Воздушный фильтр

(19) 504 В 01 Э 39 ф Фти .уЪ ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРС 824130/29-2(.21 (22 В 13 33 возос ышева вателсмол В.В.П Юркин,роительи Всески ашински В.А,Уша Пассажир ранспорт ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР.ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Коломенский теплоный завод им. В.В.Куйбсоюзный научно-исследоинститут синтетических (72) В.А.Миончинский,В.А,Беленовский, Ю.И.ков и А.И.Конанова (53) 621,928.9 (088.8)(56) Хлебников Ю.В, иский тепловоз ТЭП 70. М 1976, с. 113-117,(54) (57) ОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР, например, для системы воэдухоснабжения электрооборудования локомотива, содержащий каркас с закрепленным в нем 4 ыльт-. рующнм элементом, выполненным иэ промасленного эластичного пористого материала, например пенополиуретана, отличающийся тем, что, с целью увеличения пыпеемкости, сро ка службы фильтра, а также снижения затрат на его обслуживание, вльт-., рующнй элемент выполнен толщиной в 14-15 раз больше среднего размера ячеек, удельным аэродинамическим сопротивлением (4-5)10 1/м, максимальной удельной пылеемкостью 1600- Е :10800 г/м12551Изобретение относится к локомотивостроению и предназначено для систем фильтрации воздуха, охлаждающего электрические машины и оборудование тепловозов, а таКже для любых электрических установок с принудительным воздушным охлаждением.Цель изобретения - увеличение пылеемкости и срока службы фильтра, а также снижение затрат на его обслу живание.На фиг.1 изображен воздушный фильтр; на фиг,2 - вариант выполнения возудшного фильтра.Воздушный фильтр состоит из кар каса 1, входных жалюзи 2, .выходного патрубка 3 и фильтрующего элемента 4, выполненного в виде однослойного промасленного эластичногЬ пористого материала толщиной в 14- 20 15 раз больше среднего размера ячеек, удельным аэродинамическим сопротив 6лением (4-5) 10 1/м, раскрытие пор которого осуществляется путем выжигания перегородок-мембран. 25Устройство работае т следующим образом.,Воздух поступает через жалюзи 2 внутрь каркаса 1, проходит через фильтрующий элемент 4 и выходной 30 патрубок 3 к вентилятору (не показан), При прохождении воздуха через фильтр в начальный период времени основная часть задержанной пыпи находится в первых слоях материала по ходу пото ка, В дальнейшем по мере насыщения в интенсивную работу вступают более глубокие слои, происходит уменьшение активной поверхности фильтра и падение эффективности, а из-за умень шения живого сечения растет.аэродинамическое сопротивление. Крутизна падения эффективности и увеличение сопротивЛения зависит от толщины материала и размеров ячеек Чем толще 45 фильтр и мельче поры, тем меньше падение эффективности и больше значение ш , круче увеличение сопротивления и меньше значение ш, где ш - пылеемкость, определяемая по мийи мально допустимой степени эффективности пылеулавливания; ш - пылеемкость, определяемая по максимально допустимому аэродинамическому сопротивлению. 55Указанная зависимость толщины фильтрующего элемента от среднего оазмера ячеек позволяет обеспечить 72 2равенство ш = ш= ш, Если Равенство не выполняется, пылеемкость определяется по минимальному значению ш или ш, т,е, фильтрующие свойства снижаются.Кроме того, на ш и ш влияет удельное аэродинамическое сопротивление. Данная величина определяетсяоН 1соотношением Н = ---- , которое3 аЧ, Ихарактеризует степень раскрытия пор,зависит от их размеров и параметровтехнологии внутренней поверхностивещества; где ьН - приращение сопро-,тивления незапыленного материала,кгс/м (Па); Ь Ч - приращение скорости потока через фильтр, м/с,динамическая вязкость воздуха кгсс/м(Па с),Для воздушного фильтра установлены оптимальные значения этих показателей (удельное сопротивление,удельная пылеемкость, отношение толщины к среднему размеру ячеек).В табл. 1 пр едставлены р езультатыиспытаний фильтрующих элементов.В табл, 2 представлены параметрыфильтрующих элементов с максимальнойудельной пылеемкостью.Срок службы фильтрующих элементовзависит от способа раскрытия пор.Физико-механические параметрывыщелаченного материала из-за ослабления структуры и действия остатковщелочи и кислоты снижаются в 2-3раза быстрее, соответственно востолько же раз срок службы выщцеааченного материала меньше, т.е. бесщелочное раскрытие пор позволяетповысить физико-механические показатели и срок службы материалов,Сравнение проводилось по параметрам: б - прочность при растяжении (разрушающее напряжение);относительное удлинение в моментразрыва (характеризует эластичностьматериала); б, - напряжение при сжатии материала на 203 (резкое увеличение б, означает, что материал становится хрупким)Получение открытопористого пенополиуретана, который используют вкачестве фильтров, проходит в двестадии. Первая - получение пенополиуретана на основе полиэфиров путемвспенивания, В результате получается эластичный пористый материал,,О 2,32,6 5800 состоящий из жесткого сетчатого каркаса и натянутыми между элементамикаркаса тонкими мембранами. Этимембраны в значительной степени мешают проходу воздуха - их необходимо удалять. Устранение мембран -вторая стадия технологического процесса. Раскрытие пор предлагаемого фильтра осуществляется методом выжиганияперегородок - мембран (метод управляемого горения), При этом методепроисходит оплавление только мембран(процесс идет очень быстро) без затрагивания каркаса (каркас не успевает разогреться и оплавиться). Поэтому сохраняются активная фильтрующая поверхность, физико-механические свойства, получается стабильное 20аэродинамическое сопротивление. Засчет большей фильтрующей поверхностипри стабильном аэродинамическомком сопротивлении и сохранении физико-механических свойств материал,обработанный тепловым способом, обладает повышенной пылеемкостью и сроком службы по сравнению с фильтром , обработанным щелочью30 172 4Согласно приведенным данным видно, что указанные свойства для выщелаченного материала падают в 2-3раза быстрее, чем обработанного ме-тодом выжигания перегородок, следовательно, срок службы последнеготакже в 2-3 раза больше. А чем вьппесрок службы и пылеемкость материала,тем меньше затраты на его обслуживание и замену.Экспериментально установлено,если параметры фильтрующего материала выходят за указанные пределы, тоухудшаются технико-экономическиепоказатели фильтра . То есть, еслиудельное сопротивление выходит за6пределы значения (4-5) 10 1/м и отношение толщины материала к размерамячеек выходит за пределы 14;15, тоудельная пылеемкость не достигаетмаксимальной. При уменьшении максимальной пылеемкости ниже 1600 г/м"ухудшаются показатели фильтра - увеличиваются расходы на его обслужи"ванне, При увеличении, максимальнойпьцтеемкости сверх 10800 с/м резковозрастают. габариты фильтра, его1255172 Продолжение табл,г з 4 5 4,3 30 3,9 30 9,09 2,89 30 40 14,5 5,06 13,3 3, О 5600 3,97 40 3,26 12,4,0 14,29 12,62 50 5,06 50 выбиралось по минимальному значениюш,р или Зпув Таблица 2 Удельная пылеемСреднийразмерячеек,Удельное сопротивление, Н 1 Оф 1 кость, максимальная,г/и 10 . 0,7515 1,020 1,1530 2,540 2,9 1600 13,4 2500 4,3 15 2800 16,7 4,7 5800 12 14,5 9000 3,97 50 3,5 10800 4,0 14,3 Толщиналиста4 ильт- .рующегоэлемента, мм 2,7 4750 2,75 4700 3,3 2200 2,75 8600 3,3 3700 .3,5 10800 3,9 5000 Отношениетолщины ксреднемуразмеруячеекор В.Бутяга Ко писное р оизв одст о-полигр ое предприяти жгород, у ое аказ 4741/6 Тираж 663 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушск