Фильтр-влагоотделитель

 

Изобретение относится к пневматическому оборудованию и позволяет повысить эффективность очистки сжатого воздуха от жидких загрязнителей, Для этого фильтрующий элемент 11 установлен над закручивающим устройством 5 в выходном канале 3 корпуса 1 фильтра-влагоотделителя. Внутренняя поверхность фильтрующего элемента 11 обращена навстречу потоку сжатого воздуха, поступающего из резервуа ра 4 для сбора конденсата. Закручивающее устройство снабжено дополни (Л оо со 00 СХ) 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 01 0 45 08 45 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ г

Фиг 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3938882/25-26, 3960450/25-26 (22) 08.08.85, 08.10.85 (23) 08. 10 ° 85 по пп. 3 и 4 (46) 23.09.87. Бюл. № 35 (71) Симферопольское головное специальное конструкторско-технологичест кое бюро пневмооборудования Производственного объединения "Пневматика" (72) Т.В,Петрова и Л,И,Томасевич (53) 621. 928. 3 (088. 8) (56) Элементы и устройства пневмоавтоматики высокого давления. Каталог—

М., НИИИАШ, 1982, с, 4, „„SU 1338873 А1 (54) ФИЛЬТР-ВЛАГООТДЕЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к пневматическому оборудованию и позволяет повысить эффектнвность очистки сжатого воздуха от жидких загрязнителей.

Для этого фильтрующий элемент 11 установлен над закручивающим устройством 5 в выходном канале 3 корпуса 1 фильтра-влагоотделителя, Внутренняя поверхность фильтрующего элемента

11 обращена навстречу потоку сжатого воздуха, поступающего из резервуа» ра 4 для сбора конденсата. Закручивающее устройство снабжено дополни1 тельной кольцевой канавкой l4, кото— рая выполнена со стороны резервуара

4. Подаваемый во входной канал 2 корпуса 1 сжатый воздух попадает в кольцевой канал, образованный камерой корпуса 1 и кольцевой канавкой

8 закручивающего устройства, затем через отверстия, выполненные под углом 40-50 к радиусу устройства 5, и зазор 10 движется вниз по стенке резервуара 4 к отверстиям 15 устройства 5 ° Частицы влаги и твердые частицы под действием центробежных сил отбрасываются на внешние стенки доЗ3887З полнительной кольцевой канавки 14 закручивающег0 устройства, откуда вновь возвращаются на стенки резервуара 4, а очищенный поток сжатого воздуха поступает в выходной канал

3. Загрязнители, содержащиеся в сжатом воздухе, через отверстия эакручивающего устройства и зазор 10 поступают в застойную зону 13 и удаляются, Закручивающее устройство установлено относительно стенки резервуара 4 с зазором, равным половине ширины кольцевой канавки. 3 э.п.ф-лы, 5 ил, 3 табл.

Изобретение относится к области пневматического оборудования, в частности к устройствам для очистки сжа1 того воздуха от жидких и твердых загрязнителей, и может быть использовано в промышленных пневматических линиях для подготовки сжатого воздуха в различных отраслях промышленности, Целью изобретения является повышение эффективности очистки сжатого воздуха от жидких загрязнителей (устранение зависимости эффективности очистки сжатого воздуха от скорости потока, лежащей в пределах минимальной и номинальной скоростей для фильтра-влагоотделителя конкретного типоразмера, и от концентрации жидких загрязнителей в сжатом воздухе).

На фиг. 1 изображен предлагаемый фильтр-влагоотделитель, общий вид в разрезе; на фиг. 2 — эакручивающее устройство, общий вид, на фиг, 3 фильтр с дополнительной кольцевой канавкой; на фиг. 4 — закручивающее

25 устройство, разрез; на фиг, 5 — вид

А на фиг, 4, Фильтр-влагоотделитель содержит корпус 1 с входным каналом 2 и выходным каналом 3 для сжатого воздуха, жестко соединенный с резервуаром 4 для сбора конденсата. В корпусе 1 на пути гидравлической связи резервуара

4 с входным каналом 2 установлено эакручивающее устройство 5 с уплотне- 35 ниями 6 и 7. Закручивающее устройст2 во 5 выполнено в виде втулки и в верхнем торце имеет кольцевую канавку 8, сообщающуюся с резервуаром 4 через ряд тангенциальных отверстий

9, равномерно расположенных по периметру внешней цилиндрической поверхности эакручивающего устройства 5 и а выполненных под углом 40-50 к его радиусу, Закручивающее устройство 5 установлено в корпусе 1 с зазором 10 относительно стенки резервуара 4, равным половине ширины кольцевой канавки 8, В корпусе 1 укреплен металлокерамический фильтрующий элемент 11, установленный на пути гидравлической связи резервуара 4 с каналом 3 для выхода сжатого воздуха над закручивающим устройством 5. В резервуаре

4 установлена заслонка 12 для создания застойной зоны 13. Закручивающее устройство снабжено дополнительной кольцевой канавкой 14 со стороны резервуара 4. В центральной части закручивающего устройства 5 могут быть выполнены выходные отверстия 15.

Фильтр-влагоотделитель работает следующим образом.

Сжатый воздух, поданный к каналу

2 для входа сжатого воздуха (фиг.1), попадает в кольцевой канал, образованный входной камерой корпуса 1 и кольцевой канавкой 8 закручивающего устройства 5, и благодаря направляющему действию тангенциальных отверс—

1338873 тий 9 закручивающего устройства 5 приобретает вращательное движение, Пройдя через тангенциальные отверстия 9 и зазор 10, выровненный и равномерно распределенный поток сжатого воздуха, содержащий загрязнители, продолжая вращаться, под действием осевой скорости движется вниз по стенке резервуара 4 для сбора конден сата, Благодаря переходу части сжатого воздуха из внешних слоев во внутренние в результате радиального движения частиц сжатого воздуха, направленного в основном от периферии к центру, поток сжатого воздуха начинает выходить через металлокерамический фильтрующий элемент 11, где дополнительно фильтруется и далее поступает в канал 3 для выхода сжато

ro воздуха. При этом капельная влага содержащаяся в сжатом воздухе, накопившись в кольцевой канавке 8 закручивающего устройства 5, выносится в зазор 10, Вследствие экранирующего действия стенки резервуара 4 в зазоре 10 капельная влага равномерно растекается по периметру стенки резервуара 4 и под действием центробежных сил продолжает безотрывное вращательное и поступательное движение вдоль стенки резервуара 4 для сброса конденсата в застойную зону

13 фильтра-влагоотделителя, образованную заслонкой 12.

Установка закручивающего устройства позволяет дать равномерно направленное движение потоку сжатого воздуха, входящего в фильтр-влагоотделитель, снижает степень турбулизации потока, что уменьшает вероятность разбивания капель уловленной со стенки резервуара влаги и тем самым повышает эффективность очистки сжатого воздуха фильтром-влагоотделителем от жидких загрязнителей.

При движении центрального потока к отверстиям 15 (фиг ° 3) воздух испытывает все более интенсивную закрутку со стороны внешнего потока, в результате чего в зоне выхода сжатого воздуха иэ резервуара 4 через отверстия 15 закручивающего устройства

5 возникает вторичное вихревое движение. Под действием вторичного вихревого движения воздуха возникают дополнительные центробежные силы, в результате чего частицы влаги и твер дые частицы центрального потока, зах ваченные. из входящего потока, отбрасываются на внешние стенки дополнительной кольцевой канавки 14 закручивающего устройства 5 (фгп . 3), от— куда вновь возвращаются на стенки резервуара 4, а очищенный поток сжатого воздуха, пройдя отверстия 15 и металлокерамический фильтрующий

- 1p элемент 11, где дополнительно очищается от твердых частиц, поступает в выходной канал 3. При этом загрязнители, содержащнеся в сжатом воздухе, пройдя отверстия 9 закручивающего устройства 5 и зазор 10, под действием возникающих при движении сжатого воздуха центробежных сил совершают вращательное и поступательное движение вдоль стенки резервуара 4 в застойную зону 13, откуда удаляются.

Установка фильтрующего элемента над эакручивающим устройством, т.е. вверх донышком, имеет ряд преиму25 ществ, поскольку в этом случае фильтрующий элемент вынесен из зоны вихревого движения потока сжатого воздуха, чем значительно снижено его влияние на последний. Кроме того, д0 снижается возможность накопления внутри стакана фильтрующего элемента различных загрязнителей и повышается качество регенерации фильтрующего элемента обратной продувкой.

Дополнительная кольцевая канавка, выполненная в нижней части закручивающего устройства со стороны резервуара для сбора конденсата, служит границей раздела потоков сжатого воз4> духа, входящего (содержащего загрязнители) и выходящего (очищенного) из фильтра-влагоотделителя, предохраняя от прямого перетекания части неочищенного входящего потока из

45 входных в выходные отверстия закручивающего устройства.

В связи с необходимостью сохранения равенства скоростей сжатого воздуха, входящего в фильтр-влагоотделитель и выходящего иэ закручивающего устройства, ширина кольцевого канала,закручивающего устройства выбирается таким образом, чтобы при минимальных потерях энергии в нем сказывалось максимальное тормозящее действие сил. Оптимальные отношения внутреннего радиуса кольцевого канала втулки г, к внешнему радиусу кольцевого канала r составляет

1338873

Т а б и и и а 2

Ширина канав- ., 1 ки закручива-, 5 ющего устрой " ства, мм ный диаметр отверстий, влагоотделения, А.

10 3

1,5

2,5

15

85

3 5

Угол, под которым выполнены отверстия к радиусу закручивающего устройства, определен эксперимено тально и находится в пределах 40:50

25 Данные зависимости степени влагоотделения от угла отверстий закручивающего устройства приведены в табл. 3..

Таблица 3

Угол отверст ручивающеro ства, град.

Таблица 1 — 35

Степень влагоот30

85 деления, 7.

90

40

75

0,75

94

1,0

45 50

1,5

90

2,0

50

2,5

Ступенчатое выполнение кольцевого канала втулки позволяет производить очистку сжатого воздуха от жидких загрязнений без снижения эф55 фективности фильтра-влагоотделителя в любой точке диапазона скоростей, соответствующих работе фильтра-влагоотделителя определенного проходного сечения.

r, — — 0,8- 0,9, а ширина в кольцевой канавке закручивающего устройства определяется по формуле

Ъ = (1 — (0,8-0-,9)) г.

С возрастанием r принимаются ме.ньшие значения Ь.

Установка закручивающего устройства с оптимальным зазором относительно стенки резервуара для сбора конденсата, кроме обеспечения оптимального пути прохождения частицы в радиальном направлении от закручивающего устройства до внутренней стенки резервуара и дополнительного торможения потока, обеспечивает уменьшение вихреобразования из-за отрыва потока при его повороте и

Расширении, а следовательно, и более эффективное его растекание.

Оптимальный зазор S между внешней цилиндрической поверхностью закручивающего устройства и стенкой резервуара для сбора конденсата определен экспериментально и составляет

S = — Ь, 1

Данные зависимости влагоотдепения от величины зазора .приведены в табл, 1.

Эквивалентный диаметр отверстия определен экспериментально и составляет ñ1 = (0,8-:0,9) Ь.

Данные зависимости степени влагоотделения от диаметра отверстий зак— ручивающего устройства приведены в табл ° 2, Эквивалент- СтепеHb

7 13

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Фильтр-влагоотделитель, содержащий корпус с входным и выходным каналами, соединенный с ним резервуар для сбора конденсата, закручивающее устройство с уплотнениями, установленное по ходу потока между входным каналом и резервуаром, фильтрующий элемент, установленный соосно с корпусом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности очистки сжатого воздуха от жидких загрязнителей, закручивающее устройство выполнено в виде втулки с кольцевой канавкой в верхнем торце и сообщающимися с ней равномерно расположенными по периметру отверстиями, выполненными под углом

40-50О к радиусу втулки, при этом отверстия втулки сообщаются с полостью резервуара для сбора конденсата.

38873

2. Фильтр-влагоотделитель по п.1, отличающийся тем, что закручивающее устройство установлено

5 относительно стенки резервуара для сбора конденсата с зазором, равным половине ширины кольцевой канавки.

3 ° Фильтр-влагоотделитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что фильтрующий элемент установлен над закручивающим устройством в выходном канале,.

4, Фильтр-влагоотделитель по пп. 1-3, отличающийся тем, что закручивающее устройство снабжено дополнительной кольцевой канавкой со стороны резервуара для сбора конденсата.

Приоритет по пунктам:

08.10.85 по пп, 3 и 4

1338873

Составитель О.Беккер

Техред Л.Сердокова Корректор F. Рошко

Редактор О,Юрковецкая

Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4161/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4