книги из ГПНТБ / Пирумов, А. И. Обеспыливание воздуха

Рис. II.10. Самоочищающийся масля­ ный фильтр с сетчатыми шторками

также конструкция валов, которые имеют пластинчатые продоль­ ные ребра, сопрягающиеся при движении панелей с местами соч­ ленения элементов сетки.

Самоочищающиеся фильтры Славянского завода и фильтры Мальти Дьюти фирмы «ААФ» (США). Фильтрующие панели в этих фильтрах образованы из сетчатых шторок, прикрепленных к втулочным цепям, надетым на приводные зубчатые шестерни (рис. 11.10). На вертикальном участке движения шторки пере­ крывают друг друга, создавая фильтрующий слой из трех-че­ тырех слоев сеток. В нижней части фильтра шторки разъединя­ ются при проходе через масляную ванну, в его верхней части они переворачиваются.

Шлам удаляется вручную с помощью скребка, извлекаемого за две ручки через переднюю уширенную часть ванны.

■62

Фильтры Славянского завода комплектуются из базовой сек­ ции шириной 1700 мм с электроприводом йодной или двух допол­ нительных секций правой и левой сборки. Номинальная пропу­ скная способность каждой секции 20 тыс. м3/ч, удельная воздуш­ ная нагрузка 8350 м3/ч- м2.

К нижней части шторок фильтров Мальти Дьюти могут прик­ репляться стальные предохранительные решетки для защиты се­ ток от повреждения и забивания крупными предметами. По сборке эти фильтры также аналогичны фильтрам Славянского завода. Шторки движутся периодически через каждые 12 мин. В фильтрах высотой до 2850 мм фильтрующие панели провора­ чиваются в течение 13 с, а в более высоких фильтрах — в тече­ ние 20 с. По данным фирмы, такой режим движения обеспечи­ вает сток излишков масла к тому времени, когда шторка, вы­ шедшая из масляной ванны, начинает подвергаться действию

воздушного потока.

Для работы фильтров в условиях повышенной запыленности предусматривается возможность циркуляции масла в ваннах с его очисткой в регенерационной аппаратуре. Ванны многосекционных установок в этом случае объединяются с помощью пат­ рубков и соединительных отводов-калачей диаметром 100 мм. Большой диаметр коммуникаций позволяет поддерживать такиескорости циркуляции масла, которые предупреждают выпадение шлама на дно ванн и обеспечивают прокачиваемость масла и при низких температурах. Для этой же цели фильтры снабжа­ ются электроподогревателями, устанавливаемыми снаружи ванн.. При подборе фильтров фирма рекомендует исходить из скоро­

сти потока воздуха не более 2,5—2,6 м/с.

Самоочищающиеся шторчатые фильтры типа ФШ. Фильтры,

типа ФШ (рис. II.11 и табл. II.7) предназначены для использо­ вания как в нормальных условиях, так и при повышенной за­ пыленности воздуха. С этой целью в фильт.р предусмотрено ме­ ханическое удаление шлама с помощью скребкового транспор­ тера.

ТА БЛИ Ц А II.Г

Технические показатели фильтров типа ФШ

бз;

Фильтр состоит из секций, представляющих собой вертикаль­ ный транспортер периодического действия, съемные шторки ко­ торого являются фильтрующими элементами.

Рис. 11.11. Схема устройства фильтра ФШ производства Серпуховского ме­ ханического за.вода

На двух бесконечных втулочных цепях 1, расположенных у

•боковых стенок корпуса 2 за пределами живого сечения фильтра, шарнирно подвешены фильтрующие шторки 3. Шторки, находя­ щиеся в одной плоскости, образуют сплошную фильтрующую панель. Это обеспечивается направляющими и конструкцией са­ мих шторок, устроенных таким образом, что зазор между ними перекрывается. Цепи движутся по системе «патер ностер» без -опрокидывания, разъединяясь и снова соединяясь в верхней и

нижней частях фильтра при переходе из одной плоскости в дру тую.

Перемещение шторок и работа механизмов шламоудаления

•64

осуществляется от одного привода 4, расположенного на бункере 5 масляной ванны 6. Скребковый механизм связан с редуктором узла привода цепной передачей, а ведущий вал секции — меха­ низмом мальтийского креста 7.

Рычаг храпового механизма выполнен с пружинными элемен­

тами. При повышении крутящего момента на выходном валу редуктора в случае заедания или заклинивания шторок в направ­

ляющих пружинные элементы тяги сжимаются, при этом микровыключатель, закрепленный на тяге, размыкает цепь питания электродвигателя. Наличие механизма мальтийского креста исключает одновременную нагрузку на узел привода от двух или более секций.

В фильтре имеется устройство для равномерного натяжения цепей механизма шторок без перекосов.

Ванна состоит из двух отсеков, разделенных между собой фильтрующим слоем 8, например листом губчатого пенополиуре­ тана, опирающимся на перфорированную металлическую пере­ городку. Из нижнего отсека ванны масло перекачивается шесте­ ренным насосом в верхний отсек. Таким образом создается не­ прерывная рециркуляция масла, очищаемого фильтрующим сло­ ем.

Шлам, скапливающийся на фильтрующем слое в ванне, счи­ щается с него скребковым механизмом 9 и сбрасывается в бун­ кер ванны. Механизм для удаления шлама из бункера ванны представляет собой группу черпаков 10, шарнирно-подвешенных на цепях. При разгрузке черпаки опрокидываются и ударяются о нож, укрепленный на корпусе бункера. При этом большая часть вынесенного шлама сбрасывается с черпака в шламоприемник 11.

Шламоприемник оборудован фильтром из куска мешковины, отделяющим масло, которое в небольшом количестве выносится со шламом. Профильтрованное масло из шламоприемника может возвращаться в ванну фильтра при помощи того же насоса.

Фильтрующая шторка состоит из вертикальных пластинок специального профиля, насаженных на горизонтальные штыри и жестко стянутых при сборке П-образными боковыми стенками. Шторки всегда обращены к потоку одной стороной. Отсутствие нижней и верхней стенок способствует более свободному тече­ нию масла между пластинками и, следовательно, лучшей их промывке; после выхода шторки из ванны масло быстро стекает с нее. При рекомендуемой воздушной нагрузке порядка 8 тыс. м3/ч-м2 скорость в живом сечении шторок (без учета толщины масляных пленок) составляет около 4 м/с (см. табл. II.7).

Эффективность фильтров можно оценить следующим обра­ зом. Пластинки заполнения шторок образуют множество .плоских изломанных каналов шириной в свету 3,5 мм. В пределах каж­ дой из шторок поток изгибается дважды под углом ф=45°, а в

двух рядах шторок —4 раза. Можно считать, что каждый изгибканала представляет собой искривление потока с внутренним и наружным радиусами соответственно #i = 12 мм и /?г=15 мм.

Минимальный размер частиц й(МИн,сепарирующихся после че­ тырех искривлений потока к наружной стенке с эффективностью порядка 95%, может быть приближенно оценен из условия, что

ния необходимой эффективности достаточно, чтобы полностью от­ делились частицы размером йжжя из половины ширины входно­ го сечения, т. е. все значения R должны быть в интервале

_ _^2_+М_

*50% — 2

Учитывая, что в данном случае размер улавливаемых частиц заведомо очень мал, воспользуемся для оценки формулой (1.29) „ из которой следует

2fe<p

Приняв распределение скоростей в сечении канала согласно' формуле (1.4), в результате вычислений получаем т=4,5-10-4 с

Аэродинамическая характеристика фильтров типа ФШ по­ казана на рис. II.3.

Режим передвижения шторок прерывистый, с паузами, сред­ няя скорость передвижения 0,76 см/с. Продолжительность пауз составляет 12,5 мин, что достаточно для стока излишков масла. Ванна фильтра снабжена сифонным устройством для удаленияскопляющейся в ней воды.

* На рис. 11.11 условно показан фильтр, состоящий из двух секций

66

■Рис. 11.12. Самоочищающийся члторчатый фильтр фирмы «Конкор­ дия» с механическим шламоудалевием

«Конкордия» (ФРГ). В этих фильтрах шторки выполнены в ви­ де металлических рамок коробчатой формы. Рамки заполнены штампованными просечными пластинками, образующими лаби­ ринтообразную структуру. Для лучшей промывки и стока масла верхняя и нижняя стенки рамок имеют отверстия. Вращение от редуктора, расположенного внизу, передается при помощи длинной штанги и храпового механизма на промежуточную ось, а с нее — цепными передачами на верхние звездочки цепей што­ рок (рис. II. 12). Движение имеет прерывистый характер.

Удаление шлама производится при помощи скребкового ме­ ханизма с длинными продольными скребками. Механизм может иметь как ручной, так и механический привод.

3. ВОЛОКНИСТЫЕ ВОЗДУШНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Общие сведения

К волокнистым фильтрам относится большая группа фильтров различной конструкции, снаряжаемых неткаными волокнистыми

•фильтрующими слоями. Развитие технологии нетканого произ­ водства различных текстильных изделий позволило получать во­

локнистые слои машинной выработки з виде матов, обладающие необходимой однородностью и прочностью.

Объемные нетканые фильтрующие материалы могут быть из­ готовлены из нескольких тонких слоев штапельного (короткого) волокна, получаемых на чесальных машинах текстильного про­ изводства. Слои склеивают связующими веществами типа латек­ са, поливинилацетатной смолы и т. п. Связующее наносят на по­ верхности отдельных слоев с помощью пульверизаторов, после

чего слои накладывают друг на друга и обрабатывают в сушиль­ ных камерах, где связующее лолимеризуется, скрепляя между собой как слои, так и волокна в слоях.

Синтетические волокна могут быть также связаны в проч­ ный слой в процессе их изготовления.

В других случаях волокнистые слои пропитывают эмульсия­ ми связующих веществ, а затем подвергают термической обра­ ботке. Такие нетканые материалы называют клеевыми.

Действие склеивающих смол может быть заменено или уси­ лено механическим связыванием волокон с помощью специаль­ ных игл (иглопробивные материалы). Недостатком таких фильтрующих материалов иногда является повышенный про­ скок пылевых частиц через каналы, образованные иглами.

Объемные фильтрующие материалы могут быть изготовлены также из длинного волокна путем его специальной укладки, пропитки связующим веществом и последующей вытяжки полу­ чаемого слоя. Такие материалы характеризуются волнистой структурой и упругостью. Толщина материалов может дости­ гать 100 мм.

Волокнистые слои могут иметь различную структуру — от очень плотной структуры типа бумаги или картона и до едва связанной структуры типа ваты или ватина. Эффективность волокнисых слоев также варьирует в очень широких пределах — от «абсолютной», т. е. обеспечивающей практически полное улавливание частиц всех размеров, до эффективности, соответ­ ствующей III классу фильтров. Повышение эффективности до­ стигается утонением применяемых волокон и более плотной их укладкой. Сопротивление волокнистого слоя, как правило, уве­ личивается с повышением его эффективности.

'В конструктивном отношении волокнистые фильтры подразде­ ляются на две группы: ячейковые и рулонные.

Ячейковые волокнистые фильтры бывают плоские, карманные и складчатые. Плоские фильтры заполняются рыхлыми волокни­ стыми материалами толщиной 26—50 мм. В карманных фильт­ рах применяются материалы с повышенным сопротивлением и, соответственно, с повышенной эффективностью, а в складчатых фильтрах — еще более плотные материалы, которые укладыва­ ются в фильтр так, что образуют складки, позволяющие макси­ мально развить фильтрующую поверхность.

68

Рулонные волокнистые фильтры также бывают плоские и складчатые.

Как правило, фильтрующий материал после испбльзования выбрасывают, однако имеются материалы, которые можно использовать повторно после очистки их путем отряхивания, про­ мывки, продувки или пылесосом.

Волокнистые фильтры значительно менее пылеемки, чем мас­ ляные, однако их применение позволяет избежать трудоемких и грязных операций, связанных с эксплуатацией и регенерацией масляных фильтров. Отчасти по этой причине масляные фильтры вытесняются равноценными им по эффективности волокнистыми фильтрами III класса.

Ячейковые волокнистые фильтры

П л о с к и е ф и л ь т р ы

Плоские ячейковые волокнистые фильтры по конструкции не отличаются от масляных, а их технические показатели определя­ ются свойствами фильтрующего материала. Характеристики не­ скольких видов материала типа Виледон, весьма распространен­ ного нетканого фильтрующего материала, приведены на рис. II.3 и II.4. Образцы различались по толщине волокон и слоя, эффективности и пылеемкости. Такие фильтры легко регенери­ руются промывкой водой из шланга с наконечником, просто под водопроводным краном, в тазу с мыльной водой и т. п., или очисткой пылесосом, что делает их особенно удобными в уста­ новках бытового назначения.

Объемный нетканый фильтрующий материал, изготовленный по технологии ЦНИИШерсти, сформирован из смеси натураль­ ной свиной щетины и полипропиленового медно-аммиачного или полихлоридного волокна. Толстая и упругая щетина, укладывае­ мая в количестве до 25—35%, создает упругий каркас, который заполняется более тонким химическим волокном.

Фильтры могут снаряжаться также фильтрующим материа­ лом типа Ф|СВУ (ТУ 21-01-369-70), который изготовляется из тя­

вследствие чего может транспортироваться и храниться в сжа­ том состоянии. Материал, выпускаемый шириной до 1150 мм и толщиной 50 мм, слегка промасливается. Содержание масла со­ ставляет до 10% массы волокна. Масса 1 м2 материала 300— 350 г. Плотность 8 кг/м3. Прочность на разрыв полоски материа­ ла шириной 100 мм не меньше 7 кгс.

В отличие от известных ранее стекловолокнистых фильтрую­ щих материалов, изготовлявшихся из дутьевого волокна, очень хрупких и способных в процессе эксплуатации загрязнять воздух игольчатой стеклянной пылью, материал ФСВУ прочен.

69

Он обладает небольшим начальным сопротивлением и удов­

толщиной волокна материала ФСВУ и его более плотной уклад­ кой следовало ожидать еще большей разницы в эффективности1; возможно, что здесь сказывается плохое смачивание маслом во­ локон, покрытых слоем полимера. После использования матери­ ал должен быть заменен новым.

В некоторых случаях полотнища материала развешивают в рабочем сечении на штырях, укрепляемых в верхней части про­ ема. В этом случае для удержания в нужном положении матери­ ала, прогибающегося под давлением воздушного потока, следует предусматривать опорную решетку. Стекловолокнистые фильтры могут также встраиваться в строительные конструкции здания, например, в подшивной потолок при подаче воздуха через него в помещение окрасочных камер.

К а р м а н н ы е ф и л ь т р ы

В тех случаях, когда предъявляются особые требования к компактности фильтра, либо при малой величине располагаемо­

маны этого фильтра имеют глубину около 400 мм. Для предот­ вращения смыкания карманов, раздувающихся под давлением воздуха, их прошивают металлическими скрепками, образую­ щими несколько рукавов. Карманы крепятся на клею к лицевой панели площадью примерно 0,5 м21. Этот фильтр может быть отнесен ко II классу эффективности.

Фирма «Дельбат» выпускает карманные фильтры, соответст­ вующие I и II классу эффективности.

Карманные фильтры применяются самостоятельно, а также в

комплекте с рулонными волокнистыми или электрическими фильтрами.

С к л а д ч а т ы е ф и л ь т р ы

Фильтры типа ЛАИ К2. Эти фильтры (рис. 11.14) обладают практически 100%-ной эффективностью улавливания пыли лю­

1 Согласно табл. 1.1, минимальный диаметр улавливаемых частиц для волокон толщиной 30 мкм составляет 0,3—0,4 мкм, т. е. в 4—5 раз меньше, чем для проволоки, применяемой в масляных фильтрах ФяР.

2 Лаборатория аэрозолей Физико-химического, института им. Л. Я. Кар­ пова.

70