Патент на изобретение №2311948

Изобретение относится к сорбционной технике и предназначено для очистки воздуха от токсичных веществ, в том числе радиоактивной пыли, биоаэрозолей, отравляющих веществ и продуктов их разложения при уничтожении химического оружия, а также для поглощения вредных примесей из технологического воздуха, поступающего в промышленное производство, или очистки вентвыбросов.

Известен фильтр-поглотитель для очистки воздуха, состоящий из корпуса с впускным и выпускным патрубками и расположенных внутри корпуса коаксиально с ним поглощающего и фильтрующего элементов, при этом поглощающий элемент представляет собой зерненый активированный уголь, размещенный между перфорированными цилиндрами из тонкого листового материала (см. США, пат. №4322230, кл. В01D 50/00, заявлен 08.09.1980). Недостатком этого фильтра является нерациональное использование внутреннего объема.

Известен также фильтр-поглотитель для очистки воздуха, содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками и расположенные внутри корпуса коаксиально с ним поглощающий и фильтрующий элементы. Поглощающий элемент выполнен из зерненого активированного угля, ограниченного прокладками, а фильтрующий – из фильтркартона. Воздух, подлежащий очистке, проходит через фильтр радиально (см. пат. США №4345923, кл. В01D 46/46, заявлен 03.04.1981). Недостатком фильтра является возможность выделения пыли из зерненого активированного угля при эксплуатации, что особенно опасно при поглощении высокотоксичных веществ, оседаемых на частицах пыли.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и количеству совпадающих признаков является фильтр-поглотитель для очистки воздуха от вредных веществ (см. пат. РФ №2156644, кл. В01D 50/00, заявлен 11.02.2000), содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками, дном и крышкой и расположенные внутри корпуса коаксиально с ним фильтрующий элемент, закрепленный на каркасе, и поглощающий элемент, выполненный в виде блока, закатанного между дном и крышкой, при этом соотношение внутреннего диаметра корпуса, внешнего и внутреннего диаметров поглощающего элемента и внешнего и внутреннего диаметров фильтрующего элемента составляет 1:(0,92÷0,96):(0,60÷0,70):(0,55÷0,59):(0,30÷0,40). Фильтр обладает малыми габаритами и повышенной устойчивостью к механическим нагрузкам. Он принят за прототип предлагаемого изобретения.

Однако из-за малых габаритных размеров этот фильтр имеет повышенное сопротивление воздушному потоку и сравнительно малый ресурс работы по поглощению токсичных веществ. Кроме того, фильтр является одноразового действия, конструкция его не позволяет производить замену фильтрующего и поглощающего элементов после их отработки в процессе эксплуатации.

Задача изобретения состоит в создании фильтра-поглотителя многоразового действия с пониженным сопротивлением воздушному потоку и увеличенным ресурсом работы для очистки воздуха от токсичных веществ, например боевых отравляющих веществ и продуктов их разложения при уничтожении химического оружия, и позволяющего производить замену отработанных фильтрующего и поглощающего элементов непосредственно на объектах эксплуатации без демонтажа корпуса фильтра.

Технический результат заключается в существенном (в 2÷3 раза) по сравнению с прототипом увеличении ресурса работы и снижении сопротивления воздушному потоку, а также в возможности замены отработанных фильтрующего элемента и сорбирующего блока на объектах при оптимальных габаритных размерах фильтра поглотителя и достаточной прочности блока.

Указанный технический результат достигается предложенным устройством, содержащим цилиндрический корпус с дном, впускным и выпускным патрубками, съемной крышкой и расположенные внутри корпуса коаксиально с ним фильтрующий элемент, закрепленный на шпильке, подсоединенной к дну корпуса, и сорбирующий блок, поджатый съемной крышкой, при этом соотношение высоты блока, его внешнего и внутреннего диаметров составляет 1:(0,97÷0,99):(0,76÷0,77).

Сущность изобретения поясняется чертежом, где приведен общий вид фильтра-поглотителя с частичным разрезом.

Предложенный фильтр-поглотитель включает корпус 1, съемную крышку 2, дно 3, впускной патрубок 4, выпускной патрубок 5, шпильку 6, фильтрующий элемент 7, сорбирующий блок 8.

Корпус фильтра-поглотителя металлический, съемная крышка металлическая достаточной жесткости для поджатия сорбирующего блока, сорбирующий блок представляет собой полый цилиндр в виде прочного монолита, изготовленного на основе активированного угля или другого поглотителя и полиэтилена методом термоформования, фильтрующий элемент выполнен из фильтркартона складчатой конструкции на каркасе, который крепится на шпильке, приваренной к дну фильтр-поглотителя.

Фильтр-поглотитель работает следующим образом. Воздух, подлежащий очистке, поступает через входной патрубок, расположенный на дне, в центральный канал, проходит через фильтрующий элемент и сорбирующий блок, где очищается от токсичных веществ, и выходит через боковой патрубок в очищенном виде.

Оптимальные габариты, увеличенный ресурс работы и пониженное сопротивление воздушному потоку достигаются за счет коаксиального расположения в корпусе фильтрующего элемента, закрепленного на шпильке, сорбирующего блока, поджатого съемной крышкой, при соотношении высоты блока, его внешнего и внутреннего диаметров 1:(0,97÷0,99):(0,76÷0,77).

Данное соотношение получено в результате большого количества испытаний, где было установлено, что если данное соотношение больше заявленного, то необоснованно увеличиваются габаритные размеры, и снижается механическая прочность блока, что не позволяет осуществлять надежное поджатие блока в корпусе фильтра-поглотителя. Кроме того, это может привести к его разрушению при поджатии крышкой в корпусе фильтра.

В случае уменьшения заявленного соотношения увеличивается сопротивление воздушному потоку, и фильтр-поглотитель становится неработоспособным.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает оптимальными габаритами, увеличенным ресурсом работы, пониженным сопротивлением воздушному потоку, а также удобством в эксплуатации.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на достижение поставленной цели, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Формула изобретения

Фильтр-поглотитель для очистки воздуха от токсичных веществ, содержащий цилиндрический корпус с дном, впускным и выпускным патрубками, крышкой и расположенные внутри корпуса коаксиально с ним фильтрующий элемент и сорбирующий блок, отличающийся тем, что фильтрующий элемент закреплен на шпильке, подсоединенной к дну корпуса, а сорбирующий блок поджат съемной крышкой, при этом соотношение высоты блока, его внешнего и внутреннего диаметров составляет 1:(0,97-0,99):(0,76-0,77).

РИСУНКИ