RU87641U1

RU87641U1 - FILTER FOR CLEANING AIR FROM DUST

Info

Publication number: RU87641U1
Application number: RU2009118775/22U
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Александр Вячеславович Моржавин; Оксана Геннадьевна Локтионова
Priority date: 2009-05-18
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2009-10-20

Abstract

Фильтр для очистки воздуха от пыли, содержащий корпус, узел подачи запыленного воздуха, выполненный сбоку корпуса, узел отвода очищенного воздуха, снабженный вентилятором, расположенный внутри корпуса фильтрующий элемент из фильтровального полотна, подвешенный в верхней части на подвижной раме, которая на пружинах подвешена к верхней части корпуса, и закрепленный в нижней части на неподвижной раме, выполненный изогнутым зигзагом и герметизирован относительно зон запыленного и очищенного воздуха, узел вибрационной регенерации в виде рычажного механизма встряхивания фильтрующего элемента, установленного с возможностью колебательных движений, отличающийся тем, что подвижная рама выполнена из биметалла, при этом материал биметалла подвижной рамы со стороны подачи воздуха имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала биметалла со стороны отвода воздуха из корпуса фильтра.A filter for cleaning air from dust, comprising a housing, a dusty air supply unit, made on the side of the housing, a cleaned air exhaust assembly, equipped with a fan, a filter cloth element located inside the housing, suspended in the upper part on a movable frame, which is suspended on the springs from the upper parts of the body, and fixed in the lower part on a fixed frame, made by a curved zigzag and sealed with respect to the areas of dusty and purified air, the vibration regeneration unit in the form of p of a different mechanism for shaking the filter element, mounted with the possibility of oscillatory movements, characterized in that the movable frame is made of bimetal, while the material of the bimetal of the movable frame on the air supply side has a thermal conductivity coefficient of 2.0-2.5 times higher than the thermal conductivity coefficient of the material bimetal from the side of the air outlet from the filter housing.

Description

Полезная модель относится к устройствам для очистки запыленных газов, в частности, для очистки воздуха от различных пылей, в том числе пылей от наждачных, шлифовальных и деревообрабатывающих станков, искр при сварке с возвратом воздуха в помещение, и может быть использовано в металлообрабатывающей, металлургической, машиностроительной, химической, пищевой и других отраслях промышленности, например, для очистки аспирационного воздуха различных бункеров (силосов), а также в качестве первой ступени перед подачей воздуха в операционные, медицинские и спецлаборатории, электронные производства.The utility model relates to devices for cleaning dusty gases, in particular, for cleaning air from various dusts, including dust from emery, grinding and woodworking machines, sparks when welding with returning air to the room, and can be used in metalworking, metallurgical, machine-building, chemical, food and other industries, for example, for cleaning aspiration air of various bins (silos), as well as as the first stage before air supply to operating rooms, honey Itsinsky and special laboratories, electronic production.

Известен фильтр для очистки воздуха от пыли (см. авторское свидетельство СССР №1212504, Мкл В01D 46/02, 1986) содержащий корпус с подвешенными на подвижной раме, которая на пружинах подвешена к верхней части корпуса, фильтровальными рукавами, закрепленными внизу на неподвижной перфорированной раме, и механизм вибрационного встряхивания, соединенный с подвижной рамой, при этом внутри каждого фильтровального рукава свободно подвешены на гибком элементе к подвижной раме била, соединенные между собой и с гибким элементом пружинами.A known filter for cleaning air from dust (see USSR author's certificate No. 1212504, Mkl B01D 46/02, 1986) containing a housing suspended on a movable frame, which is suspended on springs to the upper part of the housing, filter bags fixed below on a fixed perforated frame , and a vibration shaking mechanism connected to the movable frame, while inside each filter sleeve are freely suspended on a flexible element from the movable beater frame, interconnected with each other and with the flexible element by springs.

Недостатками этого фильтра являются сложность его аппаратурного исполнения, в частности герметизации, невысокая производительность и высокая материалоемкость.The disadvantages of this filter are the complexity of its hardware design, in particular sealing, low productivity and high material consumption.

Задача, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, заключается в создании конструкции, обеспечивающей эффективную очистку воздуха от пыли в условиях длительной эксплуатации за счет поддержания нормированного аэродинамического сопротивления фильтрующего элемента при изменяющейся концентрации пыли, путем постоянного вибрационного стряхивания налипающих твердых частиц при термодинамической вибрации подвижной рамы, соединенной с фильтровальным полотном.The problem to which the proposed utility model is directed is to create a design that provides effective dust cleaning during long-term operation by maintaining the normalized aerodynamic resistance of the filter element with a changing dust concentration, by constantly vibrating shaking off the adhering solid particles during thermodynamic vibration of the moving frame connected to the filter cloth.

Технический результат по повышению эксплуатационной надежности работы фильтра с нормированной степенью эффективности очистки достигается тем, что фильтр для очистки воздуха от пыли содержит корпус, узел подачи запыленного воздуха, выполненный сбоку корпуса, узел отвода очищенного воздуха снабженный вентилятором, расположенный внутри корпуса фильтрующий элемент из фильтровального полотна, подвешенный в верхней части на подвижной раме, которая на пружинах подвешена к верхней части корпуса, и закрепленный в нижней части на неподвижной раме, выполненный изогнутым зигзагом и герметизирован относительно зон запыленного и очищенного воздуха, узел вибрационной регенерации в виде рычажного механизма встряхивания фильтрующего элемента, установленного с возможностью колебательных движений, при этом подвижная рама выполнена из биметалла, при чем материал биметалла подвижной рамы со стороны подачи воздуха имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала биметалла со стороны отвода воздуха из корпуса фильтра.The technical result of increasing the operational reliability of the filter with a normalized degree of cleaning efficiency is achieved by the fact that the filter for dust air purification contains a housing, a dusty air supply unit made on the side of the housing, a cleaned air exhaust unit equipped with a fan, a filter element made of a filter cloth located inside the housing suspended in the upper part on a movable frame, which is suspended on springs from the upper part of the housing, and fixed in the lower part on a fixed a frame made by a curved zigzag and sealed relative to dusty and purified air zones, a vibration regeneration unit in the form of a lever mechanism for shaking the filter element mounted with the possibility of oscillatory movements, while the movable frame is made of bimetal, and the bimetal material of the movable frame on the air supply side has the thermal conductivity coefficient is 2.0-2.5 times higher than the thermal conductivity coefficient of the bimetal material from the side of the air outlet from the filter housing.

На фиг.1 - схематическое изображение фильтра в разрезе с узлом подачи воздуха на очистку, расположенным сбоку, ручным приводом рычажного механизма встряхивания фильтрующего элемента, горизонтальным расположением вентилятора и поддоном для сбора пыли, общий вид; на фиг.2 - схематическое изображение узла вибрационной регенерации фильтра с электромагнитным приводом; на фиг.3 - разрез подвижной рамы из биметалла.Figure 1 is a schematic illustration of a filter in section with a cleaning air supply unit located on the side, a manual drive of a lever mechanism for shaking the filter element, a horizontal arrangement of a fan and a dust collecting tray, general view; figure 2 is a schematic representation of a site of vibrational regeneration of the filter with an electromagnetic drive; figure 3 is a section of a movable frame of bimetal.

Фильтр для очистки воздуха от пыли содержит корпус 1 с узлом подачи запыленного воздуха на очистку 2 и узлом отвода очищенного воздуха 3, расположенный внутри корпуса 1 фильтрующий элемент 4, разделяющий корпус 1 на зоны запыленного 5 и очищенного 6 воздуха, выполненный в виде изогнутого зигзагом фильтровального полотна с образованием верхних и нижних ребер, соединенных по краям посредством пружинных элементов 7 вверху с подвижной рамой 8, на пружинах 9 подвешенной к верхней части корпуса 1, и неподвижной рамой 10 внизу. Фильтрующий элемент снабжен торцевыми фильтрующими вставками (не показаны) и герметизирован относительно зон запыленного 5 и очищенного 6 воздуха по периметру за счет отбортовки краев фильтровального полотна и фильтрующих вставок. Рычажный механизм встряхивания 11 фильтрующего элемента 4 установлен с возможностью колебательного движения и снабжен ручным приводом 12. На узле отвода очищенного воздуха 3 установлен горизонтальный вентилятор 13, а внизу корпуса 1 установлен поддон для сбора пыли 14.The filter for dust air purification contains a housing 1 with a dusty air supply unit for cleaning 2 and a purified air removal unit 3, a filter element 4 located inside the housing 1, dividing the housing 1 into dusty 5 and purified 6 air zones, made in the form of a filter zigzag bent web with the formation of upper and lower ribs connected at the edges by means of spring elements 7 at the top with a movable frame 8, on springs 9 suspended to the upper part of the housing 1, and a fixed frame 10 at the bottom. The filter element is equipped with end filter inserts (not shown) and sealed relative to the areas of dusty 5 and purified 6 air around the perimeter due to the flanging of the edges of the filter cloth and filter inserts. The lever mechanism of shaking 11 of the filter element 4 is mounted with the possibility of oscillatory motion and is equipped with a manual drive 12. A horizontal fan 13 is installed on the cleaned air exhaust unit 3, and a dust collecting tray 14 is installed at the bottom of the housing 1.

Напорный фильтр содержит электромагнитный привод 15 и через узел подачи запыленного воздуха на очистку 2 может быть соединен с бункером или силосом (не показано).The pressure filter contains an electromagnetic drive 15 and through a dusty air supply unit for cleaning 2 can be connected to a hopper or silo (not shown).

Узел регенерации фильтра расположен в верхней части корпуса 1 и выполнен в виде рычажного механизма встряхивания 11, установленного на кронштейне 16 с возможностью колебательного движения и приводимого в движение посредством тяги 18 от элетромагнитного привода 15, установленного на опоре 17.The filter regeneration unit is located in the upper part of the housing 1 and is made in the form of a lever shaking mechanism 11 mounted on an arm 16 with the possibility of oscillatory motion and driven by a rod 18 from an electromagnetic drive 15 mounted on a support 17.

Подвижная рама 8 выполнена из биметалла, при этом материал 19 биметалла подвижной рамы 8 со стороны подачи воздуха имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала 20 биметалла со стороны отвода воздуха из корпуса 1 фильтра.The movable frame 8 is made of bimetal, while the bimetal material 19 of the movable frame 8 on the air supply side has a thermal conductivity coefficient of 2.0-2.5 times higher than the thermal conductivity coefficient of the bimetal material 20 on the air outlet side of the filter housing 1.

Фильтр работает следующим образом.The filter works as follows.

Воздух, подаваемый на очистку от пыли, через узел подачи воздуха 2 подают в нижнюю часть корпуса 1, и по мере перемещения вверх поступает в зону запыленного воздуха 5, состоящую из суживающихся направляющих изогнутого зигзагом фильтровального полотна, что приводит к возрастанию скорости воздуха по мере его контакта с фильтрующим элементом 4, где и происходит отделение частиц пыли, после чего поток поступает в зону очищенного воздуха 6. Процесс перехода очищаемого воздуха из зоны запыленного 5 в зону очищенного 6 обусловлен внезапным расширением движущегося потока (фильтровальное полотно в зоне запыленного воздуха 5 выполнено в виде сужений, а в зоне очищенного воздуха 6 выполнено в виде расширений) и в соответствии с эффектом Джоуля-Томсона (см. например, стр.164, Лариков Н.Н., «Общая теплотехника.» М.: Стройиздат 1975. 559 с., ил.) наблюдается изменение температуры воздуха омывающего подвижную раму 8 со стороны материала 19 биметалла и теплый поток проходит через металлическую конструкцию подвижной рамы 8.The air supplied to the dust cleaning through the air supply unit 2 is fed into the lower part of the housing 1, and as it moves upward, it enters the dusty air zone 5, consisting of tapering guides of the filter cloth curved in zigzag, which leads to an increase in air velocity as it contact with the filter element 4, where the dust particles are separated, after which the flow enters the cleaned air zone 6. The process of transition of the cleaned air from the dusty zone 5 to the cleaned zone 6 is caused by a sudden expansion moving flow (the filter cloth in the dusty air zone 5 is made in the form of constrictions, and in the cleaned air zone 6 is made in the form of extensions) and in accordance with the Joule-Thomson effect (see, for example, p. 164, N. N. Larikov, “General heat engineering.” M .: Stroyizdat 1975. 559 s., Ill.) There is a change in air temperature washing the movable frame 8 from the side of the material 19 of the bimetal and a warm stream passes through the metal structure of the movable frame 8.

Выполнение подвижной рамы 8 из биметалла осуществляется таким образом, что материал 19 (например, алюминий с коэффициентом теплопроводности λ=204 Вт/м*°С, см. например, стр.312, Нащокин В.В., «Техническая термодинамика и теплопередача», М.: Высшая школа, 1980, 469 с., ил.) со стороны подачи воздуха имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала 20, (например латуни λ=85 Вт/м*°С, см. там же) со стороны отвода воздуха из корпуса 1 фильтра, что приводит к более быстрому прогреву материала 19, за счет поступления тепла от движущегося потока очищенного воздуха и более медленному охлаждению материала 20, омываемого воздухом контактирующим с окружающей корпус 1 фильтра средой. В результате на границе материалов 19 и 20 биметалла подвижной рамы 8 возникает максимально возможное значение температурного градиента для условий эксплуатации фильтра очистки воздуха от пыли, а это, как известно, приводит к появлению термовибрации (см., например, Дмитриев В.П., «Биметаллы», Пермь, 1990, 387 с., ил.). От подвижной рамы 8 вибрационное воздействие передается на фильтровальное полотно и частицы пыли, имеющие геометрический размер превышающий размер пор фильтрующего элемента 4, не залипают на поверхности полотна и не забивают его поры (как это наблюдается в прототипе и известных технических решениях), а стряхиваются в поддон для сбора пыли. В результате, при длительной эксплуатации поддерживается эффективная и надежная очистка воздуха от пыли и кроме того, даже частичное устранение вероятности залипания частиц пыли на фильтровальном полотне, то есть забивание ее пор и соответственно уменьшение полезной поверхности в процессе очистки воздуха от пыли, что позволяет снизить энергозатраты на работу вентилятора как из-за отсутствия возрастания аэродинамического сопротивления в процессе эксплуатации фильтрующего элемента 4, так и в результате появившейся возможности пропускания большего объема воздуха на очистку от пыли до проведения необходимой технологической регенерации.The movable frame 8 is made of bimetal in such a way that the material 19 (for example, aluminum with a thermal conductivity coefficient λ = 204 W / m * ° C, see, for example, p. 312, V.V. Nashchokin, “Technical thermodynamics and heat transfer” , M .: Higher school, 1980, 469 pp., Ill.) On the air supply side, the coefficient of thermal conductivity is 2.0-2.5 times higher than the coefficient of thermal conductivity of material 20, (for example, brass λ = 85 W / m * ° C, see ibid.) From the side of the air outlet from the filter housing 1, which leads to a more rapid heating of the material 19, due to heat and from a moving flow of purified air, and a slow cooling of the material 20, the air flows in contact with the surrounding casing 1 of the filter medium. As a result, at the border of the materials 19 and 20 of the bimetal of the movable frame 8, the maximum possible temperature gradient arises for the operating conditions of the dust filter, and, as is known, this leads to the appearance of thermal vibration (see, for example, V. Dmitriev, “ Bimetals ”, Perm, 1990, 387 pp., Ill.). From the movable frame 8, the vibration effect is transmitted to the filter cloth and dust particles having a geometrical size exceeding the pore size of the filter element 4 do not stick on the surface of the cloth and do not clog its pores (as is observed in the prototype and known technical solutions), but are shaken off into the pan for collecting dust. As a result, during long-term operation, an effective and reliable cleaning of air from dust is supported, and in addition, even a partial elimination of the probability of dust particles sticking on the filter cloth, i.e. clogging its pores and, accordingly, reducing the useful surface in the process of cleaning air from dust, which reduces energy costs to the fan operation both due to the absence of an increase in aerodynamic drag during operation of the filter element 4, and as a result of the possibility of skipping more air to clean from dust before the necessary technological regeneration.

Регенерацию фильтрующего элемента 4 осуществляют по мере возрастания аэродинамического сопротивления фильтра. Ручным 12 или электромагнитным приводом 15 приводят в движение рычажный механизм встряхивания 11, который, осуществляя колебательные движения, заставляет колебаться подвижную верхнюю раму 8, к которой посредством пружинных элементов 7 прикреплены края верхних ребер зигзага фильтровального полотна. Колебательные движения рычажного механизма 11 за счет растяжения и сокращения пружины 9, вызывают соответственно сокращение и растяжение пружинных элементов 7, соединенных как с верхней 8, так и с нижней 10 рамами, натяжение фильтровального полотна изменяется, при этом происходит деформация геометрической формы фильтрующего элемента 4, что способствует повышению степени регенерации, которая происходит и за счет вибрации, и за счет сжатия-растяжения фильтровальной ткани фильтрующего элемента. Конструкция фильтрующего элемента позволяет создать оптимальные условия натяжения фильтровального полотна с достаточно плавным их изменением за счет растяжки и сжатия пружинных элементов, что увеличивает продолжительность срока эксплуатации фильтрующего элемента за счет снижения вероятности прорыва фильтровального полотна. Выполнение фильтровального полотна и фильтрующих вставок с отбортовкой по периметру фильтрующего элемента позволяет надежно и герметично разделить зоны запыленного 5 и очищенного 6 воздуха.The regeneration of the filter element 4 is carried out as the aerodynamic resistance of the filter increases. A manual shaking mechanism 11 is driven by a manual 12 or electromagnetic drive 15, which, by oscillating movements, causes the movable upper frame 8 to oscillate, to which the edges of the upper zigzag edges of the filter sheet are attached by means of spring elements 7. Oscillatory movements of the lever mechanism 11 due to stretching and contraction of the spring 9, respectively, cause contraction and stretching of the spring elements 7 connected to both the upper 8 and lower 10 frames, the tension of the filter cloth changes, and the geometric shape of the filter element 4 is deformed, which helps to increase the degree of regeneration, which occurs due to vibration, and due to compression-tension of the filter fabric of the filter element. The design of the filter element allows you to create optimal conditions for the tension of the filter cloth with a fairly smooth change due to stretching and compression of the spring elements, which increases the duration of the filter element by reducing the likelihood of a breakthrough of the filter cloth. The implementation of the filter cloth and filter inserts flanging around the perimeter of the filter element allows you to reliably and tightly separate the dusty 5 and purified 6 air zones.

Оригинальность предложенного технического решения по повышению эксплуатационной надежности и эффективности очистки воздуха от пыли заключается в обеспечении устранения возможности забивания пор или залипания частиц пыли с геометрическими размерами превышающими размер пор на фильтровальном полотне достигается тем, что в процессе прохождения воздуха, загрязненного частицами пыли через фильтрующий элемент, он подвергается непрерывной термовибрации за счет образования температурного градиента на противоположных поверхностях подвижной рамы выполненной из биметалла таким образом, что материал биметалла со стороны подачи воздуха имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза выше, чем коэффициент теплопроводности материала биметалла со стороны отвода воздуха из корпуса фильтра.The originality of the proposed technical solution to improve the operational reliability and efficiency of dust cleaning consists in eliminating the possibility of clogging of pores or sticking of dust particles with geometrical dimensions exceeding the pore size on the filter cloth by the fact that during the passage of air contaminated with dust particles through the filter element, it undergoes continuous thermal vibration due to the formation of a temperature gradient on opposite surfaces of the slide of the bimetal frame in such a way that the bimetal material on the air supply side has a thermal conductivity coefficient of 2.0-2.5 times higher than the thermal conductivity coefficient of the bimetal material on the air outlet side of the filter housing.

Claims

A filter for cleaning air from dust, comprising a housing, a dusty air supply unit made on the side of the housing, a cleaned air exhaust assembly provided with a fan, a filter element made of a filter cloth located inside the housing, suspended in the upper part on a movable frame, which is suspended from the upper on springs parts of the body, and fixed in the lower part on a fixed frame, made by a curved zigzag and sealed with respect to the areas of dusty and purified air, the vibration regeneration unit in the form of p a particular mechanism for shaking the filter element, mounted with the possibility of oscillatory movements, characterized in that the movable frame is made of bimetal, while the material of the bimetal of the movable frame on the air supply side has a thermal conductivity coefficient of 2.0-2.5 times higher than the thermal conductivity coefficient of the material bimetal from the side of the air outlet from the filter housing.