Каркас фильтровального мешка - RU2320396C2
Код документа: RU2320396C2
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится к фильтру и каркасу фильтровального мешка, в частности, к фильтру и каркасу, предназначенным для использования в различных отраслях промышленности.
Фильтры получили широкое промышленное применение и эффективно используются в различных отраслях промышленности. Обычно фильтры предполагают использование фильтрующего материала, для которого в зависимости от его структуры может или не может быть необходимым наличие несущей (опорной) конструкции. Например, фильтры, изготовленные из тканых или нетканых текстильных материалов, часто поддерживаются с помощью проволочных каркасов. Фильтры могут иметь различную форму. Например, в патентном документе - полезной модели Германии G 9409704.6, включенном в данное описание в качестве ссылки на этот документ, раскрыт фильтровальный мешок, сечение которого имеет форму звезды. Кроме того, там же описана несущая конструкция в виде звезды, которая поддерживает фильтрующий материал. Несущая конструкция обычно выполнена из проволоки, изготовленной из металла или другого подходящего материала. Фильтр предназначен для отделения частиц вещества от газового потока, проходящего извне внутрь фильтра с осаждением частиц на внутренней поверхности фильтра.
Частицы затем накапливают в бункере, расположенном в основании фильтровального аппарата. За счет формы, которую придают материалу фильтра, обеспечивается увеличение площади поверхности фильтрации по сравнению с площадью поверхности известных цилиндрических фильтровальных мешков.
Усовершенствования, касающиеся конструкции таких фильтров, можно найти в патенте США №5951726, описание которого включено в данную заявку в качестве ссылки. В указанном патентном документе раскрыто выполнение модульного каркаса мешочного фильтра. Как отмечено в патенте, такие фильтры и их опорные элементы могут иметь относительно большую длину (а именно, длину 6-9 м или более) в зависимости от конкретного использования. Поэтому, в то время как сам материал фильтра можно сложить с целью транспортировки или хранения материала и т.п., то каркас, если он имеет жесткую структуру, такого преимущества не имеет. В то же время выполнение каркаса модульной конструкции обеспечивает удобство хранения и транспортировки, а также быстроту и легкость сборки на месте.
В определенных случаях использования, в особенности, в силовых энергетических установках используют фильтрующий материал, внутренняя поверхность которого покрыта вспененным материалом, не контактирующим с какой-либо опорной структурой. Такие фильтры используют при отделении твердых частиц от газа, например, в процессе фильтрации дымового газа. Обычно эти фильтры имеют цилиндрическую форму и используются без каркасов, поток газа подводится в них к внутренней поверхности и выходит с внешней стороны при открытом торце фильтра внизу и закрытом торце вверху. Фильтр подвергают встряхиванию для удаления с его поверхности пыли, которая осаждается на внутренней поверхности фильтра и тем самым улавливается.
Поскольку описанные фильтры используют на крупных предприятиях, их эффективность имеет большое значение и оказывает значительное влияние на эксплуатационные расходы. Соответственно, существует необходимость и желание улучшить работу таких фильтров, избегая в то же время необходимости модифицировать конструкцию пылеуловительной камеры, в которой эти фильтры установлены.
В связи с изложенным, основной задачей данного изобретения является обеспечение фильтра с повышенной эффективностью работы.
Другая задача изобретения состоит в создании фильтра, обеспечивающего повышенную эффективность без необходимости модифицировать конструкцию пылеуловительной камеры, в которой установлен этот фильтр.
Еще одна задача данного изобретения заключается в получении фильтра, позволяющего увеличить рабочую производительность при более низкой эксплуатационной стоимости.
Следующая задача изобретения состоит в создании фильтра, который является универсальным и может быть выполнен в виде модульной конструкции.
Решение этих и других задач и обеспечение указанных преимуществ достигается с помощью настоящего изобретения. Согласно изобретению предлагаемый мешочный фильтр в сборе содержит каркас фильтровального мешка в совокупности с соответствующим фильтром. Сборная конструкция фильтра предназначена для использования в фильтровальных установках или в аппаратах для улавливания загрязнений. В установке размещено большое количество фильтров, обычно расположенных бок о бок и проходящих снизу вверх от входного патрубка или патрубков, через которые осуществляют подачу фильтруемого газового потока. Верх сборного фильтра как правило закрыт так, что газ фильтруется внутри фильтровального мешка с осаждением частиц на его внутренней поверхности. Фильтровальный мешок по внешнему периметру имеет большое количество складок (гофр). Величина периметра по существу такая же, как и у используемых до сих пор цилиндрических фильтров, а выполнение фильтра обеспечивает удобство его замены. Фильтровальный мешок снабжен каркасом, изготовленным из металлической проволоки. Каркас включает большое количество проволок (отрезков проволоки), протянутых в продольном направлении и при этом направленных радиально внутрь таким образом, что они располагаются внутри сгибов гофр. Каркас служит для поддерживания материала фильтра, включая, в особенности, сохранение гофрированной конфигурации материала. Благодаря гофрам поверхность фильтрации значительно увеличивается. Это позволяет повысить рабочую производительность фильтра.
Кроме того, каркас может иметь модульную конструкцию, такую, как описана в вышеупомянутом патенте США.
Другие задачи и преимущества данного изобретения будут понятными из нижеследующего описания и приложенных фигур чертежей, на которых:
Фиг.1 - иллюстрация типичного примера использования мешочного фильтра, который может включать фильтровальные мешки в соответствии с аналогом или сборные конструкции фильтра в соответствии с настоящим изобретением, вид сбоку в разрезе.
Фиг.2 - каркас для фильтровального мешка, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, вид сбоку.
Фиг.3 - фильтровальный мешок, соответствующий настоящему изобретению, вид сбоку.
Фиг.4A-4D - общая иллюстрация фильтровального мешка, воплощающего идеи данного изобретения.
Фиг.5 - сборная конструкция мешочного фильтра согласно изобретению, вид в перспективе.
Фиг.6 - верхняя часть сборной конструкции мешочного фильтра, выполненной в соответствии с изобретением, вид в перспективе.
Фиг.7 - нижняя часть сборной конструкции мешочного фильтра, соответствующей настоящему изобретению, вид в перспективе.
Мешочный фильтр в сборе выполнен согласно настоящему изобретению, показан на представленных чертежах, предназначен для широкого использования в промышленном масштабе. В целях иллюстрации фиг.1 отображает, в частности, один из случаев такого использования. На фиг.1 показан аппарат для улавливания загрязнений 10, в котором размещено большое количество мешочных фильтров 12. Фильтруемый поток газа с загрязняющими частицами подводится в аппарат через входной патрубок 14 и поступает во внутренний объем 16 мешочных фильтров 12. Верх 18 мешочных фильтров 12 закрыт крышкой или заглушен, при этом мешочный фильтр подсоединен к встряхивающему устройству, условно обозначенному позицией 20. Поток газа проходит через внутреннюю поверхность мешочного фильтра 12 к его внешней поверхности, в результате чего твердые частицы осаждаются на внутренней поверхности мешка, после чего благодаря встряхиванию, пульсационному воздействию, прогибам мешка и т.п., производимым посредством встряхивающего устройства 20, осажденные частицы падают вниз в бункер 22, который опорожняется с помощью механического очищающего элемента 24. Фильтруемый газ, проходящий к внешней поверхности фильтровального мешка, направляется к выходному патрубку 26 и затем отводится наружу.
Изобретение далее поясняется с помощью фиг.2-7, на которых одинаковые элементы обозначены одними и теми же номерами позиций. Фильтр в сборе 100 включает в себя фильтровальный мешок 102 и поддерживающий каркас 104. Фильтровальный мешок 102 изготовлен из ткани, предпочтительно, текстильной (но может быть использовано и нетканое полотно), из многослойной ткани или из ткани, покрытой вспененным или полимерным или металлическим материалом, имеющим высокую или низкую температуру плавления в зависимости от конкретного случая применения, причем дополнительно к ткани может быть затем прикреплен слой волокнистого иглопробивного войлока. Мешок 102 выполнен цилиндрическим с открытым торцом 106, прижатым к входному патрубку 108 подачи фильтруемого газа. Противоположный торец 110 мешка закрыт и закреплен вокруг торцевой крышки 112. Каждый из торцов 106, 110 снабжен манжетой (обручем) 114 из ткани, диаметр которой достаточен для внешнего охвата манжетой входного патрубка 108 и торцевой крышки 112. Между манжетами 114 заключено большое количество гофр 116. Эти гофры 116 увеличивают площадь поверхности фильтровального мешка 102, (полезно) используемой для процесса фильтрации. Мешок 102 может иметь различную форму поверхности, такую, например, как показана на фигурах от 4А до 4D. В частности, как показано на фиг.4А, мешок может иметь Х-образную форму сечения 118. В качестве альтернативы мешок может иметь форму 120 наподобие треугольной, как это показано на фиг.4В. Возможно выполнение профиля мешка в виде (многолучевой) звезды 122 с большим количеством гофр (лучей) 116, а именно, шесть гофр в соответствии с фиг.4С или семь, как показано на фиг.4D. Поток газа направлен так, что он проходит изнутри мешка наружу. Фильтр снабжен несущим каркасом 104, конфигурация которого определяется конфигурацией фильтровального мешка 102. Каркас 104 может быть изготовлен из металлической проволоки 124 и может иметь модульную конструкцию, как указано и в вышеупомянутом патенте. Проволоки 124 расположены с внешней стороны мешка 102 внутри гофр 116 и служат для сохранения формы мешка 102. Проволоки 124 расположены друг от друга на большем расстоянии в зоне нахождения манжеты 114, на верхнем и нижнем концах фильтровального мешка 102, и загнуты в направлении внутрь у поверхности с гофрами 116.
Проволоки 124 могут быть прикреплены с каждого конца к опорному элементу 126. В качестве альтернативного решения они могут быть прижаты или присоединены шарнирно (или крюками) к торцевой крышке 112 или входному патрубку 108, или же прикреплены каким-либо иным способом, подходящим для этой цели. Внутренний диаметр, определяемый местоположением проволок 124, выбирают таким, чтобы его величина соответствовала конкретному случаю использования. Манжета или манжеты 128 могут охватывать фильтровальный мешок снаружи, располагаясь по всей его длине. Торцевая крышка 112 может быть присоединена к устройству 20, обеспечивающему периодическое встряхивание сборной конструкции фильтра 12 с тем, чтобы стряхнуть частицы, осажденные на внутренней поверхности мешка 102. Мешок 102 может быть соответствующим образом натянут вплоть до места его фиксации, чему не мешает каркас 104.
Увеличение поверхности фильтрации оказывает основное положительное влияние на работу фильтра. Оно позволяет снизить эксплуатационные расходы (меньше электрическая мощность вентилятора); уменьшить перепад давления (больше проходное рабочее отверстие), увеличить величину производительности по дымовым газам; компенсировать более высокую входную температуру за счет дополнительной подачи (подмешивания) подходящего по температуре (охлаждающего) воздуха без нарушения соотношения между общей подачей воздуха и величиной поверхности фильтра.
Таким образом, посредством настоящего изобретения реализуются его задачи и преимущества, и хотя выше было раскрыто и подробно описано предпочтительное воплощение изобретения, объем изобретения в связи с этим не следует ограничивать; точнее объем притязаний изобретения определяется совокупностью признаков, изложенных в приложенных пунктах формулы изобретения.
Реферат
Изобретение относится к конструкции мешочного фильтра с каркасом для отделения частиц от потока газа и может найти применение в различных отраслях промышленности. Сборная конструкция фильтра включает удлиненный фильтровальный мешок, изготовленный из ткани с большим количеством гофр, проходящих между его концами, и опорный каркас, состоящий из большого количества проволок, размещенных с внешней стороны мешка и имеющих участки, расположенные в гофрах. Технический результат - повышение эффективности, производительности, снижение эксплуатационной стоимости. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.
