Способ и устройство для очистки фильтра
Способ и устройство предназначены для сборки и очистки фильтра, используемого, например, для удаления пыли из воздуха. Устройство содержит контейнер, в котором может быть создано давление газа. Стенка контейнера имеет первое отверстие, через которое в контейнер проходит выпускная трубка, снабженная на своем конце круговым седлом клапана, и второе отверстие, через которое в контейнер проходит кожух клапанного элемента. Клапанный элемент, по меньшей мере, вблизи седла клапана имеет цилиндрическую форму, а седло клапана соединено с кожухом. Изобретение обеспечивает снижение гидравлических потерь. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к устройству для очистки фильтра, содержащему контейнер, в котором может быть создано давление газа и стенка которого имеет первое отверстие, через которое в контейнер проходит выпускная трубка, снабженная на своем конце круговым седлом клапана, и второе отверстие, через которое в контейнер проходит кожух клапанного элемента, причем клапанный элемент по меньшей мере вблизи указанного седла имеет цилиндрическую форму и выполнен с возможностью прилегания к седлу клапана своей круговой кромкой.
Устройство такого типа описано в международной публикации WO-A-93/01433. Оно предназначено для очистки фильтра, используемого, например, для удаления пыли из воздуха, и действует путем пропускания воздуха через этот фильтр в течение короткого периода времени в направлении, противоположном направлению потока очищаемого воздуха. В течение этого короткого периода времени скорость воздуха настолько велика, что здесь применимо выражение “газовая волна”, благодаря чему пыль выдувается из фильтра.
Газовую волну обеспечивают путем пропускания газа из контейнера в фильтр через выпускную трубку, причем в контейнере имеется клапан, открывающий сообщение между контейнером и выпускной трубкой. В связи с этим важно, чтобы проход между контейнером и выпускной трубкой, создаваемый клапаном, имел максимальный размер, благодаря чему газ будет встречать незначительное сопротивление с обеспечением его протекания к фильтру в виде относительно сильной газовой волны.
Чтобы обеспечить это, выпускная трубка на своем конце, входящем в контейнер, снабжена круговым седлом клапана, которое закрывается клапанным элементом, имеющим вблизи указанного седла по существу цилиндрическую форму. В результате этого максимальный приток газа в выпускную трубку возможен тогда, когда клапан открыт. Если, например, в качестве клапанного элемента используется мембрана, то для притока газа будет доступно меньшее пространство. Кроме того, для обеспечения возможности присоединения мембраны кожух клапанного элемента должен близко подходить к седлу клапана, что также может препятствовать притоку газа.
Чтобы обеспечить необходимое уплотнительное действие при использовании цилиндрического клапанного элемента, который должен сопрягаться с круговым седлом клапана, положение этого элемента по отношению к указанному седлу при нахождении клапана в закрытом положении должно быть точно обусловлено. В устройстве, описанном в указанной публикации WO-A-93/01433, это достигается благодаря установке в кожухе клапанного элемента, направляемого в этом кожухе, с достаточным зазором, так что данный элемент может совершать небольшое колебательное движение для того, чтобы герметично опускаться на седло клапана.
Целью изобретения является создание устройства, в котором газ испытывает малое сопротивление при своем прохождении через клапан и в котором обеспечивается надежное уплотнительное действие клапана.
Для достижения этой цели седло клапана соединено с кожухом, в котором находится клапанный элемент, так что седло клапана всегда занимает фиксированное положение по отношению к кожуху. Если клапанный элемент направляется в кожухе правильно, то в данном случае этот элемент всегда занимает заранее определенное положение по отношению к седлу клапана.
В предпочтительном случае диаметр цилиндрической части клапанного элемента меньше внешнего диаметра седла клапана, так что при открытии клапана образуется щель наиболее выгодной кольцеобразной формы, открытая со всех сторон для свободного доступа газа.
В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения седло клапана отнесено от второго отверстия внутри контейнера на некоторое расстояние, предпочтительно на расстояние, составляющее больше 10 мм, более предпочтительно - больше 15 мм, и еще более предпочтительно - больше 20 мм. Если седло клапана отнесено от второго отверстия на довольно большое расстояние внутри контейнера, то газ может течь к седлу клапана со всех направлений.
Выражение "внутри контейнера" означает внутри замкнутой со всех сторон поверхности, на которую по существу опирается вся внутренняя стенка контейнера. В случае цилиндрического контейнера эта поверхность является цилиндрической поверхностью, которая составляет большую часть внутренней стенки контейнера.
В предпочтительном случае клапанный элемент при нахождении клапана в полностью открытом положении проходит в контейнер, так что вся кольцевая щель между клапанным элементом и седлом клапана расположена также внутри контейнера. В результате такой конструкции газ при нахождении клапана в открытом положении может течь в выпускную трубку через седло клапана наиболее благоприятным образом.
В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения между кожухом и седлом клапана имеются соединительные средства, которые оставляют более 50%, а предпочтительнее более 75%, пространства в радиальной плоскости, окружающей седло клапана, свободным для течения газа к выпускной трубке. Предпочтительно соединительные средства состоят из некоторого количества соединительных элементов, например из трех соединительных элементов, которые распределены равномерно вокруг седла клапана.
В одном предпочтительном варианте выполнения изобретения клапанный элемент соединен с мембраной, прикрепленной к кожуху по всему периметру. Благодаря этому клапанный элемент направляется мембраной по правильной траектории, причем перемещение этого элемента может осуществляться за счет разницы давлений газа на различных сторонах мембраны. Предпочтительно клапанный элемент и мембрана выполнены за одно целое из одного материала. В связи с этим клапанный элемент предпочтительно выполнен по существу цилиндрическим.
В одном предпочтительном варианте выполнения цилиндрическая часть клапанного элемента скошена в том месте, где он опирается на седло клапана, так что контактная поверхность в зоне круговой линии контакта клапанного элемента с указанным седлом является конической поверхностью. Это способствует обеспечению хорошего втекания газа в выпускную трубку, а также надлежащего уплотнительного действия между клапанным элементом и седлом клапана.
В предпочтительном случае диаметр круговой линии контакта седла клапана с клапанным элементом равен внутреннему диаметру выпускной трубки или превышает его, предпочтительно более чем на 10%.
В предпочтительном случае седло клапана прикреплено к выпускной трубке посредством резьбового соединения. Каждый из элементов, и выпускная трубка, и кожух, может иметь фланец, опирающийся на внешнюю стенку контейнера, причем эти фланцы превышают по размеру соответственно первое и второе отверстия и притягиваются по направлению друг к другу в результате взаимного свинчивания, с одной стороны, выпускной трубки и, с другой стороны, седла клапана, прикрепленного к кожуху. На практике это обеспечивает простой и приемлемый способ установки клапана в контейнере.
Кроме того, изобретение относится к способу сборки устройства для очистки фильтра, содержащего контейнер, в котором может быть создано давление газа и стенка которого имеет первое отверстие, через которое в контейнер пропускают выпускную трубку, снабженную на своем конце круговым седлом клапана, и второе отверстие, через которое в контейнер пропускают кожух клапанного элемента, имеющего цилиндрическую форму по меньшей мере вблизи седла клапана, причем седло клапана, прикрепленное к кожуху, присоединяют к одному концу выпускной трубки.
Дополнительные аспекты изобретения, которые можно использовать как по отдельности, так и в сочетании друг с другом, изложены в описании чертежей и определены в формуле изобретения.
Для более полного объяснения изобретения ниже со ссылкой на чертежи описан примерный вариант выполнения устройства для очистки фильтра.
Фиг.1 изображает вид устройства сбоку;
фиг.2 изображает вид устройства сверху;
фиг.3 изображает вид устройства снизу;
фиг.4 изображает вид в разрезе по линии IV-IV на фиг.1;
фиг.5 изображает вид устройства сбоку;
фиг.6 изображает в аксонометрии часть устройства; и
фиг.7-9 изображают сопряжение между клапанным элементом и седлом клапана.
Чертежи представляют собой схематические изображения указанного варианта выполнения изобретения.
Фиг.1 изображает вид сбоку цилиндрического или трубчатого контейнера 1, который с каждого конца закрыт торцевой пластиной 2, имеющей отверстия 3 для крепления этого устройства. Кроме того, в пластинах 2 имеется проход 4, который может быть соединен с подводящей трубкой для подачи газа в контейнер 1, так что в контейнере может быть создано давление газа.
Две пластины 2 соединены вместе посредством четырех стяжек 5, проходящих через осевые отверстия в стенке 17 контейнера 1. Пластины 2 также могут быть прикреплены к цилиндрической части контейнера 1 посредством болтов.
Как показано на фиг.1 и 3, на нижней стороне контейнера имеются четыре выпускных трубки 6, 7, 8, 9, проходящих в контейнер 1 через соответствующие отверстия. Выпускная трубка 6 снабжена зажимом 10 для соединения с другой трубкой (не показана). Выпускная трубка 7 такого же типа, но на ней отсутствует зажим 10. Выпускная трубка 8 имеет цилиндрическую внешнюю поверхность, так что к ней может быть прикреплен гибкий шланг (не показан) посредством зажима для шланга. Выпускная трубка 9 имеет наружную резьбу, к которой посредством резьбового соединения может быть присоединена трубка (не показана).
К каждой выпускной трубке 6, 7, 8, 9 приварен фланец 11, который опирается на стенку 17 контейнера 1 через уплотнительное кольцо 12 (см. фиг.4).
Как показано на фиг.4, в стенке 17 контейнера 1 непосредственно напротив каждого отверстия для прохождения выпускной трубки 6, 7, 8, 9 имеется отверстие, через которое проходит кожух 13 клапанного элемента 14. Кожух 13 имеет фланец 15, прилегающий к стенке 17 контейнера 1, при этом уплотнительное кольцо 16 обеспечивает соответствующее газонепроницаемое уплотнение между кожухом 13 и стенкой 17 контейнера 1.
Цилиндрический клапанный элемент 14 за одно целое соединен с мембраной 18 и установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении посредством электромагнитного привода 20, вследствие чего давление газа над мембраной 18 может изменяться. Этот привод установлен над крышкой 19 клапана, которая составляет часть кожуха 13. Мембрана 18 зажата между крышкой 19 и остальной частью кожуха 13. Можно также использовать удаленный привод и подсоединить его к клапану через газовую трубку, так что этот клапан будет открываться и закрываться вследствие изменения давления в газовой трубке.
При нахождении клапана в закрытом положении элемент 14 плотно прилегает к круговому седлу 21 клапана, присоединенному к выпускной трубке 9 по резьбе. Седло 21 прикреплено к кожуху 13 тремя соединительными элементами 22, один из которых показан на фиг.5.
Клапан устанавливают в контейнере 1 таким образом, что фланцы 11 и 15 притягиваются по направлению друг к другу, когда выпускную трубку 9 и седло 21 свинчивают вместе, вызывая плотное прилегание этих фланцев к стенке 17 контейнера 1.
Фиг.5 изображает вид устройства сбоку, где представленное устройство изображено на полу 24 у стены 23, к которым оно прикреплено болтами (не показаны), проходящими через отверстия 3. Пластины 2 выполнены таким образом, что они могут быть прикреплены к полу и/или к стене.
Фиг.6 изображает пластину 2 в аксонометрии, где стяжки 5 показаны лишь частично.
Фиг.7 и 9 иллюстрируют, каким образом элемент 14 сопрягается с седлом 21.
Фиг.7 является подробным видом, на котором клапан показан в закрытом положении. Номером 31 позиции обозначен диаметр круговой линии контакта элемента 14 с седлом 21. Внешний диаметр цилиндрического элемента 14 обозначен номером 32 позиции. Седло 21 имеет внешний диаметр 33, а выпускная трубка 9 - внутренний диаметр 34. Седло клапана навинчено на конец выпускной трубки 9, и между ними имеется уплотнительное кольцо 35.
Фиг.9 изображает элемент, обозначенный на фиг.7 как IX, и иллюстрирует форму седла клапана. На фиг.9 видно, что цилиндрическая часть элемента 14 скошена в том месте, где он опирается на седло 21, так что контактная поверхность по круговой линии контакта элемента 14 с седлом 21 представляет собой коническую поверхность, которая по отношению к радиальной плоскости расположена под углом, обозначенным номером 36 позиции.
Кроме того, фиг.9 показывает, что седло 21 скруглено как снаружи по радиусу 37, так и внутри по радиусу 38. Это повышает приток газа в выпускную трубку 9 из контейнера 1 при нахождении клапана в открытом положении, как показано на фиг.8, где поток газа показан стрелками 39.
Более того, фиг.8 показывает, что клапанный элемент 14 при нахождении клапана в открытом положении проходит в контейнер 1 на некоторое расстояние, обозначенное номером 40 позиции.
Представленный вариант изобретения является примерным. Возможны и другие варианты выполнения данного изобретения.
1. Устройство для очистки фильтра, содержащее контейнер (1), в котором может быть создано давление газа и стенка (17) которого имеет первое отверстие, через которое в контейнер (1) проходит выпускная трубка (9), снабженная на своем конце круговым седлом (21) клапана, и второе отверстие, через которое в контейнер (1) проходит кожух (13) клапанного элемента (14), причем клапанный элемент (14) по меньшей мере вблизи указанного седла (21) имеет цилиндрическую форму, отличающееся тем, что седло (21) клапана соединено с кожухом (13).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметр цилиндрической части клапанного элемента (14) меньше внешнего диаметра седла (21) клапана.
3. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что седло (21) клапана отнесено от второго отверстия в контейнере (1) на некоторое расстояние.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что указанное расстояние составляет больше 10 мм, предпочтительно больше 15 мм и более предпочтительно больше 20 мм.
5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что клапанный элемент (14) при нахождении клапана в полностью открытом положении проходит в контейнер (1).
6. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что между кожухом (13) и седлом (21) клапана имеются соединительные средства (22), которые оставляют более 50%, а предпочтительнее более 75%, пространства в радиальной плоскости, окружающего седло (21) клапана, свободным для течения газа к выпускной трубке (9).
7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что между кожухом (13) и седлом (21) клапана имеются соединительные средства, состоящие из некоторого количества соединительных элементов (22), предпочтительно из трех соединительных элементов, которые распределены равномерно вокруг седла (21) клапана.
8. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что клапанный элемент (14) соединен с мембраной (18), прикрепленной к кожуху (13) по всему периметру.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что клапанный элемент (14) и мембрана (18) выполнены за одно целое из одного материала.
10. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что цилиндрическая часть клапанного элемента (14) скошена в том месте, где он опирается на седло (21) клапана, так что контактная поверхность в зоне круговой линии контакта клапанного элемента (14) с седлом (21) клапана является конической поверхностью.
11. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что диаметр круговой линии контакта седла (21) клапана с клапанным элементом (14) равен внутреннему диаметру выпускной трубки (9) или превышает его предпочтительно более чем на 10%.
12. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что седло (21) клапана прикреплено к выпускной трубке (9) посредством резьбового соединения.
13. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что каждый из элементов - и выпускная трубка (9), и кожух (13) - имеет фланец (11,15), опирающийся на стенку (17) контейнера (1), причем эти фланцы (11, 15) превышают по размеру соответственно первое и второе отверстия и притягиваются по направлению друг к другу в результате взаимного свинчивания с одной стороны - выпускной трубки (9) и с другой стороны - седла (21) клапана, прикрепленного к кожуху (13).
14. Способ сборки устройства для очистки фильтра, содержащего контейнер (1), в котором может быть создано давление газа и стенка (17) которого имеет первое отверстие, через которое в контейнер (1) пропускают выпускную трубку (9), снабженную на своем конце круговым седлом (21) клапана, и второе отверстие, через которое в контейнер (1) пропускают кожух (13) клапанного элемента (14), по меньшей мере вблизи седла (21) клапана, имеющего цилиндрическую форму и выполненного с возможностью прилегания к указанному седлу (21) своей круговой кромкой, отличающийся тем, что седло (21) клапана, прикрепленное к кожуху (13), присоединяют к одному концу выпускной трубки (9).
