Рукавные фильтры: принцип работы, устройство и характеристики

Рукавные фильтры: принцип работы, устройство и характеристики

Фильтрация воздуха – необходимая операция многих технологических процессов. Она широко применяется в производстве цемента и сухих строительных смесей, порошковой окраске деталей в машиностроении, чёрной металлургии и многих других отраслях промышленности.

Для эффективной очистки воздуха разработано множество методов, один их которых — применение рукавных фильтров.

Очистные установки собираются из отдельных узлов: система регенерации, чистая камера, корпус фильтра, пылевой бункер фильтра, система пылевыгрузки, опорные конструкции. В качестве фильтрующих элементов — используются фильтровальные рукава, сшитые из не тканного игло-пробивного полотна, заглушённые с одной стороны.

Независимо от конструкции рукавных фильтров, принцип работы остаётся идентичным.

Функции и назначение

При производстве на предприятиях постоянно загрязняется воздух частичками обрабатываемых материалов. Даже если в цехе установлена хорошая вентиляция, то помещение все равно невозможно полностью очистить, если не использовать специализированное оборудование, к примеру, промышленный фильтр. К основным задачам таких установок относится избавления окружающей среды от технических примесей и частичек пыли.

Некоторые модели также могут осуществлять газоочистку. Если говорить простыми словами, то они выводят из воздуха дым, испарения и производственные газы. Поддерживают и функцию глубокой подготовки окружающего воздуха. То есть они могут дезинфицировать и обеззараживать окружающую среду и даже регулировать микроклиматические характеристики.

Система регенерации может быть двух типов:

• стандартная — очистка газа и регенерация осуществляются одновременно;
• режим, предназначенный для сложных условий эксплуатации. Он производится при отключении той или иной секции работающего оборудования.

Сфера применения

Рукавный фильтр, принцип работы которого основан на очистке воздуха от мелкодисперсных частиц и пыли, нашел широкое использование во многих сферах производства:

• металлообработка;
• цветная и черная металлургия;
• литейное производство;
• химическая промышленность;
• асфальтобетонные заводы;
• электрические станции;
• табачные фабрики;
• изготовление строительных материалов;
• производство фармацевтических средств;
• пищевые предприятия;
• ферросплавные заводы;
• горно-обогатительные предприятия;
• стекольная промышленность;
• мусороперерабатывающие предприятия.

Замена рукавных фильтров

Замена неисправных фильтров, как и монтаж новых, выполнятся в соответствии с проектной документацией и условиями эксплуатации очистительной системы.

При замене необходимо учесть следующее:

• плотность пыли;
• производительность фильтрующего устройства;
• место установки;
• качество и дисперсность пыли;
• параметры рабочей среды;
• степень очистки.

При выходе из строя одного рукава в батарее, существует возможность отключить его, не меняя. Для этого необходимо закупорить фильтр по уровню трубной решетки. Снимать каркас или продувочную трубку при этом не требуется.

Смена рукваного фильтра должна выполняться специалистами.

Рукавный фильтр нуждается в замене в случае, если наблюдается его полный износ или снижается эффективность регенерации. Если в стенках фильтра образовались сквозные отверстия, в этом случае замена выполняется раньше установленного времени. Когда же требуется полная замена узла, проводятся следующие действия:

1. Перекрываются входные и выходные заслонки отсека в случае, если того требует конфигурация устройства;
2. Через смотровой люк снимается продувочная труба, которая подведена к заменяемой части батареи.
3. Отсоединяется каркас рукава;
4. Рукав удаляется путем поднятия его по трубной решетке, либо опускания его в пылесборный бункер. В последнем варианте фильтр удаляется из отсека через смотровой люк;
5. Новый рукав монтируется в обратном порядке. После присоединения закрепляется каркас, подключается продувочная трубка. После выполненной замены проводится пробный пуск устройства, чтобы проверить его исправность и функциональность.

Для замены фильтра лучше приглашать специализированную организацию, сотрудники которой имеют опыт проведения работ по обслуживанию рукавной системы фильтрации.

Рукав

Фильтрующий элемент оборудования представляет собой рукав, изготовленный из иглопробивной нетканой материи. Существуют две основных конструкции:

• эллипсная, размещаемая как в вертикальном, так и в горизонтальном положении;
• круглая, подходящая для использования только в вертикальном расположении.

Средний период эксплуатации рукавов составляет около 3 лет, в некоторых случаях они могут использоваться более 7 лет. Несмотря на это, эффективность оборудования напрямую зависит от регулярной замены рукавов. Также рекомендуется использование современных тканей, снижающих остаточную запыленность.

Устройство рукавных фильтров

Оборудование, оснащённое рукавными фильтрующими элементами, состоит из следующих частей:

трубопровод подачи запылённого воздуха;

трубопровод отвода чистого воздуха;

камеры запылённого воздуха;

камеры чистого воздуха;

фильтрующих элементов рукавного типа;

системы импульсной продувки сжатым воздухом или системы механического встряхивания.

бункера для сбора пыли, с устройством выгрузки;

Схематически устройство установки рукавных фильтров вертикального исполнения изображено на рисунках 1. и 2.

В зависимости от вида загрязняющей пыли, фильтрующие рукава изготавливаются из разных материалов:

войлочного гибкого фильтровального материала.

Также в зависимости от конструкции фильтровальной установки и типа пыли могут применяться каркасы для рукавов, обеспечивающие цилиндрическую форму и максимальную площадь фильтрующей поверхности.

Конструктивно, фильтрующие установки бывают, вертикального и горизонтального исполнения, в зависимости от расположения рукавов.

Важным элементом, обеспечивающим эффективное функционирование фильтра, является импульсная продувка сжатым воздухом или механическое встряхивание.

Система импульсной продувки сжатым воздухом, в основном, применяется при вертикальном исполнении установки. Она состоит из воздушного клапана подачи воздуха в фильтр, трубопроводов и блока управления.

Может устанавливаться:

один клапан для одновременной продувки всех фильтров;

один клапан на блок из нескольких фильтров;

каждый рукав оборудуется отдельным клапаном продувки.

Количество клапанов зависит от производительности фильтрующей установки и вида пыли. Механическое встряхивание, чаще применяется в установках горизонтального исполнения.

Встряхивание выполняется различными способами:

вращением эксцентрика или шестерни;

движением штока электромагнита или пневмоцилиндра.

В зависимости от фракции пыли, фильтрующая установка может быть дополнительно оборудована циклонами. Например, при очистке воздуха после камеры напыления порошковой краски, циклон отделяет более крупную фракцию порошка для его повторного использования.

Для удобства обслуживания установки, а также обслуживания и очистки рукавных фильтров бункеры оборудуют специальными люками, а также технологическими площадками и лестницами.

Выводы и полезное видео по теме

Строение и принцип работы очистительной системы с рукавным фильтром наглядно показан на видео ниже:

Процесс испытания рукавов и механизм очищения фильтров продемонстрирован производителем очистительного оборудования:

Рукавный фильтр – один из самых простых и эффективных способов сухого очищения воздуха от пыли различного происхождения. Универсальную систему можно успешно интегрировать практически в любой технологический процесс, в ходе которого образуются большие объемы фильтрационной среды, требующей максимального удаления нежелательных взвесей. Рукава достаточно просты в замене, не требуют сложного или дорогого обслуживания. Поэтому владельцам производственных мощностей обязательно стоит присмотреться к подобному виду очищения отработанного воздуха.

Хотите дополнить изложенный выше материал полезными сведениями или рассказать об особенностях применения фильтров, исходя из личного опыта? Пишите свои замечания и дополнения, задавайте вопросы нашим экспертам – блок обратной связи расположен ниже.

Регенерация рукавов фильтра

Очистка рукавного фильтра — регенерация рукавов — может работать с использованием двух принципов воздействия на скопившиеся частицы. В зависимости от того, как поведет себя пыль различного происхождения, возможно ее удаление двумя основными способами:

• интенсивное встряхивание рукава или батареи, при котором частицы осыпаются вниз и направляются в бункер для удаления;
• импульсная продувка рукава или батареи обратным током воздуха или газовоздушной смеси, «выбивающим» частицы из пор ткани.

В отдельных системах фильтрации может использоваться комбинированное воздействие, но это не всегда эффективно, выбор решения зависит от особенностей производства и свойств загрязняющих частиц.

Регенерация рукавов фильтра включается автоматически — по мере накопления пыли на поверхности рукава его пропускная способность снижается, давление воздуха на выходе падает, и датчик-система реагирует активацией обратного продува или механизма встряхивания. Наиболее эффективной является батарейная компоновка — в активной зоне фильтра находится три рукава, один из которых регенерируется, а два продолжают работу в режиме очистки.

Принцип работы рукавного фильтра

Описание конструктивных элементов делает понятным принцип работы рукавного фильтра:

1. Запыленный поток подводится во входной клапан аппарата. В зависимости от наличествующей инфраструктуры, могут использоваться вспомогательные элементы – пневмонасосы, компрессоры, напорные вентиляторы, иные нагнетатели. В случае обработки высокотемпературного потока может быть реализовано подмешивание в фильтр чистого прохладного / атмосферного воздуха.
2. Воздухопоток контактирует с внешней поверхностью плотных нетканых рукавов, при этом частички пыли оседают снаружи мешков, в то время как чистый воздух проходит внутрь каркасов и попадает в чистую камеру, откуда выводится в производственное помещение или во внешнюю атмосферу;
3. По мере оседания пылевых включений на поверхности рукавов, воздуху становится все сложнее «пробиться» сквозь нарастающую механическую преграду, и производительность аппарата падает – необходима регенерация рукавов;
4. В зависимости от имплементированной системы регенерации, производится обратная импульсная продувка, встряхивание или другое воздействие на фильтр-элементы, что позволяет освободить их поверхность от пыли и восстановить номинальный КПД устройства;
5. Пыль опадает в бункер, цикл повторяется.

Каркасы круглого сечения используются, как правило, в крупных аппаратах, разрабатываемых для условий сильной запыленности, в то время как плоские картриджи обеспечивают высокую компактность, но чуть менее эффективны в очистке воздуха от пыли высоких концентраций.

Регенерация рукавов / картриджей

Инженеры и техники многих производственных предприятий и исследовательских институтов долгие десятилетия анализируют особенности работы рукавных фильтров, и к сегодняшнему дню разработаны несколько подходов к освобождению рукавов от пыли, которые постепенно модернизируются. Рассмотрим их подробнее.

Внутри рабочей камеры: картриджи непосредственно перед регенеративной процедурой – видна обильно осевшая пыль

Механическое вибрационное встряхивание

Одним из распространенных конструктивных решений для восстановления эффективности очистки воздуха в рукавном фильтре является механическое встряхивание рабочего блока.

Вибрационное встряхивание может реализовываться как через вращательное движение мотора (мотор-редуктора) с системой эксцентриситетов (кулачковые и кривошипно-шатунные механизмы, качающие подшипники, механизмы Чебышева, Хойкена, Кланна, Ватта, Саррюса), так и прямо – через пневматические или гидравлические воздействия на штоки.

Основным недостатком механического подхода является наличие в конструкции движущихся частей, которые неизбежно изнашиваются и, в целом, показывают меньшую надежность, чем импульсная продувка.

Одна из вариаций преобразования вращательного движения в возарстно-поступательное (визуализация с сайта mechanisms.club)

Вдобавок, организация индивидуального встряхивания для каждого картриджа рукавного блока представляет собой технически непростую задачу, поэтому обычно механическая регенерация применяется сразу для всей рамы с картриджами.

Вибровстряхивание иногда используется в одинарных фильтрах, работающих без остановки – регенерация идет непрерывно и параллельно с очисткой. Впрочем, такие конструкции встречаются крайне редко. Чаще виброфильтры – для удобства и бесперебойности – объединяются в батареи, где очистка воздуха идет попеременно.

Импульсная продувка

Импульсная очистка рукавов обеспечивает почти мгновенные, сильные аэродинамические удары, направленные внутрь фильтр-элементов. Импульс сжатого воздуха (5-10 бар) проходит по всей длине рукава и, моментально расширяя его диаметр, сбрасывает осевшую на волокне пыль.

В зависимости от концентрации загрязнителя, природы, объема и других свойств очищаемой среды, продувка может осуществляться каждые несколько секунд, десятков секунд или минут (от 3-5 и выше) при длительности одиночного регенерационного импульса порядка 0.1-0.2 секунды.

Преимуществом аэродинамической очистки с индивидуальными клапанами является возможность независимой регенерации рукавов в многокамерных машинах, что позволяет добиться эффективной и бесперебойной воздухоочистки (при условии, что группы картриджей установлены в несообщающихся камерах / фильтр-аппаратах).

Периодически во время работы слышны характерные щелчки – это короткоимпульсные пневмоудары, подающиеся в рабочий блок для удаления пылевых загрязнений рукавов

Также, в рамках монтажа фильтров на территориях, оборудованных собственной магистралью высокого давления, отсутствует потребность во введении в конструкцию дополнительного компрессора высокого давления (уточняется у Заказчика).

Помимо описанных выше, ограниченно практикуются и другие методы регенерации – акустические низкочастотные, ультразвуковые волны, а также продувка низким давлением. К сожалению, такие подходы или не обеспечивают высокую скорость / эффективность самоочистки, или неоправданно сложны в техническом исполнении (и используются преимущественно экспериментально).

Характеристики рукавных фильтров от ООО «ПЗГО»

Все изготавливаемые на нашем заводе пылеулавливатели выгодно отличаются следующим диапазоном технических характеристик:

• Производительность по среде – до 100 000 м 3 / час;
• Дисперсность / размер улавливаемой пыли > 0.5 мкм;
• Эффективность обеспыливания – до 99.9% (при соблюдении правил эксплуатации и надлежащей наладке / настройке фильтра);
• Работа с воздухопотоками любой степени запыленности;
• Ударный импульсный метод самоочистки рукавов – бесперебойность, высокая скорость и эффективность удаления пыли с картриджей благодаря использованию плоских сопел Вентури специальной конструкции;
• Фильтрующий материал – нетканое иглопробивное волокно;
• Возможность обработки потоков с температурой до 200 градусов Цельсия;
• Автоматизация системы управления аппаратом через электронный контроллер;
• Опционально – установка контроллер-совместимого дифференциального манометра для управления агрегатом;
• Опционально – установка вибросистемы на пылесборный бункер – для исключения налипания на стенки высокоадгезионной пыли. Возможно оборудование бункера шнеком для непрерывной выгрузки пыли;
• Надежность, компактность и долговечность;
• Высокая ценовая доступность оборудования даже для представителей промышленности и бизнесов средней и малой руки.

Широкая комплектация поставки подразумевает быстрый и простой ввод аппарата в эксплуатацию в любых условиях и включает в себя: опоры / несущую раму и пылесборный бункер конусного типа с затвором, корпус, ресиверы для сжатого воздуха, мембранные клапаны для очистки картриджей, комплект фильтровальных рукавов, аварийный индикатор заполнения бункера, щит управления и контроля, напорный вентилятор.

Заказ, изготовление, доставка и монтаж оборудования в России и Евразии

По любым вопросам, касающимся заказа на расчет и изготовление современных, долговечных, неприхотливых и безотказных промышленных рукавных фильтров с импульсной продувкой, пожалуйста, обращайтесь к нам через Контакты сайта или заполняйте Опросник Заказчика.

Быстро произведем и доставим пылеуловители до любого региона России, СНГ, Европы, Азии. Обучим штат. Документация. Гарантия.