узел эжекции для регенерации фильтра

Формула изобретения

УЗЕЛ ЭЖЕКЦИИ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ФИЛЬТРА, содержащий жесткий цилиндрический фильтр-патрон, сопло, смесительную камеру и диффузор, отличающийся тем, что отношение длины смесительной камеры к ее диаметру составляет 2,3 - 2,7, а расстояние l от среза сопла до смесительной камеры составляет 3,5 - 3,9 (D_ск - D_с), где D_ск - диаметр смесительной камеры, D_с - диаметр сопла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области струйных аппаратов, применяемых при регенерации фильтров, оснащенных жесткими фильтр-патронами, и может быть использовано в фильтрующих установках для химической, металлургической, атомной, строительной, пищевой и других отраслей промышленности.

Наиболее близкой к предлагаемой является конструкция узла эжекции, состоящего из сопла, смесительной камеры и диффузора, которым оснащается каждый фильтр-патрон. Известный узел эжекции характеризуется фиксированным расстоянием l от среза сопла до смесительной камеры, которое определено экспериментально для стандартных рукавных фильтров и составляет l = (4,0-4,5). (D_ск - D_c), где D_ск и D_c - диаметры смесительной камеры и сопла соответственно. Однако многочисленные эксперименты, проведенные авторами, показали, что такая конструкция узла эжекции также не обеспечивает равномерной регенерации, за счет чего 8-10% поверхности рукавного фильтр-патрона регенерируется неэффективно. У жестких фильтр-патронов (у которых не происходит деформация поверхности при регенерации, способствующая отслаиванию пыли) этот недостаток усугубляется и неэффективно регенерируется 20-30% поверхности.

Как показали эксперименты, максимальная эффективность и равномерная регенерация жестких фильтр-патронов достигается в течение первых 0,5-2,0 с и дальнейшее увеличение времени импульса на эффективность и равномерность регенерации не сказывает влияния. Эффективность и равномерность регенерации существенно зависит от величины и равномерности давления, создаваемого узлом эжекции во внутренней полости цилиндрического фильтр-патрона, что зависит от конструкции узла эжекции. Предложена оптимальная конструкция узла эжекции, у которого отношение длины смесительной камеры к ее диаметру составляет 2,3-2,7. Расстояние от среза сопла до смесительной камеры (l) составляет l = (3,5-3,9)(D_ск - D_c), где D_ск - диаметр смесительной камеры, D_c - диаметр сопла.

На чертеже представлена конструкция узла эжекции.

На чертеже показаны сопло 1, смесительная камера 2, диффузор 3, фильтр-патрон 4, трубная доска 5, D_c - диаметр сопла, l - расстояние от среза сопла до смесительной камеры, D_ск - диаметр смесительной камеры, l_ск - длина смесительной камеры.

Изготовлен узел эжекции предлагаемой конструкции с размерами: D_c = 3 мм, l = 70 мм, D_ск = 22 мм, l_ск = 57 мм, соотношение длины смесительной камеры к ее диаметру l_ск/D_ск= 2,6. Эжектор использовали для регенерации цилиндрического фильтр-патрона, спеченного из порошка нержавеющей стали Х18Н9Т D 40х34х480 мм. Нижнее отверстие фильтр-патрона заглушено, а верхнее приварено к выходу диффузора узла эжекции. Фильтр-патрон с эжектором крепится в трубной доске, разделяющей фильтр на запыленное и чистое отделения. Газ очищается, проходя через поры фильтр-патрона с наружной стороны из запыленного отделения фильтра, расположенного под трубной доской, и, через внутреннюю полость фильтр-патрона поступает в чистое отделение фильтра над трубной доской. На внешней поверхности фильтр-патрона накапливается осадок, который снижает производительность фильтра. Для удаления осадка из сопла в течение 0,4 с подается струя газа, которая увлекает за собой пассивную среду (очищенный газ из чистой камеры фильтра), в смесительной камере потоки смешиваются, а в диффузоре происходит преобразование кинетической энергии потока в давление газа во внутренней полости фильтр-патрона. Давление, создаваемое узлом эжекции внутри фильтр-патрона, превышает давление в грязной камере фильтра, создается обратный поток газа через пористый фильтр-патрон и осадок сбрасывается с внешней поверхности фильтр-патрона в пылесборник.

Сравнительные испытания предлагаемой и известной конструкции, проведенные на модельных фильтрах при очистке воздуха, содержащего 5 - 7 г/м³ кварцевой пыли размером 5 1 мкм, показали, что предлагаемый узел эжекции обеспечивает равномерное распределение давления после диффузора внутри фильтр-патрона, что создает равномерный поток отдувки по всей поверхности фильтр-патрона и обеспечивает равномерную регенерацию всей поверхности и полное восстановление производительности фильтра.

Известная конструкция узла эжекции, взятая в качестве прототипа, не обеспечивает равномерной регенерации фильтр-патрона, поэтому производительность фильтра восстанавливается только на 70-80%.

Опытные испытания предлагаемого узла эжекции были проведены в течение 6000 часов, отдувка производилась каждые 6-8 часов по мере накопления осадка. Испытания проходили фильтры, собранные из 4, 20, 120 фильтр-патронов, которые затем подвергались демонтажу. Взвешивание фильтр-патронов производили до и после испытаний, кроме того, процесс можно было наблюдать через прозрачную стенку корпуса фильтра. Была показана высокая эффективность и равномерность регенерации (98%), что характеризует высокую надежность, воспроизводимость и эффективность предложенной конструкции.