Патент на изобретение №2258557

(54) ОЧИСТИТЕЛЬ-УВЛАЖНИТЕЛЬ ГАЗА

(57) Реферат:

Изобретение относится к фильтрам мокрой очистки газов от пыли, капель, аэрозоля и может быть использовано для очистки воздуха производственных, бытовых помещений от пыли, запахов и обеспечения его увлажнения. Очиститель-увлажнитель газа содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, ванну 4 для жидкости. Вентилятор 5 с приводом 6 связаны с входным 2 отверстием корпуса 1. Фильтроэлементы выполнены в виде ведущих 7 и ведомых дисков на осях 9, связанных с передаточным механизмом движения 10 к ним от привода. В пространстве между дисками со стороны ванны 4 на кронштейне размещены чистящие элементы с возможностью прижима к боковой поверхности дисков, выполненные, например, в виде щетинок. При вращении поверхности дисков периодически окунаются в жидкость ванны 4, затем при выходе из жидкости обдуваются запыленным воздухом. При этом пыль прилипает к влажным поверхностям дисков. При вхождении в жидкость пыль с дисков смывается. Наличие в пространстве между дисками со стороны ванны на кронштейне чистящих элементов с возможностью прижима к боковой поверхности дисков обеспечивает полную очистку поверхностей дисков и позволяет повысить эффективность очистки газа. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к фильтрам мокрой очистки газов от пыли, капель, аэрозоля.

Известен фильтр, по которому через фильтроэлемент, выполненный в виде перфорированного каркаса, обтянутого фильтрующим материалом, установленного внутри корпуса, подают загрязненный газ, который частично задерживается фильтроэлементом (см. а.с. СССР №1329802, МКИ B 01 D 45/08, опубл.1987 г.).

Недостатком фильтра является низкая эффективность очистки газа, отсутствие активной регенерации (промывки) фильтра в процессе очистки, отсутствие увлажнения газа.

Известен фильтр мокрой очистки газов, по которому через фильтроэлемент, выполненный в виде нескольких перфорированных каркасов, обтянутых фильтрующим материалом, установленных внутри корпуса, подают загрязненный газ, при этом перед фильтроэлементом разбрызгивают, а по фильтроэлементу снаружи со стороны потока загрязненного газа пропускают смывную среду в виде жидкости (см. патент России №20509141, МКИ В 01 D 46/00, опубл. в БИ №36, 1995 г.).

Данный фильтр обладает более высокой эффективностью очистки газа, т.к. промывка жидкостью смывает определенную часть загрязнений, которые задерживают ячейки фильтрующего материала фильтроэлемента, а часть пыли осаживается перед фильтроэлементом из-за образования капель жидкости при дроблении струй о корпус.

Недостатком фильтра является то, что часть пыли прилипает внутри ячеек (отверстий) фильтрующего материала, а смывная среда подается тангенциально только вдоль наружной поверхности с небольшой скоростью и малым значением расхода и не способна смыть эти частицы, которые находятся на внутренних стенках ячеек, отверстий фильтроматериала. Пыль закрепляется в местах переплетения плетеного материала или внутри волокон объемного материала. Уровень шума при подаче смывной среды значителен. Эффективность очистки газа и регенерации фильтроэлементов при работе фильтра не высокие. Применение фильтроэлементов с малым размером ячейки, для повышения тонкости фильтрации, приводит к быстрому их засорению и выходу из строя.

Известен очиститель и увлажнитель газа фирмы VENTA, который включает в себя корпус, выполненный с ванной с возможностью частичного заполнения жидкостью, с входным и выходными отверстиями, с вентилятором, связанным с входным отверстием, который связан валом с приводом и с механизмом передачи движения в виде червячной передачи, а в корпусе размещены две параллельные оси перпендикулярно валу с возможностью вращения, на каждой из которых закреплены фильтроэлементы, выполненные в виде перпендикулярно расположенных осям гладких дисков, наружная поверхность одного из них, ведущего, выполнена в виде венца червячного колеса, связанного с червяком механизма передачи движения.

Задачи изобретения – повышение эффективности очистки очищаемого газа, повышение тонкости фильтрации, улучшение очистки (регенерации) фильтроэлементов и их частей при работе фильтра.

Поставленная задача решается тем, что в очистителе-увлажнителе газа, содержащем корпус с входным и выходными отверстиями, ванну для жидкости, привод, вентилятор, связанный с входным отверстием корпуса, фильтроэлементы, выполненные в виде дисков на осях, связанных с передаточным механизмом движения от привода, блок управления, связанный с приводом, в пространстве между дисками со стороны ванны на кронштейнах, размещенных с зазором по отношению к боковым поверхностям дисков и оси, расположены чистящие элементы в деформированном состоянии с высотой в недеформированном состоянии большей, чем величина зазора между боковыми поверхностями дисков, цилиндрической поверхностью оси и поверхностью кронштейна, а также:

– чистящие элементы выполнены в виде эластичного пористого проницаемого материала, например открытоячеистого пенополиуретана;

– боковые поверхности дисков выполнены криволинейной, например волнообразной, веерообразной формы, и расположены эквидистантно друг относительно друга с образованием зигзагообразного зазора между дисками для протекания воздуха;

– боковые поверхности дисков выполнены с криволинейной, например волнообразной, поверхностью в радиальном направлении в виде концентрических радиусных канавок и выступов;

– концентрические радиусные канавки и выступы на боковых поверхностях дисков выполнены со смещением – асимметрично на противоположных сторонах одного диска;

– боковые поверхности дисков выполнены с криволинейными, например сферической формы, углублениями;

– боковые поверхности дисков выполнены с углублениями в виде сотов с тонкими стенками-перемычками;

– кронштейн выполнен с упругими и гибкими свойствами, с возможностью деформирования при очистке дисков со сложным профилем;

– щетинки расположены со смещением друг относительно друга, с обеспечением перекрытия всей боковой поверхности диска и цилиндрической поверхности оси.

На фиг.1 показана схема очистителя-увлажнителя газа, на фиг.2 – разрез А-А фиг.1, на фиг.3, 4 – разрезы Б-Б, В-В фиг.2, на фиг.5 – разрез Г-Г фиг.1, на фиг.6, 7, 8, 9 – разрез Д-Д фиг.1, на фиг.10 – вид Е на фиг.9.

Очиститель-увлажнитель газа (фиг.1) содержит корпус 1 с входным 2 и выходными 3 отверстиями, ванну 4 для жидкости (может быть совмещена с корпусом 1 в виде его нижней придонной части). Вентилятор 5 с приводом 6 связаны с входным 2 отверстием корпуса 1. Фильтроэлементы выполнены в виде ведущих 7 и ведомых дисков 8 на осях 9, связанных с передаточным механизмом 10 (механическая передача) движения к ним от привода 6 или от другого автономного привода. Все диски 7, 8 связаны друг с другом через ось 9 (например, закреплены на ней) или с помощью других элементов связи между дисками 7, 8. Передаточный механизм 10 может быть связан с приводом 6 или с автономным приводом (не показан на чертежах), предназначенным только для вращения дисков 7, 8. В пространстве между дисками 8 с зазором относительно них и оси 9 со стороны ванны 4 прикреплены неподвижно к корпусу 1 или ванне 4 кронштейны 11, которые могут быть выполнены из материала с упругими и гибкими свойствами (тонкая пружинная пластина), эластичного материала (резина, полиуретан, полиэтилен, фторопласт с армированием упругим элементом при необходимости). На кронштейнах 11 размещены чистящие элементы 12, 13 с высотой в недеформированном состоянии Н большей, чем величина зазора h между боковыми поверхностями 14 дисков 8, цилиндрической поверхностью оси 9 и кронштейнов 11 (фиг.2). Чистящие элементы 12 (фиг.2, 3) выполнены в виде щетинок. Чистящие элементы 13 (фиг.2, 4) выполнены в виде эластичного пористого проницаемого материала, например открытоячеистого пенополиуретана марки ППУ-Э0-100, который имеет полностью открытые поры, объем порового пространства 92-96%.

Боковые поверхности 14 дисков 8 (фиг.5) могут быть выполнены криволинейной, например волнообразной, веерообразной формы, и расположены эквидистантно друг относительно друга с образованием зигзагообразного зазора равной величины между дисками 8 для протекания воздуха. Боковые поверхности 14 дисков 8 могут быть выполнены с криволинейной, например волнообразной, поверхностью в радиальном направлении в виде концентрических радиусных канавок 15 и выступов 16 (фиг.7, 8). Концентрические радиусные канавки 15 и выступы 16 на боковых поверхностях 14 дисков 8 могут быть выполнены со смещением (асимметрично) на противоположных сторонах 14 одного диска 8. Боковые поверхности 14 дисков 8 могут быть выполнены с углублениями 17 (фиг.6), например криволинейными, сферической, конической формы, а также и в виде сотов 18 (фиг.9, 10) разного профиля (квадратного, прямоугольного, шестиугольного) с тонкими стенками-перемычками 19.

Щетинки 12 (фиг.3) расположены со смещением друг относительно друга так, чтобы обеспечить перекрытие всей боковой поверхности 14 дисков 8 и цилиндрической поверхности оси 9 при очистке.

Жидкость в ванну 4 наливают чуть выше уровня осей 9.

Работа очистителя-увлажнителя газа.

Включают привод 6, который приводит во вращение вентилятор 5, при этом всасывается запыленный воздух через входное отверстие 2 и направляется к фильтроэлементам в виде дисков 7, 8. Передаточный механизм 10 приводит во вращение ведущие диски 7, которые приводят в движение ведомые диски 8. При вращении поверхности дисков 7, 8 периодически окунаются в жидкость ванны 4, затем при выходе из жидкости обдуваются запыленным воздухом. При этом пыль прилипает к влажным поверхностям дисков 7, 8. При вхождении в жидкость пыль с дисков 7, 8 смывается. Часто пыль бывает наэлектризованной и хорошо прикрепляется к боковым поверхностям 14 дисков 8. Но окунанием не всегда удается полностью удалить пыль с поверхностей 14 дисков 8. Чистящие элементы 12, 13 в виде щетинок или эластичного пористого проницаемого материала на кронштейнах 11 в пространстве между боковыми поверхностями 14 дисков 8 и цилиндрической поверхностью оси 9 прижимаются к ним с усилием и частично деформируются, создавая достаточные контактные давления для полной очистки хорошо прикрепленных частиц пыли. Этим обеспечивается полная очистка поверхностей 14 дисков 8 от пылевых частиц.

Выполнение боковых поверхностей 14 дисков 8 (фиг.5) криволинейной, например волнообразной, веерообразной, формы и расположение эквидистантно друг относительно друга с образованием зигзагообразного зазора между дисками 8 для протекания воздуха обеспечивают более сложную траекторию запыленного воздуха для обеспечения интенсивного перемешивание потока воздуха. При этом за счет сил инерции частицы пыли отбрасываются к влажным боковым поверхностям 14 дисков 8 при движении по зигзагообразному лабиринту и прилипают к ним. Площадь поверхности осаждения для пыли такой криволинейной поверхности больше, чем прямолинейной. При этом повышается тонкость и эффективность фильтрации (улавливается больший % частиц пыли из фильтруемого воздуха).

Выполнение боковых поверхностей 14 дисков 8 с криволинейной, например волнообразной, поверхностью в радиальном направлении в виде концентрических радиусных канавок 15 и выступов 16 (фиг.7) также увеличивает площадь поверхности осаждения для пыли и обеспечивает интенсивное перемешивание пыли для увеличения вероятности контакта с поверхностью осаждения. В углублениях дольше и лучше удерживается влага. При этом жесткость таких дисков выше, чем гладких и ровных, что позволяет увеличивать диаметр дисков 8 и уменьшать их толщину, что позволяет в одном объеме разместить больше дисков, уменьшить зазоры между дисками для повышения эффективности фильтрации.

Выполнение концентрических радиусных канавок 15 и выступов 16 на боковых поверхностях 14 дисков 8, асимметрично расположенных на противоположных сторонах 14 одного диска 8, увеличивает жесткость и динамическую устойчивость дисков 8, которые имеют малую толщину.

При выполнении боковых поверхностей 14 дисков 8 с углублениями 17, например криволинейными, сферической, конической формы, в виде сотов 18 разного профиля (квадратного, прямоугольного, шестиугольного) с тонкими стенками-перемычками 19 создаются микровихри у поверхности 14 в углублениях 17, сотах 18, что обеспечивает интенсивное перемешивание и осаждение частиц пыли. При этом возможно снижение коэффициента гидравлического сопротивления (при правильно рассчитанных параметрах углублений 17,18) в случае совпадения направления векторов микрофихрей с направлением вектора основного потока очищаемого воздуха (этот эффект известен и применяется в воздушных уплотнениях турбин сотового типа, где векторы микровихрей ориентируют в направлении, противоположном вектору основного потока, для создания его торможения и обеспечения уплотнительного эффекта). Площадь осаждения пыли за счет развитой поверхности углублений и эффективность фильтрации увеличиваются.

Выполнение кронштейна 11 с упругими и гибкими свойствами, с возможностью деформирования при очистке дисков со сложным профилем – веерообразным и волнообразным обеспечивает очистку сложных профильных боковых поверхностей 14 дисков 8, включая сотовые поверхности.

Плотное расположение щетинок 12 с перекрытием всей очищаемой поверхности 14 дисков 8 и оси 9 обеспечивает полную очистку всех дисков 8 и осей 9 от пыли.

Данный очиститель-увлажнитель газа может быть использован для очистки воздуха производственных, бытовых помещений от пыли, запахов, аэрозолей и обеспечения его увлажнения.

Формула изобретения

1. Очиститель-увлажнитель газа, содержащий корпус с входным и выходными отверстиями, ванну для жидкости, привод, вентилятор, связанный с входным отверстием корпуса, фильтроэлементы, выполненные в виде дисков на осях, связанных с передаточным механизмом движения от привода, блок управления, связанный с приводом, отличающийся тем, что в пространстве между дисками со стороны ванны на кронштейнах, прикрепленных неподвижно к корпусу или ванне и размещенных с зазором по отношению к боковым поверхностям дисков и оси, расположены чистящие элементы в деформированном состоянии с высотой в недеформированном состоянии, большей, чем величина зазора между боковыми поверхностями дисков, цилиндрической поверхности оси и поверхностью кронштейна.

2. Очиститель-увлажнитель газа по п.1, отличающийся тем, что чистящие элементы выполнены в виде радиально и тангенциально расположенных щетинок.

3. Очиститель-увлажнитель газа по п.1, отличающийся тем, что чистящие элементы выполнены в виде эластичного пористого проницаемого материала, например открытоячеистого пенополиуретана.

4. Очиститель-увлажнитель газа по п.1, отличающийся тем, что боковые поверхности дисков выполнены криволинейной, например волнообразной, веерообразной формы и расположены эквидистантно относительно друг друга с образованием зигзагообразного зазора между дисками для протекания воздуха.

5. Очиститель-увлажнитель газа по п.1, отличающийся тем, что боковые поверхности дисков выполнены с криволинейной, например волнообразной, поверхностью в радиальном направлении в виде концентрических радиусных канавок и выступов от периферии к центру диска.

6. Очиститель-увлажнитель газа по п.1, отличающийся тем, что концентрические радиусные канавки и выступы на боковых поверхностях дисков выполнены со смещением – асимметрично на противоположных сторонах одного диска.

7. Очиститель-увлажнитель газа по п.1, отличающийся тем, что боковые поверхности дисков выполнены с криволинейными, например сферической формы, углублениями.

8. Очиститель-увлажнитель газа по п.1, отличающийся тем, что боковые поверхности дисков выполнены с углублениями в виде сотов с тонкими стенками-перемычками.

9. Очиститель-увлажнитель газа по п.1, отличающийся тем, что кронштейн выполнен с упругими и гибкими свойствами, с возможностью деформирования при очистке дисков со сложным профилем.

10. Очиститель-увлажнитель газа по п.1, отличающийся тем, что щетинки расположены со смещением относительно друг друга с обеспечением перекрытия всей боковой поверхности диска и радиальной поверхности оси.

РИСУНКИ