системы непосредственно окружающую среду, не загрязняя ее.
Как показано на фигурах, система 10 очистки воздуха для дыхания мембранного типа содержит два входных фильтра 12а, 12b предварительной очистки, предназначенные для удаления большей части жидкостей, главным образом воды и масла; мембранный разделительный блок в виде мембранного осушителя 15, предназначенный для снижения относительной влажности сжатого воздуха; каталитический фильтр 20 для преобразования монооксида углерода в диоксид углерода; фильтр 25 с активированным углем, предназначенный для поглощения паров масла и различимых запахов; пылепоглощающий фильтр 30, предназначенный для захватывания любых увлекаемых потоком мелких частиц катализатора или угля; и кронштейн 32 для крепления фильтров.
В результате очистки сжатого воздуха осушителем 15 удаляются загрязнители и водяной пар, а также снижается его точка росы, т.е. температуры, до которой воздух должен быть охлажден при постоянном барометрическом давлении для конденсации паров воды. Мембранный осушитель 15 используется для снижения относительной влажности до 3% или ниже. Сжатый воздух пропускается через мембранный фильтр, включающий в себя жгут 37 из полых волокон, которые специально предназначены для удаления водяного пара. Таким образом, при прохождении сжатого воздуха через мембранный жгут 37 водяной пар абсорбируется на внутренней части волокон и быстро перемещается к внешним слоям мембранного жгута 37. Для центрирования мембранного жгута 37 внутри его корпуса 60 имеется центральный фитинг 39.
В показанном на чертежах варианте осуществления изобретения сжатый воздух, содержащий водяной пар и другие примеси, поступает в систему очистки воздуха для дыхания в виде входного потока IS. Для предварительной очистки сжатого воздуха перед его обработкой в мембранном осушителе 15 могут использоваться обычные фильтры предварительной очистки. Входящий поток IS поступает в первый фильтр 12а предварительной очистки, который удаляет жидкости и дисперсные материалы, содержащиеся в больших количествах. Первый фильтр 12а предварительной очистки содержит грубый фильтрующий элемент 47а, способный выдерживать высокие гидравлические нагрузки. Удаленные жидкости отводятся из фильтра 12а предварительной очистки через поплавковый клапан 49а для сброса конденсата. Затем поток воздуха поступает во второй фильтр 12b предварительной очистки, который удаляет жидкости и твердые частицы для достижения более высокой степени очистки. Второй фильтр 12b предварительной очистки содержит более тонкий фильтрующий элемент 47b, который способен удалять аэрозоли. Через другой поплавковый клапан 49b для сброса конденсата фильтра предварительной очистки 12b отводятся еще большие количества жидкости. Для уплотнения между различными компонентами системы, например, между первым и вторым фильтрами 12а и 12b предварительной очистки может использоваться модульный соединительный комплект 50. Дополнительно каждый фильтр 12а и 12b предварительной очистки содержит дифференциальный манометр 53, предназначенный для индикации момента, когда необходимо заменить фильтрующие элементы 47а или 47b фильтров предварительной очистки.
Выходящий из второго фильтра предварительной очистки поток воздуха поступает в мембранную головку 55 осушителя 15. Сжатый воздух проходит через мембранный жгут 37 осушителя, который размещен внутри корпуса 60 в виде стакана или оболочки. Мембранный жгут 37 предназначен для удаления водяного пара. Он может иметь спиральную намотку, а в одном из вариантов выполнения может состоять из жгута полых волокон.
Между внутренней и внешней поверхностями полых волокон жгута 37 существует разность парциальных давлений водяного пара, так что водяной пар будет перемещаться к внешней поверхности полых волокон жгута 37. Таким образом, при прохождении сжатого воздуха через внутреннюю часть мембранных волокон водяной пар абсорбируется на внутренней стороне стенки волокна и быстро проходит через стенки волокон к внешней поверхности мембранных волокон жгута 37. Функционирование осушителя 15 обеспечивается разностью величин парциального давления водяного пара с внешней и внутренней сторон полых мембранных волокон. Для осушения газового потока в непрерывном режиме внешние слои мембранных волокон жгута 37 должны очищаться (продуваться) от водяных паров с использованием продувочного потока, что будет описано далее.
Основная масса сухого воздуха поднимается по перепускному каналу 65 и покидает осушитель 15 через мембранную головку 55. Затем полученный сухой воздух поступает в каталитический фильтр 20. Каталитический фильтр 20 в присутствии кислорода (O2) превращает содержащийся в воздухе монооксид углерода (СО) в диоксид углерода (СО2). Химическая реакция этого преобразования: 2СО+O2→2CO2. Для того, чтобы каталитический фильтр 20 удалял монооксид углерода СО из потока, необходимо, чтобы входящий в катализатор поток был сухим. Для контроля влажности на головке 73 корпуса 74 фильтра-катализатора установлен индикатор 70 влажности, который проверяет входящий в каталитический фильтр 20 поток воздуха с помощью индикаторного геля. Индикаторный гель имеет зеленый цвет, когда поток сухой, и превращается в желтый в присутствии влаги. Сухой поток проходит через слой 75 катализатора, который удаляет СО. Концевые детали 77 удерживают картридж, заключающий в себе каталитический слой 75, внутри корпуса 79. Очищенный воздушный поток выходит из слоя 75 катализатора через выпускные отверстия в нижней концевой детали 77. Основная масса очищенного воздуха затем выходит из головки 73 каталитического фильтра 20. В некоторых вариантах осуществления изобретения головка каталитического фильтра 20 может иметь заглушенный разъем 93, предназначенный для возможного добавления стандартного устройства контроля над содержанием СО (не показан).
Воздушный поток выходит из головки 73 каталитического фильтра 20 и поступает в фильтр 25 с активированным углем. Фильтр 25 с активированным углем содержит фильтрующий элемент 85, заполненный гранулированным активированным углем. Этот фильтр 25 предназначен для удаления из потока воздуха различимых запахов, паров масел и других органических паров. Наконец, поток поступает в пылепоглощающий фильтр 30, который имеет фильтрующий элемент 90, предназначенный для улавливания всех мелких частиц катализатора или угля, которые возможно попадают в поток на двух предыдущих этапах фильтрации. Пылепоглощающий фильтр 30 включает в себя дифференциальный манометр 53, предназначенный для индикации момента, когда необходимо заменить фильтрующий элемент 90. Поток полученного воздуха выходит из системы в виде выходящего потока OS.
В мембранных газоразделительных устройствах с полыми волокнами, таких как мембранный осушитель 15, для увеличения перепада давления может использоваться продувочный газ, который приводит систему в действие, улучшает степень осушения получаемого воздуха и увеличивает производительность мембранного осушителя 15. Продувочный воздух, необходимый для поддержания производительности процесса дегидратации в мембранном осушителе 15, отбирается в нижней части корпуса каталитического фильтра 20. Небольшая часть получаемого сухого воздуха отводится по впускной продувочной трубе 35, которая соединяет нижнюю часть съемного корпуса мембранного осушителя 15 с нижней частью каталитического фильтра 20.
В вариантах осуществления настоящего изобретения для дозирования требуемого количества продувочного воздуха может использоваться продувочное дросселирующее отверстие 41. На соединяемом с каталитическим фильтром 20 конце впускной продувочной трубы 35 может быть установлен продувочный фильтр 45, например, из спеченной бронзы, предназначенный для того, чтобы в дросселирующее отверстие 41 не могли пройти твердые дисперсные частицы, потенциально способные его закупорить. Центральный продувочный фитинг 95 предназначен для центрирования нижней крышки 97 жгута 37. Продувочный воздух проходит через фитинг 95 и затем быстро продвигается вдоль наружной поверхности 99 волокон жгута 37 мембранного фильтра. Фитинг катализатора 102 соединяется с корпусом 74 каталитического фильтра 20, создавая уплотнение 104 за счет плотной подгонки. Для соединения трубной резьбы фитинга 102 с впускной продувочной трубой 35 может использоваться соединительная деталь 105.
Отработанный продувочный воздух выходит из жгута 37 через отверстия 100 и стекает к сапуну 107, который выводит отработанный продувочный воздух в окружающую среду. В некоторых вариантах осуществления изобретения мембранный осушитель 15 размещается в Т-образном корпусе, названном так вследствие того, что он имеет впускной и выпускной трубопроводы в верхней части корпуса, а внешний источник используемого продувочного воздуха присоединен к нижней части корпуса. Поскольку входящий продувочный поток до возвращения в мембранный осушитель 15 очищается, то отработанный продувочный воздух по существу не содержит СО, поэтому при сбросе в окружающую среду очищенный отработанный продувочный воздух не загрязняет ее.
Из приведенного описания становится очевидным множество особенностей и преимуществ данного изобретения, вследствие чего оно охватывает в соответствии с представленной формулой изобретения всех эти особенности и преимущества изобретения, находящихся в пределах его сущности и объема. Кроме того, поскольку специалистами в данной области могут быть легко осуществлены многочисленные модификации и изменения, ограничение изобретения точными, описанными и поясняемыми здесь конструкцией и операциями является нежелательным, соответственно, все подходящие модификации и эквиваленты могут квалифицироваться как находящиеся в пределах объема данного изобретения.

Claims (25)

1. Устройство для очистки воздуха для дыхания, содержащее мембранный разделительный блок, включающий в себя мембранный фильтр, имеющий области для проникшего и непроникшего газа, корпус для размещения в нем мембранного фильтра, впускной питающий трубопровод, связанный с мембранным фильтром, и трубопровод отвода непроникшего газа, соединенный по текучей среде с областью непроникшего газа мембранного фильтра; блок каталитического фильтра, включающий в себя картридж со слоем катализатора, две концевые детали, удерживающие картридж со слоем катализатора внутри корпуса и имеющие выпускные отверстия, впускной трубопровод катализатора, соединенный со слоем катализатора и соединенный по текучей среде с указанным трубопроводом отвода непроникшего газа, и трубопровод отвода получаемого газа, соединенный с выпускными отверстиями; и впускную продувочную трубу, соединяющую блок каталитического фильтра с областью проникшего газа мембранного фильтра.
2. Устройство по п.1, дополнительно содержащее продувочное дросселирующее отверстие для дозирования расхода газа, поступающего в область для проникшего газа мембранного фильтра.
3. Устройство по п.1, дополнительно содержащее по меньшей мере один фильтр предварительной очистки, расположенный перед мембранным разделительным блоком.
4. Устройство по п.1, дополнительно содержащее в корпусе мембранного фильтра впускной продувочный трубопровод.
5. Устройство по п.1, дополнительно содержащее перепускной канал в центральной части мембранного фильтра для передачи части получаемого непроникшего газа из области для непроникшего газа к трубопроводу отвода непроникшего газа.
6. Устройство по п.1, дополнительно содержащее фильтр с активированным углем, расположенный по потоку за каталитическим фильтром.
7. Устройство по п.6, дополнительно содержащее пылепоглощающий фильтр, расположенный по потоку за фильтром с активированным углем.
8. Устройство по п.1, в котором каталитический фильтр содержит индикатор влажности.
9. Устройство по п.1, в котором каталитический фильтр содержит заглушенный разъем для подключения устройства контроля за содержанием монооксида углерода.
10. Устройство по п.1, дополнительно содержащее кронштейн для крепления фильтров, присоединенный к мембранному разделительному блоку.
11. Устройство по п.1, дополнительно содержащее кронштейн для крепления фильтров, присоединенный к блоку фильтра-катализатора.
12. Устройство по п.1, дополнительно содержащее продувочный фильтр, соединенный по текучей среде с впускной продувочной трубой.
13. Устройство по п.12, в котором продувочный фильтр является фильтром из спеченной бронзы.
14. Устройство по п.1, в котором корпус мембранного фильтра выполнен Т-образного типа.
15. Устройство по п.1, дополнительно содержащее фитинг катализатора с трубной резьбой, который соединен с корпусом каталитического фильтра с образованием уплотнения за счет плотной подгонки.
16. Устройство по п.15, дополнительно содержащее соединительную деталь для соединения трубной резьбой фитинга катализатора с впускной продувочной трубой.
17. Устройство по п.1, в котором блок каталитического фильтра соединен с мембранным разделительным блоком для обеспечения подачи потока продувочного газа, по существу, не содержащего монооксида углерода.
18. Устройство для очистки воздуха для дыхания, содержащее мембранное разделительное устройство, включающее в себя разделительное средство для отделения области для проникшего газа от области непроникшего газа, корпус для размещения в нем разделительного средства, впускное средство для подачи исходного газа и выпускное средство для отвода получаемого непроникшего газа; каталитический фильтр, включающий в себя картридж для размещения в нем слоя катализатора, концевые детали для удержания картриджа внутри корпуса, и имеющие выходы для отвода обработанного катализатором газа, и впускное средство для приема полученного в мембранном разделительном устройстве непроникшего газа и введения его в слой катализатора; и впускное продувочное средство, соединяющее каталитический фильтр с областью для проникшего газа мембранного разделительного устройства для подачи продувочного потока, не содержащего монооксида углерода.
19. Устройство по п.18, дополнительно содержащее продувочное дросселирующее средство для дозирования расхода газа, поступающего в область для проникшего газа мембранного разделительного устройства.
20. Устройство по п.19, дополнительно содержащее продувочный фильтр для удаления дисперсных частиц из газа, поступающего во впускное продувочное устройство.
21. Устройство по п.18, дополнительно содержащее фитинг катализатора, имеющий трубную резьбу и соединенный с корпусом каталитического фильтра с образованием уплотнения за счет плотной подгонки.
22. Устройство по п.21, дополнительно содержащее соединительную деталь, обеспечивающую соединение трубной резьбы фитинга с впускным продувочным средством.
23. Способ использования устройства для очистки воздуха для дыхания, включающий в себя удаление водяного пара из потока сжатого воздуха в мембранном разделительном блоке путем подачи потока сжатого воздуха в устройство, отделения проникшей части потока сжатого воздуха от непроникшей части и отвода получаемого непроникшего газа из мембранного разделительного блока; удаление монооксида углерода из непроникшего газа в блоке каталитического фильтра путем введения непроникшего газа в слой катализатора, размещенный внутри картриджа, установленного в корпусе каталитического фильтра с помощью концевых деталей, имеющих выпускные отверстия для отвода обработанного катализатором выпускного газа из блока каталитического фильтра; и подачу обработанного катализатором газа из блока каталитического фильтра в область проникшего газа мембранного разделительного блока через впускной продувочный трубопровод.
24. Способ по п.23, дополнительно включающий в себя дозирование расхода газа, поступающего во впускной продувочный трубопровод.
25. Способ по п.23, включающий получение обработанного катализатором газа, по существу, не содержащего монооксида углерода.
RU2011128305/12A 2008-12-11 2009-11-23 Дыхательная система мембранного типа со сжатым воздухом RU2494315C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/332,709 US7972415B2 (en) 2008-12-11 2008-12-11 Membrane-based compressed air breathing system
US12/332,709 2008-12-11
PCT/US2009/065517 WO2010068402A1 (en) 2008-12-11 2009-11-23 Membrane-based compressed air breathing system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011128305A RU2011128305A (ru) 2013-01-20
RU2494315C2 true RU2494315C2 (ru) 2013-09-27

Family

ID=42240775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011128305/12A RU2494315C2 (ru) 2008-12-11 2009-11-23 Дыхательная система мембранного типа со сжатым воздухом

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7972415B2 (ru)
EP (1) EP2376842B1 (ru)
JP (1) JP5780966B2 (ru)
KR (1) KR101662508B1 (ru)
CN (1) CN102282425B (ru)
BR (1) BRPI0922903A2 (ru)
RU (1) RU2494315C2 (ru)
TW (1) TWI426937B (ru)
WO (1) WO2010068402A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104406284B (zh) * 2014-12-15 2017-04-26 苏州兴亚净化工程有限公司 一种滤筒型高效送风口

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2105212A (en) * 1981-09-11 1983-03-23 Domnick Junter Filters Limited Removing carbon monoxide from air
GB2189167A (en) * 1986-04-15 1987-10-21 Willpower Compressed Air Syst Gas filter
RU2224579C1 (ru) * 2002-07-12 2004-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт" Способ фильтрования воздуха и устройство для его осуществления
US6719825B2 (en) * 2002-05-07 2004-04-13 Graham-White Manufacturing Company Air drying apparatus and method
US6814780B2 (en) * 2001-05-02 2004-11-09 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Hollow fiber membrane gas separation cartridge and gas purification assembly

Family Cites Families (73)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL63630A (en) * 1981-08-21 1985-01-31 Ram Lavie Process for the manufacture of ammonia
DE3233156A1 (de) * 1981-09-11 1983-03-31 Domnick Hunter Filters Ltd., Birtley, Co. Durham Geraet fuer das behandeln von komprimierter luft fuer atmungszwecke
EP0093502B2 (en) * 1982-04-14 1988-11-17 Imperial Chemical Industries Plc Ammonia production process
US4448757A (en) * 1982-04-26 1984-05-15 Deltech Engineering, Inc. Process for removing contaminants from compressed air
US4865815A (en) * 1987-06-01 1989-09-12 La-Man Corporation In-line compressed air carbon monoxide filter
US4990632A (en) * 1988-03-23 1991-02-05 The Boc Group, Inc. Process for the production of oxides
US5008412A (en) * 1988-07-06 1991-04-16 The Boc Group, Inc. Process for the production of oxides
US5008414A (en) * 1988-12-08 1991-04-16 The Boc Group, Inc. Process for the production of oxides
US4934148A (en) * 1989-05-12 1990-06-19 Union Carbide Corporation Dry, high purity nitrogen production process and system
US5354547A (en) * 1989-11-14 1994-10-11 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen recovery by adsorbent membranes
US5034025A (en) * 1989-12-01 1991-07-23 The Dow Chemical Company Membrane process for removing water vapor from gas
US5837032A (en) * 1991-01-30 1998-11-17 The Cynara Company Gas separations utilizing glassy polymer membranes at sub-ambient temperatures
US5352272A (en) * 1991-01-30 1994-10-04 The Dow Chemical Company Gas separations utilizing glassy polymer membranes at sub-ambient temperatures
US5169412A (en) * 1991-11-20 1992-12-08 Praxair Technology Inc. Membrane air drying and separation operations
US5205842A (en) * 1992-02-13 1993-04-27 Praxair Technology, Inc. Two stage membrane dryer
ZA935853B (en) * 1992-08-21 1994-06-10 Boc Group Inc Process for producing hydrocarbon partial oxidation products
JP3313430B2 (ja) * 1992-10-20 2002-08-12 オリオン機械株式会社 膜式気体ドライヤ
US5282969A (en) * 1993-04-29 1994-02-01 Permea, Inc. High pressure feed membrane separation process
JP3708542B2 (ja) * 1993-08-13 2005-10-19 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー その上に不溶性酵素粒子を含有するカートリッジ・フィルター
EP0649675B1 (en) * 1993-10-20 2001-12-19 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Treatment of gas separation membranes with inert solvent
US5435836A (en) * 1993-12-23 1995-07-25 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen recovery by adsorbent membranes
GB9500675D0 (en) * 1995-01-13 1995-03-08 Davy Mckee London Process
US6303092B1 (en) * 1995-04-10 2001-10-16 Air Products And Chemicals, Inc. Process for operating equilibrium controlled reactions
US5837125A (en) * 1995-12-05 1998-11-17 Praxair Technology, Inc. Reactive purge for solid electrolyte membrane gas separation
US5641337A (en) * 1995-12-08 1997-06-24 Permea, Inc. Process for the dehydration of a gas
US6531105B1 (en) * 1996-02-29 2003-03-11 L'air Liquide-Societe Anonyme A'directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and apparatus for removing carbon monoxide from a gas stream
US5980858A (en) * 1996-04-23 1999-11-09 Ebara Corporation Method for treating wastes by gasification
US6187196B1 (en) * 1996-05-17 2001-02-13 Colorado School Of Mines Membrane separation of components in a fluid mixture
DE69638265D1 (de) * 1996-07-01 2010-11-11 Emmaus Foundation Inc BIOLOGISCHE HESTELLUNG VON ESSIGSäURE AUS ABGASEN
US5843209C1 (en) * 1996-08-14 2001-05-15 Bend Res Inc Vapor permeation system
US6059857A (en) * 1996-08-14 2000-05-09 Bend Research, Inc. Ultrapurification of organic solvents
US5753010A (en) * 1996-10-28 1998-05-19 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen recovery by pressure swing adsorption integrated with adsorbent membranes
US5755855A (en) * 1997-01-24 1998-05-26 Membrane Technology And Research, Inc. Separation process combining condensation, membrane separation and flash evaporation
US5888272A (en) * 1997-06-05 1999-03-30 Praxair Technology, Inc. Process for enriched combustion using solid electrolyte ionic conductor systems
US6149714A (en) * 1997-06-05 2000-11-21 Praxair Technology, Inc. Process for enriched combustion using solid electrolyte ionic conductor systems
US6077323A (en) * 1997-06-06 2000-06-20 Air Products And Chemicals, Inc. Synthesis gas production by ion transport membranes
US5944874A (en) * 1997-06-23 1999-08-31 Praxair Technology, Inc. Solid electrolyte ionic conductor systems for the production of high purity nitrogen
US6039792A (en) * 1997-06-24 2000-03-21 Regents Of The University Of California And Bp Amoco Corporation Methods of forming and using porous structures for energy efficient separation of light gases by capillary condensation
US6179900B1 (en) * 1997-10-09 2001-01-30 Gkss Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Process for the separation/recovery of gases
US5979178A (en) * 1997-12-16 1999-11-09 Air Liquide America Corporation Process for recovering olefins from cracked gases
US6010614A (en) * 1998-06-03 2000-01-04 Praxair Technology, Inc. Temperature control in a ceramic membrane reactor
BE1012101A6 (fr) * 1998-06-23 2000-05-02 Pantochim Sa Procede de conversion a haut rendement de n-butane en anhydride maleique par recyclage des gaz uses.
NO308401B1 (no) * 1998-12-04 2000-09-11 Norsk Hydro As FremgangsmÕte for gjenvinning av CO2 som genereres i en forbrenningsprosess samt anvendelse derav
US6190436B1 (en) * 1999-03-05 2001-02-20 The Boc Group, Inc. Ozone purification process
US6303841B1 (en) * 1999-10-04 2001-10-16 Uop Llc Process for producing ethylene
US6415642B1 (en) * 1999-12-14 2002-07-09 Hans Rudolph, Inc. DLco calibration syringe apparatus
US6379431B1 (en) * 2000-01-20 2002-04-30 Air Products And Chemicals, Inc. Pressure swing adsorption process with multiple beds on purge and/or with ten beds and four pressure equalization steps
US6133328A (en) * 2000-02-22 2000-10-17 Lightner; Gene E. Production of syngas from a biomass
US6293084B1 (en) * 2000-05-04 2001-09-25 Praxair Technology, Inc. Oxygen separator designed to be integrated with a gas turbine and method of separating oxygen
US6361583B1 (en) * 2000-05-19 2002-03-26 Membrane Technology And Research, Inc. Gas separation using organic-vapor-resistant membranes
US6361582B1 (en) * 2000-05-19 2002-03-26 Membrane Technology And Research, Inc. Gas separation using C3+ hydrocarbon-resistant membranes
US6454838B1 (en) * 2000-06-21 2002-09-24 Air Products And Chemicals, Inc. Six bed pressure swing adsorption process with four steps of pressure equalization
US6406518B1 (en) * 2000-08-21 2002-06-18 Praxair Technology, Inc. Gas separation process using ceramic membrane and regenerators
US6517791B1 (en) * 2000-12-04 2003-02-11 Praxair Technology, Inc. System and process for gas recovery
US6755894B2 (en) * 2001-05-02 2004-06-29 Praxair Technology, Inc. Hollow fiber membrane gas separation cartridge and gas purification assembly
US6776820B2 (en) * 2001-07-10 2004-08-17 Praxair Technology, Inc. Integral hollow fiber membrane gas dryer and filtration device
BR0211507A (pt) * 2001-07-31 2004-09-14 Praxair Technology Inc Sistema e processo de recuperação de gás
US6783750B2 (en) * 2001-08-22 2004-08-31 Praxair Technology, Inc. Hydrogen production method
US7004985B2 (en) * 2001-09-05 2006-02-28 Texaco, Inc. Recycle of hydrogen from hydroprocessing purge gas
US6783749B2 (en) * 2002-05-13 2004-08-31 The Boc Group, Inc. Gas recovery process
US6896717B2 (en) * 2002-07-05 2005-05-24 Membrane Technology And Research, Inc. Gas separation using coated membranes
US7314502B2 (en) * 2002-09-25 2008-01-01 Exxonmobil Upstream Research Company Method and system for separating a component from a multi-component gas
JP2004267310A (ja) * 2003-03-06 2004-09-30 Koken Ltd 呼吸用空気供給装置
US6881759B2 (en) * 2003-04-07 2005-04-19 Haldor Topsoe A/S Process for the preparation of methanol
US7141231B2 (en) * 2003-08-11 2006-11-28 Membrane Reactor Technologies Ltd. Internally circulating fluidized bed membrane reactor system
US6992113B2 (en) * 2003-11-25 2006-01-31 Chevron U.S.A. Inc. Control of CO2 emissions from a fischer-tropsch facility by use of dual functional syngas conversion
US7591880B2 (en) * 2005-07-25 2009-09-22 Bloom Energy Corporation Fuel cell anode exhaust fuel recovery by adsorption
US20070017368A1 (en) * 2005-07-25 2007-01-25 Ion America Corporation Gas separation method and apparatus using partial pressure swing adsorption
US7938893B2 (en) * 2006-04-18 2011-05-10 Gas Technology Institute Membrane reactor for H2S, CO2 and H2 separation
US7727305B2 (en) * 2006-04-20 2010-06-01 Lummus Technology Inc. Method and system for atmosphere recycling
US7648566B2 (en) * 2006-11-09 2010-01-19 General Electric Company Methods and apparatus for carbon dioxide removal from a fluid stream
US7998246B2 (en) * 2006-12-18 2011-08-16 Uop Llc Gas separations using high performance mixed matrix membranes
KR101365067B1 (ko) * 2007-01-31 2014-02-20 에스피엑스 플로우 테크놀로지 유에스에이, 인크. 가스막 분리장치용 일체형 스위프 제어기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2105212A (en) * 1981-09-11 1983-03-23 Domnick Junter Filters Limited Removing carbon monoxide from air
GB2189167A (en) * 1986-04-15 1987-10-21 Willpower Compressed Air Syst Gas filter
US6814780B2 (en) * 2001-05-02 2004-11-09 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Hollow fiber membrane gas separation cartridge and gas purification assembly
US6719825B2 (en) * 2002-05-07 2004-04-13 Graham-White Manufacturing Company Air drying apparatus and method
RU2224579C1 (ru) * 2002-07-12 2004-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Тамбовский научно-исследовательский химический институт" Способ фильтрования воздуха и устройство для его осуществления

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011128305A (ru) 2013-01-20
KR20110106867A (ko) 2011-09-29
BRPI0922903A2 (pt) 2016-01-26
KR101662508B1 (ko) 2016-10-05
US7972415B2 (en) 2011-07-05
CN102282425B (zh) 2015-06-03
CN102282425A (zh) 2011-12-14
TWI426937B (zh) 2014-02-21
WO2010068402A1 (en) 2010-06-17
EP2376842A4 (en) 2015-02-18
EP2376842A1 (en) 2011-10-19
JP5780966B2 (ja) 2015-09-16
EP2376842B1 (en) 2016-05-25
TW201026356A (en) 2010-07-16
US20100150773A1 (en) 2010-06-17
JP2012511398A (ja) 2012-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5800597A (en) Integral coalescer filter-membrane device to provide a filtered gas stream and system employing such device
US4559066A (en) Filters for purification of gases
US3252270A (en) Apparatus and method for removal of oil entrained in air
CA2846797C (en) Membrane separation apparatus for fuel gas conditioning
US6719825B2 (en) Air drying apparatus and method
US20110265655A1 (en) Combination Filter
JP2003103136A (ja) 一体型の中空糸膜ガス乾燥機及びろ過装置
KR100850002B1 (ko) 압축공기 라인의 이물질제거장치
KR20100059796A (ko) 필터 조립체 및 방법
CN101506508A (zh) 燃料过滤器
WO2010097614A2 (en) A fluid separation device
US20150059577A1 (en) Membrane Separation Assembly for Fuel Gas Conditioning
CA2832248C (en) Methods and systems for gas filtering and carbon dioxide capture
CN205598839U (zh) 一种适用于实验室的废气净化系统
RU2494315C2 (ru) Дыхательная система мембранного типа со сжатым воздухом
WO1997038776A1 (en) Integral coalescer filter-membrane device and system
RU116066U1 (ru) Устройство для осушки сжатого воздуха
CN210506242U (zh) 天然气净化系统
RU2610609C1 (ru) Устройство для очистки газов
JPH0443685B2 (ru)
KR102567602B1 (ko) 질소 퍼징 시스템을 이용한 윤활유의 수분 제거 장치
CN217431301U (zh) 用于从气流中分离油蒸气的过滤器元件和过滤器装置
JP2008296156A (ja) 浄化装置
JPH08206437A (ja) 空気除湿装置

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20151023