Воздушный фильтр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК О 46/00, 46/10 51)5 ЕТЕН общими торцо нные в корпусе го элемента, р торцовых кр овой крышке уплотнител ерстия с воз екрытия уплвыми при змешек расного мож- тнииз орц ны отв ер шного фильтра являго использования в угольных предприяпылеемкости и отОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт горного дела им,А.А.СкочинСкого(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 866258, кл. Р 02 М 35/00, 1980,(57) Изобретение относится к средствам дляочистки воздуха и может быть использованов аппаратуре шахтной автоматики рудничного или взрывозащищенного исполнения,которая подвергается периодическому нагреву и охлаждению,для очистки входящегов корпус аппаратуры окружающего воздухапри охлаждении аппаратуры и для выходаизбыточного воздуха из корпуса аппаратурыпри ее нагреве. Его использование позволитрасширить функциональные возможностипутем обеспечения работы средств горнойавтоматики в условиях запыленных угольИзобретение относится к средствам для очистки воздуха и может быть использовано в аппаратуре шахтной автоматики рудничного или взрывозащищенного исполнения, которая подвергается периодическому нагреву и охлаждению, для очистки входящего в корпус аппаратуры воздуха при охлаждении аппаратуры или для выхода избыточного воздуха из корпуса аппаратуры при ее нагреве.Известен воздушный фильтр, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, концентрические фильтрующие 1717189 А ных предприятии за счет одновременного увеличения пылеемкости, осуществления самоочистки фильтрующих элементов и снижения гидравлического сопротивления. Воздушный фильтр, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, фильтрующие элементы и торцовую крышку, снабжен распорными кольцами и прижимным кольцом, фильтрующие элементы выполнены из эластичного упругого материала, например маслостойкой резины, с коническими отверстиями, диаметр которых уменьшается в сторону входного патрубка, причем фильтрующие элементы выполнены с утолщением к периферии типа ласточника хвоста и с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра корпуса, а распорные кольца выполнены с утолщением к центру, во входном патрубке между крышкой и фильтрующими элементами выполнены радиальные отверстия, при этом фильтрующие элементы установлены между распорными кольцами и прижаты к корпусу прижимным кольцом. 2 ил,элементы, соединеннь крышками и установл помощи уплотнительн щенного между одной и стенкой корпуса. В т положенной со сторо элемента, выполнены ностью их полного тельным элементом,Недостатком возд ется невозможность условиях запыленных тий вследствие мало5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сутствия самоочистки фильтрующих элементов. Кроме того, недостатком известного воздушного фильтра является невозможность его применения на средствах горной автоматики вследствие большого гидравлического сопротивления, что приводит к изменению давления внутри корпуса при быстрых нагревах и охлаждениях полости корпуса и к проходу воздуха в корпус аппаратуры горной автоматики и из корпуса через технологические зазоры в корпусе мимо воздушного фильтра.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы в условиях запыленных угольных предприятий за счет увеличения пылеемкости и осуществления самоочистки фильтрующих элементов.Поставленная цель достигается тем, что воздушный фильтр, включающий корпус с входным и выходным патрубками, фильтрующие элементы и торцовую крышку, снабжен распорными кольцами и прижимным кольцом, фильтрующие элементы выполнены из эластичного упругого материала с коническими отверстиями, диаметр которых уменьшается в сторону входного патрубка, с утолщением к периферии типа ласточкина хвоста и с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра корпуса, а распорные кольца выполнены с утолщением к центру, во входном патрубке между крышкой и фильтрующими элементами выполнены радиальные отверстия, при этом фильтрующие элементы установлены между распорными кольцами и прижаты к корпусу прижимным кольцом,На фиг,1 приведена конструкция воздушного фильтра, осевбй разрез; на фиг.2 - фильтрующий элемент, осевой разрез (толщина середины элемента увеличена в 30 раз).Воздушный фильтр содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, фильтрующие элементы 4 и 5 и торцовую крышку 6(на фиг,1 фильтрующий элемент 4 показан без штриховки для удобства чтения чертежа),Воздушный фильтр снабжен распорными кольцами 7 - 9 и прижимным кольцом 10, Фильтрующие элементы 4 и 5 выполнены из эластичного упругого материала, например из маслостойкой резины, с коническими отверстиями 11, диаметр которых уменьшается в сторону входного патрубка 2. Фильтрующие элементы 4 и 5 выполнены с утолщениями 12 и 13 (соответственно) к периферии типа ласточкина хвоста с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра корпуса 1. Распорные кольца 7 - 9 выполнены с утолщением к центру, Во входном патрубке 2 между крышкой 6 и фильтру; ющими элементами 4 и 5 выполнены радиальные отверстия 14, При этоМ фильтрующие элементы 4 и 5 установлены между распорными кольцами 7 - 9 и прижаты к корпусу 1 прижимным кольцом 10, например завинчиванием прижимного кольца, имеющего наружную резьбу, в корпусе 1 (имеющей внутрен н юю резьбу со сторон ы входного патрубка 2 и упорный буртик со стороны выходного патрубка 3). При такой установке фильтрующие элементы 4 и 5 распираются до внутреннего диаметра корпуса 1 и в результате средние части фильтрующих элементов 4 и 5 занимают устойчивое положение без свободных осевых люфтов,Работа воздушного фильтра осуществляется следующим образом.Воздушный фильтр выходным патрубком 3 с наружной резьбой с применением уплотнителей ввинчивается в отверстие с резьбой в корпусе аппарата горной автоматики (например, в корпусе рудничного поляризационного осветителя).При включении аппарата внутренняя его полость нагревается, давление повышается и в результате воздух со стороны выходного патрубка 3 давит на фильтрующие элементы 4 и 5. Под действием избыточного давления фильтрующие элементы 4 и 5 прогибаются в сторону входного патрубка 2. В результате давления воздуха и прогибов фильтрующих элементов выходные отверстия 11 в фильтрующих элементах увеличиваются в диаметре и через них выходит воздух из корпуса аппарата, сдувая при этом осевшую ранее на выходные отверстия 11 фильтрующих элементов 4 и 5 угольную пыль. Пыль с внутреннего фильтрующего элемента 5 падает в корпусе 1 на внутреннюю поверхность распорного кольца 8. Пыль с наружного фильтрующего элемента 4 падает на внутреннюю поверхность распорного кольца 7, прижимного кольца 10 и входного патрубка 2 и крышки 6. Количество осевшей пыли на внешнем фильтрующем элементе 4 больше, чем на внутреннем элементе 5. Поэтому полость между фильтрующими элементами 4 и 5 в корпусе фильтра меньше полости между наружным фильтрующим элементом 4 и крышкой 6, Этот процесс продолжается до тех пор, пока не установится динамическое равновесие между температурой внутри корпуса аппарата и температурой окружающего воздуха, При этом давление внутри корпуса аппарата станет равным атмосферному, воздух через фильтрующие элементы 4 и 5 не будет проТаким образом, при периодических на гревах при включении аппарата воздух выходит из корпуса, а при выключениях и охлаждении аппарата воздух входит в корпус, просачиваясь через фильтрующие элементы и выгибая их при этом в соответ ствующие стороны, При прогибах фильтрующих элементов с них осыпается осевшая ранее на них пыль, При увеличении давления внутри корпуса аппарата увеличивается прогиб фильтрующих элементов в сторону сачиваться и они станут в нормальное положение (фиг.1),Если аппарат выключится, то внутренняя его полость начнет охлаждаться (стремясь к температуре окружающего воздуха), давление в корпусе аппарата начнет падать. При этом воздух будет входить через радиальные отверстия 14 во входной патрубок 2 и будет давить на фильтрующие элементы 4 и 5, которые прогнутся в сторону выходного патрубка 3. При этом отверстия со стороны входного патрубка 2 еще больше уменьшатся в диаметре, а отверстия 11 со стороны выходного патрубка 3 (которые и так большие) еще больше увеличатся в диаметре; В результате воздух будет проникать через микроотверстия 11 в фильтрующих элейентах внутрь корпуса аппарата,Крупные частицы пыли осядут на стенках входного патрубка 2 в результате изменения направления движения воздуха от радиального через отверстия 14 до осевого через отверстия 11. Микрочастицы пыли будут оседать на прилегающих к отверстиям 11 поверхностных фильтрующих элементов 4 и 5 со стороны входного патрубка 2. Чем больше перепад давлений окружающего воздуха и в корпусе аппарата, тем сильнее сила давления на фильтрующие элементы 4и 5, тем сильнее они прогибаются, тем меньше становятся входные отверстия в них и тем интенсивнее очистка проходящего через фильтрующие элементы внутрь корпуса аппарата воздуха,По мере выравнивания давлений силы на фильтрующие элементы будет падать и их прогиб уменьшится, При этом скорость просачивания воздуха через отверстия уменьшится и даже при увеличении диаметров отверстий в фильтрующих элементах со стороны входного патрубка 2 очистка воздуха будет удовлетворительной. При достижении динамического равновесия, когда температура и давление внутри корпуса аппарата станут равными атмосферному давлению и температуре, просачивание воздуха через фильтрующие элементы прекратится и они станут в показанное на фиг.1 равновесное положение,5 10 15 20 2530354045 входного патрубка и увеличиваются диаметры отверстий 11, в результате скорость выхода избыточного количества воздуха из корпуса аппарата растет. При уменьшении давления внутри корпуса аппарата фильтрующие элементы прогибаются в сторону выходного патрубка, отверстия 11 в фильтрующих элементах уменьшаются и в результате улучшается фильтрация проходящего через отверстия воздуха.Фильтр автоматически сам регулирует качество очистки, скорость прохождения воздуха через фильтрующие элементы и обеспечивает самоочистку фильтрующих элементов,П р и м е р. Фильтрующие элементы выполнены из маслостойкой резины с толщиной тела фильтра 0,3 мм, В теле в шахматном порядке выполнены конические отверстия диаметром 0,02 мм со стороны входного патрубка 3, При внутреннем диаметре корпуса 80 мм и двух фильтрующих элементах фильтр обеспечивает надежную очистку воздуха при его запыленности до 300 мг/м для рудничного поляризационноз,го осветителя с лампой мощностью 100 Вт и внутренним объемом 8000 см .Отверстия в фильтрующем элементе выполняют следующим образом.Тело фильтрующего элемента в показанном на фиг.1 состоянии распора накладывают на торец цилиндрической болванки из алюминия (для чего из фильтра снимают крышку 6, вынимают из фильтра элемент 4 и кольцо 8), В качестве сверла применяют иголку с острием малой конусности и иголку в области острия протирают мелкой наждачной шкуркой, чтобы поверхность острия стала шероховатой, Изготовленным таким образом сверлом сверлят конические отверстия в теле фильтра. Фильтр изготовлен и прошел лабораторные испытания.Преимуществами предлагаемого фильтра являются: обеспечение работы в запыленных горных выработках, увеличение срока службы, снижение стоимости, уменьшение трудоемкости по периодической очистке или замене фильтрующих элементов, Первое преимущество позволяет продлить срокслужбы рудничного поляризационного осветителя на 1 год за счет очистки воздуха (без очистки попадающая в корпус пыль приводит к выходу из строя зеркала и отражателя). Формула изобретения Воздушный фильтр, включающий корпус с входным и выходным патрубками, фильтрующие элементы и торцовую крышку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью1717189 12 7 расширения функциональных возможностей путем обеспечения работы в условиях запыленных угольных предприятий за счет увеличения пылеемкости и осуществления самоочистки фильтрующих элементов, фильтр снабжен распорными кольцами и, прижимным кольцом, фильтрующие элементы выполнены из эластичного упругого материала с коническими отверстиями, диаметр которых уменьшается в сторону входного патрубка, с утолщением к периферии типа ласточкина хвоста и с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра корпуса, а распорные кольца выполнены с 5 утолщением к центру, во входном патрубкемежду крышкой и фильтрующими элементами выполнены радиальные отверстия, при этом фильтрующие элементы установлены между распорными кольцами и прижаты к 10 корпусу прижимным кольцом.17171890Составитель А. Онищенко Редактор С. Лисина Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончаков аказ 831 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101