RU1827841C

RU1827841C - Air filter

Info

Publication number: RU1827841C
Authority: RU
Inventors: Н.С. Кобелев; вцев В.А. Кудр; В.А. Кудрявцев; И.И. Сокол; Т.В. Панина; М.С. Коротаева
Original assignee: Курский Политехнический Институт
Priority date: 1989-01-17
Filing date: 1989-01-17
Publication date: 1995-12-10

Abstract

FIELD: production and cleaning of compressed air. SUBSTANCE: air filter is provided with a flexible rubber ring made with radial holes and positioned in the jacket space on the outer side of the outlet part of the inlet pipe connection for air to be cleaned; the inlet pipe connection has radial holes aligned with the ring holes. EFFECT: enhanced economical efficiency of production of dry compressed air at high reliability of filter operation in varying weather-climatic conditions. 3 dwg

Description

Изобретение относится к очистке сжатого воздуха, в основном от туманов, в различных отраслях народного хозяйства и особенно на крупных компрессорных станциях со значительным суточным расходом сжатого воздуха. The invention relates to the purification of compressed air, mainly from mists, in various sectors of the economy and especially at large compressor stations with a significant daily consumption of compressed air.

Целью изобретения является повышение экономичности за счет снижения энергозатрат в изменяющихся погодно-климатических условиях. The aim of the invention is to increase efficiency by reducing energy consumption in changing weather and climate conditions.

На фиг.1 изображена принципиальная схема фильтра для очистки воздуха; на фиг.2 соединение резинового кольца с выходом суживающего дозвукового сопла в статическом состоянии, соответствующем закрытию проходных сечений, а на фиг. 3 соединение резинового кольца с выходом суживающего дозвукового сопла в состоянии, соответствующем открытию проходных сечений. Figure 1 shows a schematic diagram of a filter for air purification; in Fig. 2, the connection of the rubber ring with the exit of the narrowing subsonic nozzle in a static state corresponding to the closure of the passage sections, and in Fig. 3 connection of the rubber ring with the exit of the narrowing subsonic nozzle in a state corresponding to the opening of the passage sections.

Фильтр для очистки воздуха состоит из корпуса 1, снабженного рубашкой 2, имеющей штуцер вывода 3 горячего потока термодинамически расслоенного атмосферного воздуха, резинового кольца 4. Штуцеры 5 ввода очищаемого воздуха выполнены в виде дозвуковых сопел с криволинейными канавками 6 и соединены со стенками рубашки 2 и корпуса 1. Штуцер 7 вывода очищенного воздуха размещен на крышке 8 корпуса, имеет коническую насадку 9 с радиальными канавками 10. Конденсатоотводчик 11 поплавкового типа расположен в коническом днище 12 корпуса 1. На крышке 8 корпуса 1 непосредственно у штуцера вывода 7 очищенного воздуха установлены форсунки 13, служащие для направленной подачи горячего потока термодинамически расслаиваемого атмосферного воздуха из дополнительной рубашки 2 корпуса 1. The filter for air purification consists of a housing 1, equipped with a jacket 2, with a fitting for outputting 3 hot flows of thermodynamically separated atmospheric air, a rubber ring 4. The nozzles 5 for introducing cleaned air are made in the form of subsonic nozzles with curved grooves 6 and connected to the walls of the jacket 2 and the housing 1. The outlet 7 of the purified air outlet is located on the cover 8 of the housing, has a conical nozzle 9 with radial grooves 10. A steam trap 11 of the float type is located in the conical bottom 12 of the housing 1. On the cover 8 of the housing and 1, directly at the outlet nozzle 7 of the cleaned air, nozzles 13 are installed, which serve for the directed supply of a hot stream of thermodynamically exfoliating atmospheric air from the additional jacket 2 of the housing 1.

Для отделения крупных примесей всасываемого воздуха на штуцерах ввода 5 очищаемого воздуха установлены съемные металлические проволочные сетки 14. Отражающая перегородка 15 укреплена на крышке 8 корпуса 1 и расположена между штуцером ввода 5 и вывода 7 очищаемого воздуха. Штуцер вывода 3 горячего потока снабжен клапаном управления 16. По периферии выхода суживающего дозвукового сопла штуцера 5, находящегося в полости рубашки 2, выполнены отверстия 17. Фильтрующий элемент 18 установлен на перфорированной части штуцера вывода 7 очищаемого воздуха. В резиновом кольце 4 выполнены радиальные отверстия 19, проходные сечения которых в статическом состоянии закрыты и открываются при расширении кольца 4, под воздействием давления горячего потока термодинамически расслоенного атмосферного воздуха. To separate large impurities of the intake air, removable metal wire mesh 14 is installed on the inlet 5 nozzles of the cleaned air. The reflecting wall 15 is mounted on the cover 8 of the housing 1 and is located between the inlet 5 nozzle and the outlet 7 of the cleaned air. The outlet fitting 3 of the hot flow is equipped with a control valve 16. At the periphery of the outlet of the narrowing subsonic nozzle of the nozzle 5 located in the cavity of the shirt 2, openings 17 are made. The filter element 18 is mounted on the perforated part of the outlet fitting 7 of the cleaned air. In the rubber ring 4, radial holes 19 are made, the passage sections of which are closed in a static state and open when the ring 4 expands, under the influence of the pressure of a hot stream of thermodynamically stratified atmospheric air.

Фильтр работает следующим образом. Атмосферный воздух, загрязненный капельной влагой и твердыми частицами пыли при положительных температурах окружающей среды или влагой в твердом и жидком состоянии при отрицательных температурах, поступает в жидком состоянии в штуцер 5 корпуса 1. Частицы загрязнений, проходящие через съемные металлические проволочные сетки 14, в результате уменьшения проходного сечения штуцера 5, выполненного в виде суживающего сопла, и возрастания скорости всасываемого потока, оттесняются к стенке и попадают в криволинейные канавки 6, где, сталкиваясь с другими частицами, укрупняются и становятся "ядрами конденсации" водяного пара. Закручивание в криволинейных канавках более плотного потока пограничного слоя приводит к вращательному движению всего потока всасываемого воздуха перед выходным отверстием суживающегося дозвукового сопла, в виде которого выполнены штуцеры 5, что приводит к более интенсивной коагуляции легких мелких частиц и в конечном итоге улучшает работу фильтра. На выходе из сопла газ внезапно расширяется, снижая свою температуру. Это приводит к дополнительной коагуляции мельчайших частиц влаги, которая с твердыми частицами пыли, а при отрицательных температурах и с твердой фазой жидкости, ударяясь об отражательную перегородку 15, попадает на коническое днище 12 фильтра, где находится конденсат. В результате этого осуществляется смачивание упавших частиц, тем самым предотвращается их унос к фильтрующему элементу 18. The filter works as follows. Atmospheric air contaminated with droplet moisture and solid dust particles at positive ambient temperatures or moisture in the solid and liquid state at negative temperatures, enters the liquid in the nozzle 5 of the housing 1. The pollution particles passing through the removable metal wire mesh 14, as a result of reduction the bore of the nozzle 5, made in the form of a narrowing nozzle, and an increase in the velocity of the suction stream, are pushed to the wall and fall into the curved grooves 6, where, when faced with other particles, coarsen and become the "nucleus of condensation" of water vapor. Twisting in a curved grooves of a denser flow of the boundary layer leads to a rotational movement of the entire flow of intake air in front of the outlet of the tapering subsonic nozzle, in the form of which fittings 5 are made, which leads to more intense coagulation of light small particles and ultimately improves the filter. At the exit of the nozzle, the gas suddenly expands, lowering its temperature. This leads to additional coagulation of the smallest particles of moisture, which with solid particles of dust, and at negative temperatures and with the solid phase of the liquid, hitting the reflective wall 15, falls on the conical bottom 12 of the filter, where the condensate is located. As a result of this, the fallen particles are wetted, thereby preventing their entrainment to the filter element 18.

Дальнейшая тонкая очистка всасываемого воздуха осуществляется на фильтрующем элементе 18, где происходит коагуляция мельчайших капелек тумана, стекание их по конической насадке 9, радиальные канавки 10 которой предотвращают возможные витания частиц в потоке воздуха, поступающего в фильтрующий элемент. Further fine cleaning of the intake air is carried out on the filter element 18, where the smallest droplets of fog coagulate, draining them on a conical nozzle 9, radial grooves 10 of which prevent possible particles from flowing in the air stream entering the filter element.

Известно, что термодинамическое расслоение воздуха в суживающем дозвуковом сопле сопровождается разделением на горячий и холодный потоки и различными давлениями (давление горячего периферийного потока более высокое, чем холодного центрального). При этом, чем выше плотность воздуха (например, за счет увлажнения) на входе в дозвуковое сопло, выполняющее функции вихревой трубы, тем более высокая температура горячего и более низкая температура холодного потоков. It is known that the thermodynamic separation of air in a narrowing subsonic nozzle is accompanied by separation into hot and cold flows and various pressures (the pressure of the hot peripheral stream is higher than that of the cold central one). Moreover, the higher the density of air (for example, due to humidification) at the inlet to the subsonic nozzle, which acts as a vortex tube, the higher the temperature of the hot and lower temperature of the cold flows.

Поэтому упругость резинового кольца выбрана таким образом, что при положительных температурах всасываемого атмосферного воздуха с соответствующей плотностью по максимальной загрязненности влагой и пылью, не расширяется под воздействием давления горячего потока, получаемого за счет термодинамического расслоения всасываемого воздуха. В результате проходные сечения радиальных отверстий 19 резинового кольца 4 закрыты и весь атмосферный воздух, поступающий в суживающее дозвуковое сопло 5, после соответствующей обработки на элементах фильтра направляется через штуцер 7 в компрессор. Therefore, the elasticity of the rubber ring is chosen in such a way that at positive temperatures of the absorbed atmospheric air with the corresponding density for maximum contamination by moisture and dust, it does not expand under the influence of the pressure of the hot stream obtained by thermodynamic separation of the intake air. As a result, the bore sections of the radial holes 19 of the rubber ring 4 are closed and all the atmospheric air entering the narrowing subsonic nozzle 5, after appropriate processing on the filter elements, is sent through the nozzle 7 to the compressor.

При отрицательных температурах окружающей среды плотность всасываемого атмосферного воздуха увеличивается, соответственно возрастает давление горячего периферийного потока, резиновое кольцо 4 расширяется, открываются проходные сечения радиальных отверстий 19 и часть горячего потока поступает в полость рубашки 2, обогревая корпус 1 фильтра, коническое днище 12, не допуская замерзание конденсата 11. При этом, чем ниже температура окружающей среды, тем выше плотность всасываемого атмосферного воздуха и, соответственно, больше давление горячего потока при термодинамическом расслоении. В результате шире открываются проходные сечения радиальных отверстий 19 при возрастании расширения резинового кольца 4, и большее количество горячего потока поступает в полость рубашки 2, осуществляя интенсивный нагрев элементов фильтра. At negative ambient temperatures, the density of intake air increases, the pressure of the hot peripheral flow increases, the rubber ring 4 expands, the flow sections of the radial holes 19 open, and part of the hot flow enters the cavity of the jacket 2, heating the filter housing 1, the conical bottom 12, preventing condensate freezing 11. In this case, the lower the ambient temperature, the higher the density of intake air and, consequently, the greater the hot pressure bringing flow during thermodynamic separation. As a result, the passage sections of the radial holes 19 open wider with an increase in the expansion of the rubber ring 4, and a larger amount of hot flow enters the cavity of the jacket 2, carrying out intensive heating of the filter elements.

По мере необходимости этим горячим потоком термодинамически расслаиваемого атмосферного воздуха через форсунки 13 можно осуществлять противоточную продувку фильтрующего элемента. Конденсатор и загрязнения из корпуса 1 удаляются через конденсатоотводчик (например, поплавкового типа) при достижении жидкостью определенного объема. If necessary, this hot stream of thermodynamically delaminated atmospheric air through the nozzles 13 can carry out countercurrent purging of the filter element. The condenser and dirt from the housing 1 are removed through a steam trap (for example, float type) when the liquid reaches a certain volume.

Применение предлагаемого изобретения позволит повысить экономичность производства сухого сжатого воздуха при заданной эксплуатационной надежности за счет сокращения его расхода на предотвращение обмерзания фильтра при изменяющихся параметрах всасываемого воздуха. The application of the invention will improve the efficiency of production of dry compressed air at a given operational reliability by reducing its consumption to prevent freezing of the filter with changing parameters of the intake air.

Claims

FILTER FOR CLEANING THE AIR, characterized in that, in order to increase efficiency by reducing energy consumption in changing weather and climate conditions, the filter is equipped with an elastic rubber ring made with radial holes and placed in the cavity of the shirt on the outside of the outlet of the input port of the cleaned air, wherein the fitting on the output part is made with radial holes, coaxial holes of the ring.