Пылеулавливающий аппарат с кассетным фильтром
Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов, предназначено для отсоса и очистки воздуха от сухих неслипающихся мелкодисперсных пылей и стружки. Пылеулавливающий аппарат с кассетным фильтром содержит корпус, периферийный ввод газового потока, фильтрующий элемент и бункер для сбора пыли, причем патрубок, к которому присоединен бункер для сбора пыли, выполнен по длине, по крайней мере в два раза превышающей длину патрубка, на котором закреплен фильтрующий элемент, а оси этих патрубков совпадают с осями фильтрующего элемента и фильтровального мешка, причем в патрубке, соединенном с бункером для сбора пыли расположена вставка из цилиндроконической гильзы, соосно которой в этом же патрубке закреплена отражающая шайба. Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания, а также снижение металлоемкости и виброакустической активности аппарата. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к технике пылеулавливания и может применяться в химической, текстильной, пищевой, легкой и других отраслях промышленности для очистки запыленных газов, предназначено для отсоса и очистки воздуха от сухих неслипающихся мелкодисперсных пылей и стружки.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является пылеулавливающий аппарат, известный из Интернет «ЕВРОМАШ»: http://www.evromash.ru/catalog/venti/pa/pfc3000 [он-лайн] от 25.07.05, содержащий кассетный фильтр, корпус, периферийный ввод газового потока, фильтрующий элемент и бункер для сбора пыли (прототип).
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая эффективность процесса пылеулавливания за счет малой площади фильтрующего элемента.
Технический результат - повышение эффективности и надежности процесса пылеулавливания, а также снижение металлоемкости и виброакустической активности аппарата в целом.
Это достигается тем, что в пылеулавливающем аппарате, содержащем корпус, периферийный ввод газового потока, фильтрующий элемент и бункер для сбора пыли, патрубок, к которому присоединен бункер для сбора пыли, выполнен по длине, по крайней мере в два раза превышающей длину патрубка, на котором закреплен фильтрующий элемент, причем оси этих патрубков совпадают с осями фильтрующего элемента и фильтровального мешка, причем в патрубке, соединенном с бункером для сбора пыли, расположена вставка из цилиндроконической гильзы, соосно которой в патрубке, соединенном с пылесборным мешком, закреплена отражающая шайба, а отношение диаметра D2 цилиндрической части гильзы к диаметру D1 патрубка, к которому присоединен бункер для сбора пыли, находится в оптимальном интервале величин: D2/D1=0,7...0,9, а отношение диаметра D2 цилиндрической части гильзы к диаметру D3 отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: D2/D3=0,8...1,2.
На фиг.1 изображен общий вид пылеулавливающего аппарата с кассетным фильтром, на фиг.2 - конструктивная схема циклонного элемента, на фиг.3-6 - результаты машинного эксперимента по обоснованию оптимальных параметров заявленного объекта.
Пылеулавливающий аппарат с кассетным фильтром из фильтровальной бумаги класса очистки F9 содержит корпус, включающий, по крайней мере одну стойку 2, основание 3 и циклонный элемент 1 с вентилятором (на чертеже не показан) и электродвигателем 8 с автоматическим выключателем 9. Периферийный ввод газового потока 4 расположен в центральной части аппарата и выполнен в виде входного патрубка, соединенного под прямым углом с корпусом циклонного элемента 1, имеющего два соосных патрубка, на одном из которых закреплен фильтрующий элемент 7, выполненный в виде кассетного фильтра, размещенного в легком проволочном каркасе (на чертеже не показан), а на другом - бункер для сбора пыли, выполненный в виде пылесборного мешка 5. Циклонный элемент 1 выполнен в виде корпуса улиточного типа с закрепленным в нем вентилятором, ось которого параллельна оси патрубков, причем соосно оси вентилятора закреплен входной патрубок 4. Патрубок, к которому присоединен бункер 5 для сбора пыли, выполнен по длине, по крайней мере в два раза превышающей длину патрубка, на котором закреплен фильтрующий элемент 7, причем оси этих патрубков совпадают с осями фильтрующего элемента и фильтровального мешка, а в патрубке, соединенном с бункером для сбора пыли, расположена вставка из цилиндроконической гильзы, соосно которой в патрубке, соединенном с пылесборным мешком 5, закреплена отражающая шайба 6. Вставка включает в себя цилиндрическую гильзу 10 с диффузором 11.
Процесс пылеулавливания протекает в оптимальном гидродинамическом режиме при следующих соотношениях основных конструктивных параметров предлагаемого устройства.
Отношение диаметра D2 цилиндрической части гильзы к диаметру D1 патрубка, к которому присоединен бункер для сбора пыли, находится в оптимальном интервале величин: D2/D1=0,7...0,9, а отношение диаметра D2 цилиндрической части гильзы к диаметру D3 отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин: D2/D3=0,8...1,2.
Отношение диаметра d входного патрубка к диаметру D1 патрубка, к которому присоединен бункер для сбора пыли, находится в оптимальном интервале величин: d/D1=0,2...0,7, а отношение длины А корпуса (на чертеже не показан) циклонного элемента к его ширине В находится в оптимальном интервале величин: А/В=1,45...2,35, причем отношение длины А корпуса циклонного элемента к расстоянию С от оси вентилятора до периметра в этой части корпуса циклонного элемента находится в оптимальном интервале величин: А/С=3,4...3,6.
Отношение высоты Н аппарата к высоте h расположения входного патрубка от основания аппарата, находится в оптимальном интервале величин: Н/h=1,4...2,5.
Гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента составляет 15...25% от гидравлического сопротивления всего аппарата, а материал фильтрующего элемента обладает повышенными звукопоглощающими свойствами.
Детали циклонного элемента могут быть выполнены из конструкционных композиционных или полимерных материалов, например полиэтилена, капрона, полиуретана, с помощью литья, штамповки, формования. На поверхности деталей циклонного элемента может быть нанесен слой мягкого вибродемпфирующего материала, например мастики ВД-17, причем соотношение между толщиной металла и вибродемпфирующего покрытия находится в оптимальном интервале величин: 1/(2,5...4). Детали циклонного элемента могут быть выполнены армированными или слоистыми, причем поверхности слоев, соприкасаемые с движущимся газовым потоком выполнены из материалов, обладающих повышенной износостойкостью и антифрикционными свойствами, а свойства материала арматуры подобраны из условия снижения виброакустической активности аппаратов.
Пылеулавливающий аппарат с фильтровальным мешком работает следующим образом. Запыленный газовый поток поступает в циклонный элемент 1 через патрубок 4, закручивается за счет тангенциального периферийного ввода и движется далее по нисходящей винтовой линии вдоль стенок патрубка, к которому присоединен бункер 5 для сбора пыли. В результате чего частицы пыли под действием центробежной и инерционной сил движутся от центра аппарата к периферии и, достигая стенок аппарата, транспортируются вниз в бункер (пылесборный мешок 5) для сбора уловленной пыли. Очищенный воздух выводится из аппарата, минуя отбойную шайбу 6, через гильзу 10 и фильтровальную кассету 7. При этом легкие, мелкодисперсные фракции частиц пыли, не уловленные в бункер 5, задерживаются на фильтрующем элементе 7. В аппарате происходит снижение виброакустической энергии, так как фильтрующий элемент 7 одновременно является аэродинамическим глушителем шума активного (сорбционного) типа. В патрубке циклонного элемента 1, соединенного с бункером для сбора пыли 5, расположена вставка из цилиндроконической гильзы 10, соосно которой в патрубке закреплена отражающая шайба 6. Такое расположение вставки и отражающей шайбы позволяет достичь следующих эффектов: во-первых, вихревой загрязненный поток, поступающий из циклонного элемента, движется по нисходящей винтовой линии вдоль стенок патрубка через зазор, определяемый цилиндроконической гильзой, при этом гильза препятствует забросу вихря в фильтрующий элемент 7; во-вторых, при обратном вихре отражающая шайба 6 также препятствует забросу вихря в фильтрующий элемент 7, так как обратный поток огибает шайбу 6, при этом ядро потока встречает на своем пути преграду, и пыль снова возвращается в бункер 5, а предварительно очищенный за счет инерционных сил газовый поток уходит на доочистку в фильтрующий элемент 7.
1. Пылеулавливающий аппарат с кассетным фильтром, содержащий корпус, периферийный ввод газового потока, фильтрующий элемент и бункер для сбора пыли, отличающийся тем, что патрубок, к которому присоединен бункер для сбора пыли, выполнен по длине, по крайней мере в два раза превышающей длину патрубка, на котором закреплен фильтрующий элемент, причем оси этих патрубков совпадают с осями фильтрующего элемента и фильтровального мешка, причем в патрубке, соединенном с бункером для сбора пыли, расположена вставка из цилиндроконической гильзы, соосно которой в патрубке, соединенном с пылесборным мешком, закреплена отражающая шайба, а отношение диаметра D2 цилиндрической части гильзы к диаметру D1 патрубка, к которому присоединен бункер для сбора пыли, находится в оптимальном интервале величин D2/D1=0,7...0,9, а отношение диаметра D2 цилиндрической части гильзы к диаметру D3 отражающей шайбы находится в оптимальном интервале величин D2/D3=0,8...1,2.
2. Пылеулавливающий аппарат с кассетным фильтром по п.1, отличающийся тем, что отношение диаметра d входного патрубка к диаметру D1 патрубка, к которому присоединен бункер для сбора пыли, находится в оптимальном интервале величин d/D1=0,2...0,7, а отношение длины А корпуса циклонного элемента к его ширине В находится в оптимальном интервале величин А/В=1,45...2,35, причем отношение длины А корпуса циклонного элемента к расстоянию С от оси вентилятора до корпуса циклонного элемента находится в оптимальном интервале величин А/С=3,4...3,6.
3. Пылеулавливающий аппарат с кассетным фильтром по п.2, отличающийся тем, что отношение высоты Н аппарата к высоте h расположения входного патрубка от основания аппарата находится в оптимальном интервале величин H/h=1,4...2,5.
