Способ автоматической очистки фильтрующего элемента и система для его осуществления

 

Изобретение относится к разным областям науки и техники для очистки фильтрующих элементов. В изобретении обеспечивается увеличение эффективности очистки фильтрующего элемента путем исключения постепенного, сколько-нибудь заметного, его забивания, с помощью постоянной или периодической очистки последнего без нарушения режима основной очистки данным элементом какой-либо среды (газа или жидкости). Способ автоматической очистки фильтрующего элемента заключается в прочистке фильтрующего элемента по меньшей мере средой повышенного давления. В качестве прочищающей среды используют как минимум одну сконцентрированную среду, имеющую большее давление и/или скорость, чем у среды, прочищаемой фильтрующим элементом. При этом применяют отдельно или совместно с очищающей средой как минимум одну другую среду, отличную по составу и/или по состоянию от первой. Способ реализуется устройством, которое содержит по меньшей мере один трубопровод подвода очищающей среды, по меньшей мере одну опору для закрепления фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент и/или трубопровод, и/или его часть /части закреплен с возможностью изменения положения. 2 с. и 77 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к таким областям, как машиностроение, приборостроение, биотехнология, медицина, в частности к автоматической очистке фильтрующих элементов, в свою очередь очищающих газы (воздух), жидкости (топлива, масла), поступающие потребителю (двигатель внутреннего сгорания (ДВС), компрессор, ламинар и т.п.) или к их узлам, в зависимости от вида очищаемой фильтром среды.

Известен способ автоматического удаления пыли из воздухоочистителя с помощью эжектора [1].

Известна система автоматического удаления пыли из воздухоочистителя ДВС, содержащая устройство грубой очистки воздуха, снабженное пылеотсасывающим трубопроводом, конец которого заканчивается насадкой, размещенной на периферии зоны вращения вентилятора системы охлаждения ДВС [1].

Недостатком данной системы является то, что она не обеспечивает требуемого качества очистки, входящего в двигатель воздуха.

Из кн. Плановского А.Р. и др. "Процессы и аппараты химической технологии", Госхимиздат, М., 1962 г. с. 271, 267 известен способ автоматической очистки фильтрующего элемента, заключающийся в прочистке фильтрующего элемента по меньшей мере средой повышенного давления.

Из вышеуказанной книги известна система автоматической очистки фильтрующего элемента, содержащая по меньшей мере один источник создания повышенного давления среды для очистки фильтрующего элемента, по меньшей мере один трубопровод подвода очищающей среды к фильтрующему элементу.

Недостатком известного способа и технического решения является то, что данный способ и конструкция не препятствуют забиванию фильтрующего элемента, а лишь происходит его очистка, когда последний уже относительно забился; малое давление воздуха подаваемого турбокомпрессором для очистки фильтрующего элемента; падение мощности двигателя из-за периодического использования турбонаддува в целях очистки; наличие другого фильтрующего элемента, который также будет постепенно забиваться.

В изобретении обеспечивается технический результат - увеличение эффективности очистки фильтрующего элемента путем исключения постепенного, сколько-нибудь заметного, его забивания, с помощью постоянной или периодической очистки последнего без нарушения режима основной очистки данным элементом какой-либо среды (газа или жидкости).

Данный технический результат в способе автоматической очистки, заключающемся в прочистке фильтрующего элемента по меньшей мере средой повышенного давления, согласно изобретению обеспечивается за счет того, что в качестве прочищающей среды используют как минимум одну сконцентрированную среду, имеющую большее давление и/или скорость, чем у среды, прочищаемой фильтрующим элементом.

При этом система автоматической очистки фильтрующего элемента, содержащая по меньшей мере один фильтрующий элемент, по меньшей мере один источник создания повышенного давления среды для очистки фильтрующего элемента, по меньшей мере один трубопровод подвода очищающей среды к фильтрующему элементу, согласно изобретению содержит, по меньшей мере одну опору для закрепления фильтрующего элемента, причем фильтрующий элемент и/или трубопровод и/или его часть/части закреплены с возможностью изменения положения.

Также изобретение содержит по меньшей мере один трубопровод подвода отдельно и/или совместно с очищающей средой, для подвода как минимум одной другой среды, отличной по составу и/или по состоянию от очищающей.

Кроме того, воздействуют средой в виде потока, в виде струи, причем воздействуют на фильтрующий элемент с возможностью поддержания его в работе или отдельно от этого. Поток и/или фильтрующий элемент имеют возможность изменять свое положение, а средой воздействуют периодически или постоянно. Кроме того, изменяют скорость потока среды, потоку придают колебательные движения. Частоту колебаний обеспечивают равной частоте собственных колебаний фильтрующего элемента.

Среду подают как со входной стороны фильтрующего элемента, так и/или со стороны выходной.

Среду подают в виде аэрозоли, применяют быстроиспаряющуюся среду, в виде как минимум, одной струи. Среда, применяемая отдельно или совместно с очищающей, является быстроиспаряющейся.

Кроме того, осуществляют нагрев/охлаждение среды, применяемой для очистки, а также /или фильтрующего элемента.

Со стороны входа очищаемой среды в фиксирующий элемент и/или со стороны выхода очищенной среды из него расположен как минимум один ультразвуковой источник для создания ультразвуковых колебаний, частоту которых изменяют. Кроме того, фильтрующий элемент подвергают вибрации. При очистке фильтрующего элемента применяют электростатическое поле, электромагнитное, магнитное поле.

Отвод очищающей среды, участвовавшей в воздействии на фильтрующий элемент, производят с помощью по меньшей мере одного трубопровода. Также осуществляют эжекторный отвод.

Дополнительно осуществляют подачу среды в сторону входной части отводящего трубопровода. Подачу осуществляют параллельно и/или по касательной, и/или под углом к стенке фильтрующего элемента.

При очистке фильтрующего элемента обеспечивают уплотнение полости с очищенной средой.

Уплотнение осуществляют с помощью жидкой среды, причем уплотнение осуществляют, организуя замкнутое пространство, частично заполненное уплотняющей жидкостью, в котором может быть понижено давление.

Кроме того, уплотнение обеспечивается между входной и выходной частями фильтрующего элемента. Также уплотнение осуществляется с помощью как минимум двух профилированных элементов (П-образных пластин в виде колец), один из которых помещен в другой так, что при наличии в последнем жидкой среды образуется пространство, в котором может быть понижено давление.

В качестве уплотняющей жидкости применяют магнитную жидкость, дизельное топливо, масло, возможна также подача с воздушной струей какой-либо дезинфицирующей среды, например формалина. Уплотнение осуществляют с помощью как минимум одного сальника.

При использовании как минимум двух и более сальников между ними создают повышенное давление.

Движение потока очищающей среды, элемента отвода, очищающей среды, прошедшей через фильтрующий элемент, а также/или движение фильтрующего элемента осуществляют пневматически, гидравлически, механически с помощью сельсинов или по меньшей мере одного шагового двигателя.

Фильтрующий элемент закреплен на опоре, которая имеет возможность вращения. Фильтрующий элемент установлен с возможностью вращения до появления центробежных сил, действующих на загрязняющие частицы. Поток направляют перпендикулярно или под углом к стенке фильтрующего элемента, а также/или возможно изменение его направления и/или силы. Движение потока очищающей среды является круговым и/или возвратно-поступательным и/или осуществляется по копиру. Фильтрующий элемент подвергается вибрации.

В системе трубопроводы подвода и отвода очищающей среды могут совместно двигаться. Кроме того, система имеет возможность дополнительной подачи среды в сторону входной части отводящего трубопровода, параллельно и/или по касательной и/или под углом к стенке фильтрующего элемента. Среда подается из канала, сечение выходной части которого имеет форму кольца.

Также изобретение имеет систему контроля качества очистки и/или степени чистоты фильтрующего элемента, включающую датчик контроля силы и/или состава прочищающей среды, используемой при очистке фильтрующего элемента.

На фиг. 1 показана система автоматической очистки фильтрующего элемента.

Система автоматической очистки фильтрующего элемента состоит из цилиндрического фильтрующего элемента 1, закрепленного на опоре 2, имеющей возможность вращаться, а также трубопроводов 3,4 и трубопровода отвода 5 прочищающей среды. Патрубки 6, 7, 8 трубопроводов 3,4,5 закреплены на штоке 9 пневмоцилиндра (гидроцилиндра) 10, который через распределитель 11 соединен с источником создания среды повышенного давления 12 (компрессором). К напорной магистрали 13 компрессора 12 подсоединены трубопроводы 3.4. Трубопровод 5 соединен с выхлопной трубой 14 ДВС так, что в нем создается разрежение. Входная 15 и выходная 16 полости фильтрующего элемента 1 изолированы друг от друга жидкостью 17 и сальником 18. Поджимается фильтрующий элемент 1 к опоре 2 гайкой 19 через подшипник 20. Патрубок 21 соединяет герметичную полость 22 между жидкостью 17 и опорой 2 с полостью, где при работе ДВС может быть создано разрежение, в данном случае с выходной полостью 16 фильтрующего элемента 1.

При работе ДВС фильтрующий элемент 1 под действием проходящего через него воздуха или струей сжатого воздуха раскручивается вместе с опорой 2, при этом компрессор 12 подает сжатый воздух через трубопроводы 3, 4 к патрубкам 6, 7 а также через распределитель 11 и в пневмоцилиндр 12. Распределитель 11 обеспечивает непрерывное возвратно-поступательное движение штока 9. Воздух, выходя из патрубка 3 под повышенным давлением, проходит сквозь тело фильтрующего элемента 1, захватывая с собой частицы пыли и попадает в патрубок 8 отводящего трубопровода 5, где и отсасывается. Поток, выходящий из патрубка 7, сдувает частицы пыли, находящиеся и появляющиеся на поверхности фильтрующего элемента 1, к входному отверстию отводящего патрубка 8. Создание разрежения в полости 22 будет препятствовать потере жидкости 17 в связи с имеющейся разностью давлений в полостях 15 и 16.

Формула изобретения

1. Способ автоматической очистки фильтрующего элемента, заключающийся в прочистке фильтрующего элемента по меньшей мере средой повышенного давления, отличающийся тем, что в качестве прочищающей среды используют как минимум одну сконцентрированную среду, имеющую большее давление и/или скорость, чем у среды, прочищаемой фильтрующим элементом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что применяют отдельно или совместно с очищающей средой как минимум одну другую среду, отличную по составу и/или по состоянию от первой.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что воздействуют средой в виде потока.

4. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что воздействуют средой в виде струи.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воздействуют на фильтрующий элемент с возможностью поддержания его в работе или отдельно от этого.

6. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что поток и/или фильтрующий элемент имеют возможность изменять свое положение.

7. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что средой действуют периодически или постоянно.

8. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что изменяют скорость потока среды.

9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что потоку придают колебательные движения.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что обеспечивают частоту колебаний потока равной частоте собственных колебаний фильтрующего элемента.

11. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что среду подают, как со входной стороны фильтрующего элемента, так и/или со стороны выходной.

12. Способ по пп. 1, 2, 11, отличающийся тем, что среду подают в виде аэрозоли.

13. Способ по пп.1, 2, 11, отличающийся тем, что применяют быстроиспаряющуюся среду.

14. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что осуществляют нагрев/охлаждение среды применяемой для очистки, а также /или фильтрующего элемента.

15. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что со стороны входа очищаемой среды в фильтрующий элемент и/или со стороны выхода очищенной среды из него, воздействуют ультразвуковыми колебаниями.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что изменяют частоту ультразвуковых колебаний.

17. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что фильтрующий элемент подвергают вибрации.

18. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при очистке фильтрующего элемента применяют электростатическое поле.

19. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при очистке фильтрующего элемента применяют электромагнитное/магнитное поле.

20. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что производят отвод очищающей среды, участвовавшей в воздействии на фильтрующий элемент.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что отвод очищающей среды производят с помощью по меньшей мере одного трубопровода.

22. Способ по п.20, отличающийся тем, что применяют эжекторный отвод.

23. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют подачу среды в сторону входной части отводящего трубопровода.

24. Способ по п.23, отличающийся тем, что подачу осуществляют параллельно и/или по касательной и/или под углом к стенке фильтрующего элемента.

25. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что обеспечивают уплотнение полости с очищенной средой.

26. Способ по п.25, отличающийся тем, что уплотнение осуществляют с помощью жидкой среды.

27. Способ по пп.25 и 26, отличающийся тем, что уплотнение осуществляют, организуя замкнутое пространство, частично заполненное уплотняющей жидкостью, в котором может быть понижено давление.

28. Способ по пп. 1, 2, 26 и 27, отличающийся тем, что применяют магнитную жидкость.

29. Способ по пп. 1, 2, 26 и 27, отличающийся тем, что применяют дизельное топливо, 30. Способ по пп.1, 2, 26 и 27, отличающийся тем, что применяют масло.

31. Способ автоматической очистки фильтрующего элемента по пп.1, 2, 26 и 27, отличающийся тем, что применяют дезинфецирующую среду.

32. Способ по пп.1, 2, 26 и 27, отличающийся тем, что применяют формалин.

33. Способ по п.25, отличающийся тем, что уплотнение осуществляют с помощью как минимум одного сальника.

34. Способ по пп.25, 33, отличающийся тем, что при уплотнении с помощью как минимум двух сальников между ними создают повышенное давление.

35. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что движение потока очищающей среды, трубопровода отвода очищающей среды, прошедшей через фильтрующий элемент, а также/или движение фильтрующего элемента осуществляют пневматически.

36. Способ по п. 35, отличающийся тем, что движение осуществляют гидравлически.

37. Способ по п.35, отличающийся тем, что движение осуществляют механически.

38. Способ по п.35, отличающийся тем, что движение осуществляют с помощью сельсинов.

39. Способ по п.35, отличающийся тем, что движение осуществляют с помощью по меньшей мере одного шагового двигателя.

40. Система автоматической очистки фильтрующего элемента, содержащая по меньшей мере один фильтрующий элемент, по меньшей мере один источник создания повышенного давления среды для очистки фильтрующего элемента, по меньшей мере один трубопровод подвода очищающей среды к фильтрующему элементу, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере одну опору для закрепления фильтрующего элемента, причем фильтрующий элемент, и/или трубопровод, и/или его часть закреплен с возможностью изменения положения.

41. Система по п.40, отличающаяся тем, что содержит по меньшей мере один трубопровод подвода отдельно и/или совместно с очищающей средой, как минимум одной среды, отличной по составу и/или по состоянию от очищающей.

42. Система по п.40, отличающаяся тем, что опора имеет возможность вращаться.

43. Система по п. 40, отличающаяся тем, что фильтрующий элемент установлен с возможностью вращения, до появления центробежных сил, действующих на загрязняющие частицы.

44. Система по пп.40 и 41, отличающаяся тем, что поток направлен перпендикулярно или под углом к стенке фильтрующего элемента, а также/или возможно изменение его направления и/или силы.

45. Система по п.44, отличающаяся тем, что потоку придают колебательные движения.

46. Система по п.45, отличающаяся тем, что частота колебаний потока равна частоте собственных колебаний фильтрующего элемента.

47. Система по п. 44, отличающаяся тем, что движение потока очищающей среды является круговым и/или возвратно-поступательным и/или осуществляется по копиру.

48. Система по пп.40 и 41, отличающаяся тем, что среда подается, как со стороны входной полости фильтрующего элемента, так и /или со стороны выходной.

49. Система по пп.40 и 41, отличающаяся тем, что среда подается в виде аэрозоли.

50. Система по пп.40 и 41, отличающаяся тем, что среда подается в виде как минимум одной струи.

51. Система по пп.40, 41, 49 и 50, отличающаяся тем, что среда, применяемая отдельно или совместно с очищающей, является быстроиспаряющейся.

52. Система по пп.40, 41, 49, 50 и 51, отличающаяся тем, что осуществляется нагрев/охлаждение среды применяемой для очистки, а также/или фильтрующего элемента.

53. Система по пп.40 и 41, отличающаяся тем, что со стороны входа очищаемой среды в фильтрующий элемент и/или со стороны выхода очищенной среды из него расположен как минимум один источник ультразвуковых колебаний.

54. Система по п.53, отличающаяся тем, что возможно изменение частоты ультразвуковых колебаний.

55. Система по пп. 40, 43, отличающаяся тем, что фильтрующий элемент подвергается вибрации.

56. Система по пп.40 и 41, отличающаяся тем, что возможно создание электростатического поля.

57. Система по пп. 40 и 41, отличающаяся тем, что возможно применение электромагнитного/магнитного поля.

58. Система по пп.40 и 41, отличающаяся тем, что содержит также по меньшей мере один трубопровод отвода очищаемой среды, прошедшей через фильтрующий элемент.

59. Система по п.58, отличающаяся тем, что трубопроводы подвода и отвода очищающей среды могут совместно двигаться.

60. Система по п. 58, отличающаяся тем, что отвод загрязняющих частиц является эжекторным.

61. Система по пп.41, 58, отличающаяся тем, что выполнена с возможностью дополнительной подачи среды в сторону входной части отводящего трубопровода, параллельно и/или по касательной и/или под углом к стенке фильтрующего элемента.

62. Система по п.61, отличающаяся тем, что среда подается из канала, сечение выходной части которого имеет форму кольца.

63. Система по пп.41 и 42, отличающаяся тем, что обеспечивается уплотнение между входной и выходной частями фильтрующего элемента.

64. Система по п.63, отличающаяся тем, что уплотнение осуществляется жидкой средой.

65. Система по пп.63 и 64, отличающаяся тем, что уплотнение осуществляется с помощью как минимум двух профилированных элементов, один из которых помещен в другой так, что при наличии в последнем жидкой среды образуется пространство, в котором может быть понижено давление.

66. Система по пп. 40, 41, 48, 49, 50, 64 и 65, отличающаяся тем, что применяют магнитную жидкость.

67. Система по пп.63 и 64, отличающаяся тем, что уплотнение происходит с помощью дизельного топлива.

68. Система по пп.63 и 64, отличающаяся тем, что уплотнение происходит с помощью масла.

69. Система по пп. 40, 41, 48, 49, 50, 64 и 65, отличающаяся тем, что применяют дезинфецирующую среду.

70. Система по п.69, отличающаяся тем, что средой является формалин.

71. Система по п.63, отличающаяся тем, что уплотнение осуществляется с помощью как минимум одного сальника.

72. Система по пп.63, 71, отличающаяся тем, что выполняют уплотнение с помощью как минимум двух сальников с возможностью создания между ними повышенного давления.

73. Система по пп.40, 41, 44, 45, 47, 59, отличающаяся тем, что движение потока очищающей среды и/или элемента отвода очищающей среды, прошедшей через фильтрующий элемент, а также/или движение фильтрующего элемента осуществляют механически.

74. Система по п.73, отличающаяся тем, что движение осуществляется пневматически.

75. Система по п.73, отличающаяся тем, что движение осуществляется гидравлически.

76. Система по пп.73 - 75, отличающаяся тем, что движение осуществляют с помощью сельсинов.

77. Система по пп.73 - 75, отличающаяся тем, что движение осуществляется с помощью по крайней мере одного шагового двигателя.

78. Система по пп.40 и 41, отличающаяся тем, что имеет систему контроля качества очистки и/или степени чистоты фильтрующего элемента.

79. Система по пп.40, 41, 78, отличающаяся тем, что имеется датчик контроля силы и/или состава прочищающей среды, используемой при очистке фильтрующего элемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1