CZ299921B6 - Filtracní zarízení se zpetným proplachem - Google Patents

Abstract

Filtracní zarízení se zpetným proplachem sestávající z filtracního prvku (100) a zarízení k cištenífiltracního povrchu (106) filtracního prvku (100)pomocí tlakové tekutiny, pricemž povrch filtracního prvku (100) je v zásade válcového tvaru a skrzenej muže proudit cištená kapalina behem filtrace,pricemž filtracní prvek (100) je u dna uzavren a na druhé strane má otvor (102), kde je usporádán, kdy je vodicí plocha rozvadece (30) provedena souose s filtracní plochou (106), pricemž je provedenave tvaru komolého kužele a délka rozvadece (30) smerem do filtracního prvku predstavuje 20 až 70 % axiální délky celého filtracního prvku mereno od otvoru (102).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká filtračního zařízení se zpětným proplachem pro čištění filtračních povrchů filtračních prvků, sestávajícího z filtračního prvku a zařízení k čištění íiiiiačníiio povrchu filtračního prvku, kterým prochází tekutina, která má být vyčištěna během filtrace, pomocí tlakového čisticího média, přičemž čisticí zařízení dále obsahuje rozvaděč s vodicí plochou pro čisticí médium přicházející / tlakového vedení a zajišťující rovnoměrné rozložen tlaku čisticího média v oblasti čištěné filtrační plochy.

Dosavadní stav techniky

Taková filtrační zařízení jsou například požadována pro čištění prachových filtrů v průmyslových provozech. Prachové filtry, používané pro průmyslové účely, jsou v mnoha případech přibližně ve tvaru dutých válců, uspořádaných tak, že na jednom konci filtračních prvků je výstupní otvor pro vyčištěnou látku jakou jc například kouřový plyn, ze kterého byl odstraněn prach. Trubkovitý povrch filtračního prvku je tvořen filtrační látkou jako je filtrační membrána nebo filtrační rouno. Tento trubkovitý povrch filtračního členu potom tvoří filtrační povrch, kterým prochází během filtračního procesu látka, která má býl vyčištěna jako je např. zmíněný kouřový plyn, zatímco částice prachu, v kouřovém plynu obsažené, jsou zadržovány filtrační látkou, aby se takto docílilo požadovaného čisticího účinku. V této spojitosti látka, která má být vyčištěna, naráží na vnější povrch filtračního členu a je pak odváděna trubkovitým prostorem, tvořeným filtračním prvkem nebo výstupním otvorem, vytvořeným na jednom osovém konci filtračního prvku.

V průběhu výše popsané filtrační operace se utvoří na vnější straně filtračního prvku nebo filtračního povrchu filtrační prachový koláč, který' se zvětšuje se zvětšující se dobou trvání

3<> filtrace, přičemž průtočný odpor filtračního prvku pro proud tekutiny, která má být vyčištěna a která jím prochází se tím zvyšuje. Toto zvýšení průtočného odporu způsobu pokles tlaku proudu tekutiny při průchodu filtračním prvkem, který naopak zhoršuje výtok vyčištěné tekutiny nebo tento výtok umožní jen pomocí drahých a energeticky náročných přídavných sacích zařízení.

Z toho plyne, že filtrační povrchy filtračního prvku musí být zpravidla čištěny pravidelně, aby byla takto zajištěna funkce bez. turbulencí.

Za tímto účelem se běžně používá čisticí medium pod tlakem, jako je stlačený vzduch, který se zavede vypouštěcím otvorem do vnitřku filtru, aby se tímto způsobem odstranil filtrační pracho40 vý koláč vytvořený na vnější straně filtračního prvku nebo na filtračním povrchu, Přesto se však zjistilo, Že filtrační prvky čištěné tímto způsobem znovu způsobují pokles vysokého tlaku proudu tekutiny, která má být vyčištěna, a to již po poměrně krátké době funkce filtračního prvku. Jako řešení tohoto problému bylo již navrženo zavést do vnitřku filtračního prvku stlačený vzduch, používaný jako čisticí médium, ve formě jednotlivých pulsů stlačeného vzduchu. Navíc bylo i? navrženo zavést do vnitřku filtračního prvku čisticí medium pomocí trysek, přičemž otvory' trysek mají menší průměr, než je výstupní otvor filtračního prvku, aby se tímto způsobem přidal k působení stlačeného vzduchu jako čistícího média, ještě také vzduch okolního prostředí dovnitř filtračního prvku a zvýšil se tak objem vzduchu zavedeného do filtračního prvku.

Z EP 0531657 je známo filtrační zařízení sc zpětným proplachem, které sestává z filtračního prvku a zařízení k čištění filtračního povrchu filtračního prvku pomocí tlakové tekutiny, přičemž povrch filtračního prvku je válcového tvaru a skrze něj může proudit čištěná kapalina během filtrace, přičemž filtrační prvek je u dna uzavřen a na druhé straně má otvor, kde je uspořádán rozvaděč ve tvaru perforované válcové trubky, jejíž délka směrem do filtračního prvku před- 1 CZ 299921 B6 stavuje 25 až 30 % délky celého filtračního prvku. U takových tvarů a uspořádání rozvaděče uvnitř prvku se však nedosahuje optimálního proudění a lim i výkonu.

když pomocí výše popsaných opatření mohl být docílen zlepšený účinek čištění čisticím ? mediem, zjistilo se. že ani zavedení čisticího média do vnitřku filtračního prvku ve formě oddělených tlakových pulsů a/nebo pomocí vhodného zavedeni trysek nezabránilo tomu. aby se znovu neobjevil vysokotlaký pokles proudu tekutiny, která má být vyčištěna, a to jiz po krátké provozní době v porovnání s nepřetržitým provozem po prvním počátečním spuštění filtračního prvku. Cílem vynálezu je představit filtrační zařízení se zpětným proplachem výše popsaného druhu, io které by umožnilo co nejdelší nepřerušovaný provoz filtračního prvku.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje do značné míry filtrační zařízení se zpětným proplachem podle vynálezu, sestávajícího z filtračního prvku a v něm uspořádaného rozvaděče, jehož podstata spočívá v tom, že vodicí plocha rozvaděče je provedena souose s filtrační plochou, přičemž je provedena ve tvaru komolého kužele a délka rozvaděče směrem do filtračního prvku představuje 20 až 70% axiální délky celého filtračního prvku měřeno od otvoru. Řešení je založeno na poznání, že právě použití vhodné trysky pro zavedení čisticího média do ílltraěního prvku a dále zavedení čisticího média ve formč tlakových pulsů má za následek dynamický tlak čisticího média v oblasti osového konce filtračního prvku, orientovaného opačné než výstupní otvor, který příznivě ovlivňuje čištění filtračních povrchů v oblasti dna filtračního prvku, ale má za následek nedostatečné vyčištění filtračního povrchu v oblasti výstupního otvoru, V souladu s tím je u zná25 tných čisticích zařízení provedeno uspokojivé vyčištění jen v oblasti těsně přiléhající ke dnu filtračního článku filtračního povrchu. Protože tato oblast má nejnižší průtočný odpor pro tekutinu, která má být vyčištěna, tok této tekutiny se soustředí do této oblasti po novém uvedení vyčištěného filtračního prvku do chodu, což znovu podporuje tvorbu filtračního koláče, tím zvyšování průtočného odporu, takže se velmi rychle objeví takový stupeň znečištění, který' si vyžádá nové čištění filtračního prvku.

Pomoci dalšího vylepšeni podle vynálezu známých čisticích zařízení se docílí rovnoměrného rozdělení tlaku čisticího média v oblasti celého filtračního povrchu, takže je během filtrace vyloučena koncentrace toku tekutiny na jednotlivé části filtračního povrchu. Proto použití čisticího zařízení podle vynálezu může účinně zabránit rychlému ukládání filtračního koláče na jednotlivé části filtračního povrchu a tím také zabránit neúměrně rychlému nárůstu průtočného odporu filtračního prvku během filtrace pro konstantní tok tekutiny, což má za následek, že životnost filtračního prvku se zvýší.

•jo Rovnoměrné rozdělení tlaku čisticího média může být dosaženo například použitím rozváděč ího zařízení, jehož povrch je uzpůsobený pro vedení čisticího media, který vystupuje /.tlakového potrubí. V této souvislosti je možné použití takových vodicích povrchů toku, s kterými se vy vodí laminární tok čisticího média, zajišťující požadované rovnoměrné rozdělení tlaku. Zejména je výhodné, když takový vodicí povrch způsobí turbulentní tok čisticího média, vstupujícího dovnitř filtračního článku. Protože takové vodicí povrchy mohou být snadno začleněny do poměrně jednoduché konstrukce, je toto řešení velmi účinné. Za tímto účelem je výhodné, když rozváděči zařízení zahrnuje rozvaděč, který' lze zasunout do otvoru filtračního prvku, tvořícího výstup tekutiny, která má být vyčištěna během filtrace. Pro uskutečnění čisticího cyklu může být takový rozvaděč zasunut do ílltraěního prvku a znovu vyjmut z filtračního prvku pro okamžité provedení

5o filtrace. Navíc lze uvažovat i s použitím takových rozvaděčů, které zůstávají ve filtračním prvku během filtrace, například ve formě součásti, která je pevně spojena s filtračním prvkem. Například může rozvaděč probíhat od výstupního otvoru, uspořádaného u osového konce filtračního prvku dovnitř filtračního prvku, který je alespoň částečně ohraničený, s výhodou válcovým trubkovitým filtračním povrchem. Tímto uspořádáním lze docílit celkové konfigurace s velkou úspo55 rou místa, a to zvláště v případě, kdy rozvaděč zůstává během filtrace uvnitř filtračního prvku.

Turbulentní tok čisticího média přiváděného otvorem filtračního prvku, který má za následek požadované rovnoměrné rozdělení tlaku čisticího média, lze zajistit, pokud se současně zajistí v průběhu filtrace minimální průtočný odpor. Obzvláště jednoduchým způsobem se toho docílí, s když jsou rozměry rozvaděče provedeny vůči rozměrům filtračního prvku tak, že poměr rychlosti proudu média procházejícího filtračním povrchem a dále plynoucího do otvoru přes rozdělovač byi přt průchodu rozdělovačem vůči rychlosti proudu média v axiální oblasti mezi rozdělovačem a filtračním povrchem v rozmezí 0,4 až 2,5.

Rovnoměrné rozdělení tlaku čisticího média během čištění a současně minimální zvýšení průtočného odporu během filtrace sc zajistí tím způsobem, když rozvaděč sahá od výstupního otvoru až po 20 až 70%. svýhodou po 20 až 50% osové délky filtračního prvku a průměr rozvaděče na jeho opačném konci od výstupního otvoru odpovídá 40 až 95 % vnitřního průměru filtračního prvku.

!5

Průměr rozvaděče u jeho druhého konce, orientovaného k výstupnímu otvoru filtračního prvku, může odpovídat vnitřnímu průměru filtračního prvku nebo otvoru nebo může mít průměr, který je o něco menší. Zjistilo se, že v případě, kdy se použila pro zavedení čistícího média tryska, bylo zejména výhodné, když rozvaděč měl na svém konci orientovaném k výstupnímu otvoru fil20 tračního prvku průměr odpovídající průměru trysky nebo když měl průměr poněkud větší než byl průměr try sky.

1.1 výše popsaného příkladu provedení rozvaděče lze docílit obzvláště nízkého průtočného odporu během filtrace, pokud se současně zajistí požadované rovnoměrné rozdělení tlaku čisticího média během čištění a když jsou rozměry rozvaděče nastaveny k rozměrům filtračního prvku tak, že poměr rychlosti toku kapaliny v rozvaděči tekoucího filtračním povrchem během filtrace a vypouštěného rozvaděčem zasunutým do výstupního otvoru filtračního prvku k rychlosti toku kapaliny vně rozvaděče, tekoucího osovou oblastí filtračního povrchu, obklopujícího rozvaděč, jc v rozmezí 0.4 až 2.5. V souladu s tím je na jedné straně zabráněno vybuzení vysokého dynamického tlaku v prstencové mezeře, vytvořené mezi rozvaděčem a filtračním povrchem uvnitř filtračního prvku a na druhé straně je zabráněno vybuzení dynamického tlaku uvnitř rozvaděče samotného.

Podle dalšího příkladu provedení podle vynálezu, který tvoří alternativu výše popsanému řešení, může mít rozváděči zařízení podle vynálezu takový rozvaděč tlakového čisticího média, který je opatřen větším počtem výstupních otvorů, kterými je čisticí médium, dodávané přívodním tlakovým potrubím, vypouštěno nebo zaváděno do filtračního prvku pro čištění filtračního povrchu. Tento příklad provedení vynálezu jc založen na poznatku, že použití několika výstupních otvorů pro čisticí médium zpravidla zajistí účinnější čisticí pulsy, než použití jen jednoho širokého výstupního otvoru pro čisticí médium.

Zejména zvýše uvedeného příkladu provedení se zjistilo, zeje obzvláště výhodné, když čisticí zařízení má potrubní systém pro čisticí médium, pomocí kterého může být čištěno větší množství filtračních prvků současně. V této spojitosti je výhodné, když jsou s tímto potrubním systémem příslušně korelovány alespoň dva rozvaděče pro vypouštění čisticího média pro čištění filtračního povrchu filtračního prvku. Jedním čištěním bude pak pro všechny filtrační prvky, které mají být vyčištěny, zajištěn zejména jednotný čisticí účinek, pokud čisticí médium, dodávané čisticím zařízením prochází nejdříve rozvaděčem, který má více výstupních otvorů než jich má rozvaděč, uspořádaný dále po proudu. Výhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že čisticí proces, zlepšený dynamickým tlakem, který je vyvozován na zadním konci potrubního systému, pro filtrační

5o prvky uspořádané v této oblasti během čištění může byl seřízen tím. že bude více výstupních otvorů pro filtrační prvky během čištění v oblasti předního konce potrubního systému, viděno z pohledu po směru proudu.

V případě, že čisticí médium pro čištění filtračních povrchů má být vypouštěno vc formě jednotlivých tlakových pulsů, jako jsou plynové tlakové pulsy a zejména pulsy stlačeného

- j CZ 299921 B6 vzduchuje velice výhodné, když potrubní systém má jen jedno uspořádání ventilů pro vyvození tlakových pulsů a jednotlivé rozvaděče jsou uspořádány na straně výstupu tohoto uspořádání ventilů. V této spojitosti se zejména uvažuje s vypouštěním čisticího média tryskou ve směru k filtračnímu povrchu nebo vnitřku filtrů, které mají být vyčištěny.

Břeh led obrázků na výkresech

Vynález bude dále přiblížen pomocí výkresu, na kterém obrázek představuje schematicky pohled na filtrační zařízení se zpětným proplačhem podle vynálezu.

Příklady provedení vynáIezu

Filtrační zařízení se zpětným proplachem podle vy nálezu zahrnuje potrubí 10, jakým je například potrubí pro stlačený vzduch, pro odchod čisticího média, trysku 20. kterou jc toto čisticí médium, jakým je například stlačený vzduch, vpouštěno do vnitřku filtračního prvku 100 a rozvaděč 30. zavedený do výstupního otvoru 102 pro výstup čištěného média během filtrační operace filtračního prvku 100.

Filtrační prvek 100, který má být vyčištěn čisticím zařízením nakresleným na výkrese, má v podstatě tvar dutého válce, který je na jednom osovém konci filtračního prvku opatřen výstupním otvorem 102, zatímco trubkovitý povrch 106 válce je tvořen filtračním materiálem 104, jakým jc například filtrační membrána nebo filtrační rouno, Na opačném konci, než je výstupní otvor 102, je filtrační prvek 100 uzavřen dnem 1 10.

Během normální filtrační funkce teče tekutina, která má být vyčištěna, filtračním materiálem 104. jak je naznačeno na výkrese šipkami A, a je dále vypouštěna z filtračního prvku 100 rozvaděčem 30, zavedeným do výstupního otvoru J_02. Prach, obsažený v tekutině vedené k čištění se ukládá so na vnějším povrchu 106 filtračního materiálu 104.

Pro čištění filtračního povrchu tvořeného vnějším povrchem 106 filtračního materiálu 104 pomocí systému potrubí f0 se stlačeným vzduchem, je stlačený vzduch zaveden tryskou 20 a rozvaděčem 30 do filtračního prvku 100. Pomocí rozvaděče 30 sc generuje turbulentní proud zavedeného čisticího média uvnitř filtračního prvku, které má za následek jednotný rozvod tlaku Čisticího média v oblasti celého filtračního povrchu 106, který má býl vyčištěn. Za tímto účelem je rozdělovač 30 vytvořen ve tvaru komolého kuželového pláště, který probíhá od výstupního otvoru 102 dovnitř, směrem ke dnu 1,10 koaxiálně s válcovým trubkovitým vnějším povrchem 106 filtračního materiálu 104. Osová délka 1 rozvaděče 30 odpovídá v této souvislosti asi 40 % osové délky L filtračního prvku 100. Průměr rozvaděče 30 odpovídá u toho konce rozvaděče 30, který je otočen k výstupnímu otvoru 102, vnitřnímu průměru D filtračního prvku 100. Ve směru ke dnu 110 filtračního prvku 100, se rozvaděče 30 zužuje na průměr d, jehož průměr odpovídá asi 56 % vnitřního průměru D filtračního prvku 100.

-15 Pro zajištění nepřetržitého zavádění čisticího média, je rozvaděč 30 na tom svém konci, který je otočen k výstupnímu otvoru 102, opatřen hladkým a zaobleným okrajem. Na druhé straně, otočené ke dnu JHO. je rozvaděč 30 opatřen hladkým oříznutým okrajem pro zajištění požadovaného turbulentního toku čisticího média zavedeného tryskou 20 do filtračního prvku 100. Jak lze pozorovat z výkresu v souvislosti s rozvaděčem 30, zasunutým do filtračního prvku 100, je

5d tryska 20 výhodně použita tak, že její průměr u konce otočeného k filtračnímu prvku 100 je menší, než průměr rozvaděče 30 u jeho konce otočeného k výstupnímu otvoru 102.

S popsaným nastavením rozměrů rozvaděčů 30 k rozměrům filtračního prvku 100 je zajištěno, že poměr rychlosti média v rozvaděči 30 tekoucího filtračním materiálem 104 během normální til55 trační operace, k rychlosti média tekoucího filtračním materiálem 104 v prstenové mezeře vytvo-4CZ 299921 B6 řené mezi vnějším rozhraním povrchu rozvaděče 30 a vnitřním rozhraním povrchu 108 filtračního prvku 100, je v poměru 0,4 až 2.5 tak. že během filtrace je zajištěn snížený průtočný odpor filtračního prvku 100. i když rozvaděč 30 během filtrace zůstává uvnitř filtračního prvku 100.

Vynález se neomezuje na příklad provedení nakreslený na výkrese. Navíc je pro udržení jednotného rozvodu tlaku čisticího média v oblasti celého filtračního povrchu, který má být vyčištěn, uvazováno také použití rozvaděče s větším množství výstupních otvorů pro rozvod čisticího média. Dále místo rozvaděče vytvořeného ve tvaru komolého kuželového pláště, může být použit rozvaděč válcového trubkovitého tvaru. Také místo rozvaděče, upevněného v oblastí vnitřního io okraje výstupního otvoru, může byl použit rozvaděč, který je uložen napříč osového konce filtračního prvku.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Filtrační zařízení se zpětným proplachem. sestávající z filtračního prvku (100) a zařízení k čištění filtračního povrchu (106) filtračního prvku (100) pomocí tlakové tekutiny, přičemž

   20 povrch filtračního prvku (100) je v zásadě válcového tvaru a skrze něj může proudit čištěná kapalina během filtrace, přičemž filtrační prvek (100) je u dna uzavřen a na druhé straně má otvor (102), kde je uspořádán rozvaděč, jehož délka směrem do filtračního prvku představuje 25 až 30% délky celého filtračního prvku, přičemž rozvaděč má vodicí plochu pro čisticí médium přicházející / tlakového vedení, zajištující rovnoměrné rozložení tlaku čisticího média v oblasti

   25 čištěné filtrační plochy, vyznačující se tím, že vodicí plocha rozvaděče (30) je provedena souose s filtrační plochou (106), přičemž je provedena ve tvaru komolého kužele a délka rozvaděče (30) směrem do filtračního prvku představuje 20 až 70 % axiální délky celého filtračního prvku měřeno od otvoru (102).

   30
2. 2. filtrační zařízení podle nároku 1. vyznačující sc tím. že rozvaděč (30) je uspořádán v otvoru (102) filtračního prvku (100) tvořícího výstup filtrací vyčištěné tekutiny.
3. 3. Filtrační zařízení podle nároku 2. vyznačující se tím, že rozvaděč (30) má délku odpovídající 20 až 50% osové délky (L) filtračního prvku (100), měřeno od výstupního otvoru

   35 (102).
4. 4. Filtrační zařízení podle nároků 1 až 3. vyznačující se tím, že průměr (d) rozvaděče (30) na jeho opačném konci od výstupního otvoru (102) odpovídá 40 až 95% vnitřního průměru (D) filtračního prvku (100).
5. 5. Filtrační zařízení podle kteréhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že rozvaděč (30) pro tlakové čisticí médium má množství výstupních otvorů pro vypouštění čisticího média dodávaného přívodním tlakovým potrubím (10).

   15 6. Filtrační zařízení podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím. že rozvaděčů (30) je více a jsou uspořádány u výstupní strany ventilů pro vyvození tlakových pulsů v potrubním systému.