Система регенерації рукавів фільтрувальних

Реферат: Система регенерації рукавів фільтрувальних включає ресивер стисненого повітря із клапанами, з'єднаний із роздавальним колектором, що містить щонайменше одне сопло. Внутрішній прохідний отвір сопла утворений послідовно розташованими ділянками з перерізами більшого діаметра D та меншого діаметра d, на переході між якими виконане заокруглення, та ділянкою змінного перерізу, що примикає до ділянки перерізу меншого діаметра d. На вході у внутрішній прохідний отвір сопла виконана фаска. Ділянка змінного перерізу внутрішнього прохідного отвору сопла виконана з плавним збільшенням діаметра від її вхідного перерізу до виходу із внутрішнього прохідного отвору сопла. UA 105270 U (12) UA 105270 U UA 105270 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області очищення промислових газів та аспіраційних викидів від дрібнодисперсного пилу, а саме стосується відновлювання фільтрувальних елементів та належить до систем імпульсної регенерації рукавів фільтрувальних рукавних фільтрів, та може бути використана в різних галузях промисловості, наприклад гірничо-збагачувальної, виробництві вапна, хімічній, будівельній, металургійній та ін. Відома система регенерації тканинного фільтра, яка включає ресивер із продувальним клапаном, з'єднаний із роздавальним колектором, що містить сопла для витікання імпульсів 2 стисненого повітря в фільтрувальні елементи [див. патент США № 4033732 (А) з класу МКл. B01D 46/04, опубл. 05. 07.1977]. Регенерація фільтрувальних елементів за допомогою відомої системи здійснюється наступним чином: при відкриванні продувального клапана стиснене повітря із ресивера по роздавальному колектору надходить у тканинний рукав фільтра та витікає із сопел роздавального колектора в напрямку, протилежному до робочого напрямку газу, таким чином очищуючи рукав від утвореного на ньому нашарування часток пилу. Як відомо, для забезпечення ефективної регенерації рукавного фільтра важливо створити приріст тиску в рукаві фільтрувальному, що може бути досягнуто за рахунок нарощення енергії струменя стисненого повітря, яке виходить із сопла роздавального колектора. У відомій системі для спрямування імпульсу потоку стисненого повітря у фільтрувальний рукав використовуються прямоточні сопла, що є недоліком, оскільки прямолінійний переріз сопла спричиняє низьку швидкість виходу повітря через сопло з фіксованим кутом розкриття струменя. Крім цього для забезпечення ефективності регенерації при застосуванні прямоточних сопел довжина рукавів фільтрувальних рукавних фільтрів не може складати більше, ніж 6 м, що є суттєвим функціональним обмеженням відомої системи. Відомий також пристрій регенерації тканинного фільтра, до складу якого входить продувальний клапан, ресивер з патрубком, пружина з стаканом і мембрана, ежекційна труба і електромагнітний клапан з прохідним отвором, коліно і роздавальний колектор із соплами, при цьому патрубок ресивера виконаний у вигляді литої горловини з опорним фланцем, що 7 вварений в отвір ресивера [див. патент України № 7887 (U) з класів МПК B01D 46/00, B01D 41/00, опубл. 15.07.2005 У Бюл. № 7]. Недоліком відомого технічного рішення, як і у попередньому аналогу, залишається недостатня швидкість підвищення тиску у рукаві, що є наслідком обмеження енергії імпульсу стисненого повітря, що виходить із прямоточних сопел роздавального колектора. Крім цього, недоліком відомого пристрою також є складність конструкції та матеріаломісткість, що зумовлено наявністю бокового патрубка, ввареного в отвір ресивера. Найбільш близьким аналогом запропонованої корисної моделі за кількістю суттєвих ознак та технічним результатом, що досягається, є система регенерації тканинного фільтра, яка включає ресивер стисненого повітря із клапанами, ежекційну трубу та роздавальний колектор, що містить щонайменше одне сопло, внутрішній прохідний отвір якого плавно зменшується в 6 напрямку від зовнішньої поверхні колектора [див. патент України № 78476 (С2) з класів МПК B01D 46/00, B01D 41/00, B01D 46/02, опублікований 15.03.2007 у Бюл. № 3]. Спільними ознаками найбільш близького аналога та технічного рішення, що заявляється, є те, що обидві конструкції включають ресивер з інтегрованими в нього клапанами, те, що ресивер з'єднаний із роздавальним колектором, а також те, що ресивер включає щонайменше одне сопло змінного перерізу. Проте відоме технічне рішення містить ряд конструктивних відмінностей, які заважають отриманню технічного результату, передбаченого об'єктом корисної моделі, що заявляється. Основним недоліком найбільш близького аналога є те, що внутрішній прохідний отвір сопла плавно зменшується в напрямку від зовнішньої поверхні колектора, утворюючи т. з. коноїдальний профіль, виконаний по формі стисненого струменя повітря. Вказаний недолік полягає в тому, що така форма сопла не дозволяє забезпечити максимально ефективні характеристики потоку стисненого повітря на виході із сопла та, відповідно, на вході у рукав фільтрувальний рукавного фільтра, що негативно впливає на ефективність його регенерації. По-перше, недоліком є недостатнє збільшення масової витрати повітря на вході у коноїдальне сопло. По-друге, недоліком є те, що відома форма сопла не дозволяє достатньо ефективно стиснути струмінь повітря в середній частині коноїдального сопла і таким чином збільшити його швидкість. Отже, імпульс стисненого повітря буде мати недостатню енергію як за масою, так і за швидкістю. І по-третє, на виході відомого коноїдального сопла діаметр перерізу, що плавно зменшується, зменшує також кут розкриття струменя стисненого повітря і таким чином звужує потік стисненого повітря безпосередньо на вході у рукав фільтрувальний рукавного фільтра, що знижує ефект від регенерації. 1 UA 105270 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В цілому все це призводить до підвищеної витрати стисненого повітря на регенерацію через необхідність здійснювати більше число імпульсів для очищення одного фільтрувального рукава ряду фільтрувальних рукавів. При цьому, через відносну слабкість утворюваних імпульсів стисненого повітря, регенерація рукавних фільтрів за допомогою відомої системи може бути ефективною лише у випадку, коли довжина рукавів фільтрувальних не перевищує 6 м. В основу корисної моделі поставлена задача покращити техніко-експлуатаційні характеристики системи та підвищити ефективність регенерації рукавів фільтрувальних за рахунок зниження витрати стисненого повітря та забезпечення можливості застосування рукавів фільтрувальних більшої довжини шляхом удосконалення профілю внутрішнього прохідного отвору сопла. Рішення поставленої задачі досягається тим, що у системі регенерації рукавів фільтрувальних, яка включає ресивер стисненого повітря із клапанами, з'єднаний із роздавальним колектором, що містить щонайменше одне сопло, згідно з корисною моделлю, внутрішній прохідний отвір сопла утворений послідовно розташованими ділянками з перерізами більшого діаметра D та меншого діаметра d, на переході між якими виконане заокруглення, та ділянкою змінного перерізу, що примикає до ділянки перерізу меншого діаметра d, при цьому на вході у внутрішній прохідний отвір сопла виконана фаска, а ділянка змінного перерізу внутрішнього прохідного отвору сопла виконана з плавним збільшенням діаметра від її вхідного перерізу до виходу із внутрішнього прохідного отвору сопла. Перелічені ознаки запропонованого технічного рішення є суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, а їх сукупність забезпечує досягнення очікуваного технічного результату - зниження витрати стисненого повітря на регенерацію та забезпечення можливості застосування фільтрувальних рукавів більшої, порівняно з найбільш близьким аналогом, довжини. Цим забезпечуються підвищення ефективності регенерації рукавів фільтрувальних. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом полягає в наступному. Сопло у запропонованій системі регенерації рукавів фільтрувальних спроектоване таким чином, щоб забезпечити максимально ефективні характеристики потоку стисненого повітря на виході із сопла та, відповідно, на вході у фільтрувальний рукав рукавного фільтра. Фаска, виконана на вході у внутрішній прохідний отвір сопла, дозволяє збільшити масову витрату повітря, що надходить у сопло, шляхом зниження опору повітряного потоку. Послідовно розташовані ділянки внутрішнього прохідного отвору сопла більшого діаметра D та меншого діаметра d утворюють профіль Вентурі, що дозволяє досягти максимально ефективної витрати повітря при заданому тиску в ресивері. При цьому заокруглення, виконане при переході перерізу більшого діаметра D внутрішнього прохідного отвору сопла на переріз меншого діаметра d, забезпечує стиснення струменя повітря та збільшення його швидкості до звукової або надзвукової. Таким чином, імпульс стисненого повітря отримує більшу енергію як за масовими показниками, так і за швидкісною характеристикою. Збільшений діаметр внутрішнього прохідного отвору на виході із сопла, що зокрема досягається завдяки плавному збільшенню діаметра його ділянки змінного перерізу у напрямку до виходу із сопла, дозволяє у свою чергу суттєво збільшити кут розкриття струменя стисненого повітря і таким чином розширити його потік. Таким чином, загальний ефект досягнутого збільшення масової витрати повітря на вході у сопло, збільшення швидкості струменя стисненого повітря в наступній частині внутрішнього прохідного отвору сопла та розширення потоку стисненого повітря на виході із сопла дає можливість забезпечити більш ефективну, порівняно з найбільш близьким аналогом, регенерацію рукавів фільтрувальних. В результаті цього, при використанні запропонованої системи удосконаленої конструкції на регенерацію одного рукава або ряду рукавів потрібна менша кількість імпульсів стисненого повітря, що у свою чергу призводить до зниження витрати стисненого повітря на регенерацію рукавного фільтра в цілому. Також завдяки підвищеній ефективності, запропонована система може бути застосована для регенерації рукавів фільтрувальних більшої, порівняно із найбільш близьким аналогом, довжини - зокрема аж до 9,5 метрів. Довші рукави фільтрувальні при тих же габаритних розмірах (в плані) сприяють досягненню більшої площі фільтрування і продуктивності рукавного фільтра в цілому. Подальша суть корисної моделі пояснюється в описі, який наведено нижче як необмежувальний приклад, з посиланням на ілюстративний матеріал, на якому зображено: на Фіг. 1 - загальний вигляд запропонованої системи регенерації фільтрувального рукава рукавних фільтрів у робочому стані; на Фіг. 2 -запропоноване сопло змінного перерізу у повздовжньому розрізі. 2 UA 105270 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонована система регенерації рукавів фільтрувальних може мати наступне виконання, що не є єдино можливим. Запропонована система регенерації рукавів фільтрувальних (Фіг. 1) містить ресивер 1, в якому розташований мембранний продувальний клапан (не показаний, зважаючи на загальновідомість конструкції) та електромагнітний клапан 2. Крім цього система регенерації рукавів фільтрувальних містить ежекційну трубу 3, з'єднану за допомогою коліна 4 з роздавальним колектором 5. Роздавальний колектор 5 містить сопла 6. Внутрішній прохідний отвір сопла 6 (Фіг. 2) утворений послідовно розташованими ділянками: ділянкою 7 з перерізом більшого діаметра D, ділянкою 8 з перерізом меншого діаметра d та ділянкою 9 змінного перерізу, що примикає до ділянки 8. На переході між ділянками 7 і 8 виконане заокруглення 10. На вході у внутрішній прохідний отвір сопла 6 виконана фаска 11. Ділянка змінного перерізу 9 внутрішнього прохідного отвору сопла 6 виконана з плавним збільшенням діаметра. Діаметр плавно зростає у напрямку від її вхідного перерізу 12, що відповідає діаметру d ділянки 8, до виходу 13 із внутрішнього прохідного отвору сопла 6. Крім цього, система регенерації рукавів фільтрувальних також включає блок керування, блок живлення електромагнітного клапана, джерело стисненого повітря (компресор) або набір інших складових, залежно від варіанта виконання, що не є суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється. Подальша суть викладеного вище виконання запропонованої корисної моделі пояснюється спільно із також найбільш вдалим з практичного погляду, проте не обмежувальним, прикладом його реалізації. Запропонована система регенерації рукавів фільтрувальних призначена для очистки від дрібнодисперсних часток пилу рукавів фільтрувальних різної конструкції, наприклад із круглим або овальним перерізом, із каркасом або без нього, та іншими, що є зазвичай складовою у кількості від одного до визначеної необхідної кількості рукавних фільтрів, і може бути успішно використана для регенерації будь-якої відомої конструкції фільтрувальних рукавів рукавних фільтрів діаметром 120-165 мм та довжиною від 3 до 9, 5 м. Система працює наступним чином. На електромагнітний клапан 2 подають електричний сигнал на відкривання, електромагнітний клапан спрацьовує, випускаючи стиснуте повітря, що діє на мембранний продувальний клапан. Останній у свою чергу відкривається і впускає стиснуте повітря з ресивера 1 в ежекційну трубу 3. Сформований імпульс стисненого повітря через ежекційну трубу 3 надходить в коліно 4 і далі в роздавальний колектор 5 та його сопла 6. Струмінь стисненого повітря певного об'єму входить у кожне сопло 6 роздавального колектора 5. При цьому фаска 11 на вході у внутрішній прохідний отвір сопла 6 сприяє збільшеній масовій витраті стисненого повітря, що подається. Через фаску 11 струмінь стисненого повітря надходить безпосередньо у внутрішній прохідний отвір сопла 6 і проходить його ділянку 7 з діаметром перерізу D, що в одному з можливих виконань становить, наприклад, 18 мм. У вказаній ділянці 7 забезпечується максимально ефективна витрата повітря при заданому тиску в ресивері 1, який, як правило, становить 4-6 бар. Далі, при переході на переріз ділянки 8 діаметром d, що в одному з можливих виконань становить, наприклад, 14 мм, у заокругленні 10, радіус якого в одному з можливих виконань становить 2 мм, струмінь повітря стискається, внаслідок чого його швидкість зростає до надзвукової. Отримавши таким чином більшу енергію за масою і швидкістю, ніж на вході у сопло 6, імпульс стисненого повітря надходить у ділянку 9 змінного перерізу. Під час проходження по вказаній ділянці, за рахунок плавного збільшення її діаметра, в одному з можливих виконань до 20-22 мм, у напрямку до виходу 13 із внутрішнього прохідного отвору сопла 6, відбувається розширення потоку повітря струмінь розкривається на кут, необхідний для забезпечення максимально ефективної регенерації рукавного фільтра. У такому стані струмінь стисненого повітря подається через внутрішній прохідний отвір кожного сопла, розташованого на одній центральній осі із відповідним фільтрувальним рукавом 14 рукавного фільтра, видаляючи з його поверхні накопичену масу пилу. При цьому необхідний діаметр внутрішнього прохідного отвору на виході 13 із сопла 6, а також відстань від виходу 13 сопла 6 до рукавної плити 15 підбирають експериментальним шляхом, залежно від діаметра самих рукавів фільтрувальних 14 та профілю їхніх каркасів. Наведені розміри ділянок внутрішнього прохідного отвору сопла 6 в описаному виконанні корисної моделі, що пропонується, визначені у відповідному співвідношенні один до одного. Після цього електромагнітний клапан 2 та мембранний продувальний клапан знову закриваються, і система повертається у вихідний стан. Запропоноване технічне рішення перевірене на практиці. Система регенерації рукавів фільтрувальних, що пропонується, не містить у своєму складі жодних конструктивних елементів 3 UA 105270 U 5 10 15 20 чи матеріалів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема у галузі імпульсної регенерації рукавних фільтрів стисненим повітрям, і може бути реалізована з використанням відомих технологій, а отже дане технічне рішення вважається таким, що відповідає критерію "промислова придатність". Разом із тим, у відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено конструкцій і зразків системи регенерації рукавів фільтрувальних із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення вважається таким, що відповідає критерію "новизна", а отже може отримати правову охорону. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Система регенерації рукавів фільтрувальних, що включає ресивер стисненого повітря із клапанами, з'єднаний із роздавальним колектором, що містить щонайменше одне сопло, яка відрізняється тим, що внутрішній прохідний отвір сопла утворений послідовно розташованими ділянками з перерізами більшого діаметра D та меншого діаметра d, на переході між якими виконане заокруглення, та ділянкою змінного перерізу, що примикає до ділянки перерізу меншого діаметра d, при цьому на вході у внутрішній прохідний отвір сопла виконана фаска, а ділянка змінного перерізу внутрішнього прохідного отвору сопла виконана з плавним збільшенням діаметра від її вхідного перерізу до виходу із внутрішнього прохідного отвору сопла. 4 UA 105270 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5