Центробежный фильтр

Центробежный фильтр

Аналогично устроены и топливные фильтры (очистка бензина, керосина или дизельного топлива).

Содержание

История и обзор конструкций масляных фильтров [ править | править код ]

В центре — двигатель ГАЗ-69, отмечен масляный фильтр тонкой очистки, указано расположение фильтра грубой очистки.

Слева — сменный фильтрующий элемент, устанавливался в фильтры тонкой очистки автомобилей ГАЗ-69, «Победа» М-20, «Волга» ГАЗ-21 и др.

Справа — ГАЗ-69, масляный фильтр грубой очистки.

Развитие моторостроения было тесно связано и даже в значительной степени определялось прогрессом в области химии горюче-смазочных материалов, в то же время, появление новых сортов смазочных масел с более высокими эксплуатационными качествами требовало совершенствования системы их очистки.

На заре двигателе- и автомобилестроения масляные фильтры не устанавливались. Первый автомобильный масляный фильтр был предложен в 1923 году Эрнестом Свитлендом и Джорджом Х. Гинхалдом и запатентован под торговой маркой Purolator. Этот фильтр был неполнопоточным: через фильтр протекала только небольшая часть масла, основной же объём моторного масла из насоса попадал в масляную магистраль напрямую, без фильтрации. Двадцать лет спустя появился первый полнопоточный фильтр, в котором всё масло, прежде чем попасть в двигатель, проходило процедуру фильтрации. На серийные машины одной из первых их стала устанавливать фирма Chrysler в конце 1940-х годов. Тем не менее, вплоть до середины 1950-х годов масляный фильтр оставался на многих автомобилях дополнительным оборудованием, предлагаемым за доплату: очень короткий срок службы масла до замены позволял обходиться без очистки, считалось, что фильтр требуется лишь при особо тяжёлых условиях эксплуатации. Например, рядный шестицилиндровый двигатель Chevrolet 235 Blue Flame (1941—1962) вообще никогда не имел штатного масляного фильтра, так же, как и Ford Flathead V8 (1932—1953) — неполнопоточный фильтр предлагался только за доплату.

В СССР, с характерными для него тяжёлыми дорожными условиями, система очистки масла достаточно быстро стала неотъемлемой принадлежностью автомобиля. Так, оригинальная двухступенчатая система фильтрации со 100%-й очисткой масла для двигателя ГАЗ-11 была спроектирована именно на ГАЗе — американский прототип мотора имел только неполнопоточный фильтр тонкой очистки, подключенный параллельно масляной магистрали, так что при каждом обороте в системе смазки фильтрации подвергалось лишь небольшая часть масла. На автомобилях, разработанных до конца 1950-х годов, использовалась аналогичная система с двухступенчатой фильтрацией, включавшая два фильтра — грубой (полнопоточный) и тонкой (неполнопоточный) очистки.

Фильтр грубой очистки состоял из набора чередующихся стальных пластин и звёздочек, собранных на стержне, который можно было проворачивать за рукоятку — такой фильтр задерживал лишь частицы размером от 120 микрон (0,12 мм) и более. В зазоры между фильтрующими пластинами входили неподвижные очищающие пластины, при провороте которых посредством специальной рукоятки загрязнения извлекались из щелей и попадали в отстойник — эту процедуру инструкция по эксплуатации рекомендовала производить ежедневно после поездки.

Фильтр тонкой очистки был подключен параллельно с фильтром грубой очистки, он имел сменный элемент из фильтровального картона, отлавливающий частицы размером 5 микрон и даже менее. Через него проходило лишь порядка 10 % от общего объёма масла, причём после фильтрации оно не направлялось в масляную магистраль, а сливалось в картер двигателя, где смешивалось неочищенным.

При замене масла требовалось выкручивать резьбовые пробки и сливать отстой из корпусов фильтров.

Такая двухступенчатая система очистки (а на иностранных автомобилях — неполнопоточный фильтр тонкой очистки) использовались в силу того, что масла тех лет не обладали диспергирующими (разделяющими) свойствами — то есть, загрязнения в них быстро слипались в крупные асфальто-смолистые частицы, способные быстро забить любой фильтр тонкой очистки (именно поэтому в полнопоточном фильтре грубой очистки имелась рукоять для очищения фильтровальных пластин). Для того, чтобы увеличить срок службы фильтра тонкой очистки, а также ввиду его низкой пропускной способности, поток масла через него приходилось искусственно ограничивать, жертвуя качеством очистки.

Так как проходила через неполнопоточный фильтр тонкой очистки и эффективно очищалась лишь малая часть находящегося в обороте масла, со временем в нём всё равно накапливались пропущенные фильтром грубой очистки и не попавшие в фильтр тонкой очистки загрязняющие частицы, образовавшиеся в результате естественного износа двигателя (в основном от истирания коренных и шатунных вкладышей). Это диктовало очень малый срок службы масла — его замена требовалась через каждые 2…3 тысячи километров, так как за этот пробег в масле накапливалось до 1,5 % загрязняющих частиц. Качество самого масла при этом не играло роли — накопление загрязнения было следствием именно его неполной очистки, так что при использовании в двигателе с такой системой очистки современных [ когда? ] сортов моторных масел интервал между его заменами такой же, как и у автолов.

Более того — система с неполнопоточным фильтром в принципе способна полноценно работать лишь с маслами, не содержащими диспергирующей и моющей присадок (категорий API SA и SB). При использовании в оснащённых ей двигателях масел более высоких категорий, содержащих данные присадки, фильтр грубой очистки (если он присутствует) вообще перестаёт выполнять свои функции, так как благодаря работе присадок в масле не содержится достаточно крупных для этого частиц. Прошедшее через него практически без очистки масло попадает в фильтр тонкой очистки, где содержащиеся в нём в аномально больших количествах мелкие загрязняющие частицы очень быстро забивают поры картонного фильтрующего элемента, повышая его гидравлическое сопротивление вплоть до полного прекращения тока масла через него. В результате двигатель начинает работать на нефильтрованном масле, идущем в обход забитого неполнопоточного фильтра тонкой очистки и практически без очистки проходящем через полнопоточный фильтр грубой очистки (при его наличии). При таких условиях работы срок службы масла определяется тем, насколько быстро в нём накопится «критическая масса» загрязнений, что происходит примерно за те же 2…3 тысячи километров пробега или даже быстрее, вне зависимости от свойств самого масла. В настоящее время в двигателях, оснащённых системой фильтрации масла с неполнопоточным фильтром, рекомендуется использовать индустриальные масла без присадок с подходящей вязкостью, аналогичные автолам, либо специальные масла для классических автомобилей с пометкой non-detergent/dispersant («без моющих и диспергирующих присадок»), содержащие только противоизносные и противоокислительные присадки (категории API SB).

Лишь с конца 1950-х — начала 1960-х годов, после появления более совершенных масел, содержащих в своём составе комплексную присадку, появилась возможность осуществить одновременную фильтрацию всего масла, поступающего в масляную магистраль. Это стало возможным благодаря тому, что система «масло-грязь», подвергнутая воздействую диспергирующей присадки, становится более однородной, в ней не происходит выпадения осадка и образования крупных асфальто-смолистых частиц. Кроме того, исследования показали, что мелкие частицы органического происхождения размером менее 5 микрон, составляющие до 90 % загрязнения в масле, практически безвредны для двигателя, а основной износ вызывают абразивные неорганические частицы размером более 15 микрон, являющиеся продуктами износа самого двигателя, которые и имеет смысл удалять из масла при фильтрации.

Именно тогда получили распространение полнопоточные фильтры — вначале со сменным фильтрующим элементом, а затем и полностью одноразовые (snap-on). Это позволило весьма значительно увеличить межсервисный интервал и одновременно повысить долговечность двигателей, так как в них обеспечивалась эффективная 100%-я очистка всего находящегося в обороте масла. Как правило, такой фильтр задерживает частицы размером более 25-30 микрон (0,025-0,03 мм). Некоторые модели имеют неполнопоточную вторую ступень очистки, задерживающую частицы размером более 5-10 микрон.

Читайте также:  Внешний фильтр для морского аквариума

Каждый масляный фильтр имеет перепускной клапан, который при превышении разницей между давлением масла до и после фильтра определённого порога начинает перепускать неочищенное масло дальше в масляную магистраль, в обход фильтра. Дело в том, что при очень сильном загрязнении фильтрующего элемента, или после долгой стоянки зимой, когда вязкость холодного масла очень сильно увеличивается (в 100 раз и более по сравнению с вязкостью при рабочей температуре), значительно возрастает гидравлическое сопротивление фильтра, и если бы перепускной клапан не стравливал неочищенное масло в магистраль — оно почти не подавалось бы в пары трения и двигатель испытывал бы масляное голодание, что намного опаснее работы на неочищенном масле. Перепускной клапан масляного фильтра не следует путать с редукционным клапаном в самой масляной магистрали, который срабатывает при превышении максимально допустимого значения давления масла в системе, сбрасывая его излишек из масляной магистрали в картер. Назначение их противоположно — перепускной клапан поддерживает давление в масляной магистрали, не допуская его падения при резком увеличении сопротивления фильтра, а редукционный — наоборот, его снижает, чтобы не допустить повреждения системы смазки при аварийно высоком давлении масла

В современных [ когда? ] одноразовых полнопоточных масляных фильтрах устанавливается противодренажный клапан, препятствующий стеканию масла в поддон при неработающем двигателе. Если этот клапан неисправен (плохое качество сборки) — то после запуска двигателя контрольная лампа, сигнализирующая о низком давлении в магистрали будет гореть дольше обычного.

Типы фильтров [ править | править код ]

Механические [ править | править код ]

В этих фильтрах для удаления примесей используется фильтрация. Наиболее распространённый тип фильтров на сегодня. В современных автомобилях такие фильтры, как правило, выполнены в неразборном корпусе (одноразовые). При загрязнении такие фильтры снимаются с агрегата и заменяются новыми. Впрочем также существуют и масляные фильтры со сменным фильтрующим элементом, корпус разборный. Механические фильтры получили широкое распространение в системах объёмного гидропривода (гидравлические подъемники, краны).

Конструктивно выделяют следующие типы механических фильтров:

  • бумажные (картонные);
  • сетчатые;
  • войлочные;
  • проволочные;
  • пластинчатые и др.

Бумажные и войлочные фильтры относят к фильтрам тонкой фильтрации, а сетчатые, пластинчатые и проволочные — к фильтрам средней и грубой фильтрации, при этом строгой границы между фильтрами тонкой фильтрации и фильтрами, например, средней фильтрации не существует. В некоторых системах используются оба типа фильтров.

Гравитационные фильтры (отстойники) [ править | править код ]

Принцип действия основан на осаждении под действием силы тяжести частиц, имеющих бо́льшую плотность, чем смазочное масло. Отстойник имеет значительно бо́льший объём, чем подводящие и отводящие трубопроводы, скорость потока масла значительно снижается и происходит выпадение тяжёлых примесей в осадок.

Применяются, как правило, совместно с фильтрующим элементом грубой или тонкой очистки. При очередном техобслуживании водитель откручивает резьбовую пробку отстойника и сливает часть масла с содержащимися в отстое примесями.

С современными моторными маслами такие фильтры практически не работают, так как содержащиеся в них присадки не дают загрязнению выпадать в осадок. В основном фильтры-отстойники используются в промышленном оборудовании для фильтрования индустриального (машинного) масла.

Центробежные фильтры (центрифуги) [ править | править код ]

Разновидность гравитационных фильтров, с той разницей, что сила тяжести заменяется так называемой «центробежной силой» в центрифуге.

Довольно широко применяются в двигателестроении, как самостоятельно, так и в комбинации с фильтром грубой или тонкой очистки.

Например, на автомобилях «Запорожец» корпус центробежного полнопоточного масляного фильтра находится на переднем конце коленчатого вала, крышка фильтра одновременно является шкивом осевого вентилятора воздушного охлаждения двигателя (автомобильный генератор на «Запорожцах» объединён с вентилятором). При техобслуживании водитель должен был снять клиновой ремень, а затем крышку фильтра и очистить её изнутри.

На грузовых автомобилях стоят центрифуги, вращающиеся за счёт реактивных сил, возникающих при истечении масла из ротора. Струя масла разделяется на более твёрдые частицы, которые оседают в крышке фильтра и на очищенное масло, поступающее в масляную магистраль.

Центробежные масляные очистители стоят на двигателях автомобилей ГАЗ-53, ЗИЛ-130, КАМАЗ и др. Если прислушаться к только что выключенному двигателю автомобиля ЗИЛ-130, то можно услышать равномерный затихающий гул, это по инерции продолжает вращаться центрифуга. На автомобилях ГАЗ-53 могут устанавливаться как центробежные масляные очистители, так и полнопоточные фильтры со сменным элементом. На дизельных двигателях КАМАЗ-740 стоит двухсекционный масляный насос, одна секция подаёт масло через два полнопоточных фильтра со сменными элементами в магистраль, а вторая секция маслонасоса работает только на центрифугу, очищенное масло сливается в поддон.

Магнитные фильтры [ править | править код ]

Этот тип фильтров использует магнит или электромагнит для удаления ферромагнитных загрязняющих веществ. Наиболее часто встречается магнит, встроенный в сливную резьбовую пробку поддона двигателя или коробки передач. При смене масла пробка выкручивается и с неё удаляется прилипшая стальная стружка.

Поскольку большая часть загрязнений в исправном двигателе внутреннего сгорания имеет немагнитную природу (в основном это продукты износа вкладышей коренных и шатунных подшипников коленчатого вала, рабочие поверхности которых состоят обычно из баббита или алюминия), для его очистки магнитные фильтры малоэффективны. В агрегатах трансмиссии, напротив, основная масса загрязняющих частиц притягивается магнитом.

Тонкость фильтрации [ править | править код ]

Для оценки тонкости фильтрации существуют два параметра — номинальная тонкость фильтрации и абсолютная тонкость фильтрации. Номинальная тонкость фильтрации — это размер частиц, задерживаемых фильтром на 95 %, абсолютная тонкость фильтрации — это размер частиц, полностью задерживаемых фильтром. В отечественной практике принято оценивать фильтры по номинальной тонкости фильтрации. Например, в дорожно-строительной технике номинальная тонкость фильтрации большинства фильтров систем гидропривода составляет 25-40 мкм. В авиации требования к фильтрации жёстче, и номинальная тонкость фильтрации большинства фильтров составляет 5 мкм и менее.

Чем тоньше фильтрация, тем большее сопротивление оказывает потоку жидкости фильтр, но, с другой стороны, тем меньшее влияние оказывают загрязнения в рабочей жидкости на износ деталей гидрооборудования.

Масляный фильтр является частью системы смазки двигателя, главная задача которого — очистка поступающего в насос масла от твердых частиц и осадочных отложений, накапливающихся в поддоне картера.

В современных автомобилях используются различные конструкции фильтров: полнопоточные, частичнопоточные и комбинированные. Каждая из них имеет свои особенности применения и срок службы.

Назначение фильтра в системе смазки двигателя

В процессе работы системы смазки масло циклично проходит через основные узлы и механизмы двигателя, смывая с них нагар, сажу и другие продукты износа деталей. Удаленные загрязнения вместе с излишками масла попадают в поддон (в системах с мокрым картером) или в специальный бак (в конструкциях с сухим картером). Чтобы такое масло могло использоваться в последующих циклах, очень важно предотвратить повторное попадание отходов в систему.

Читайте также:  Английский мастиф размер

Определить, где находится в системе масляный фильтр, несложно. Как правило, он расположен в нижней части корпуса двигателя таким образом, чтобы его можно было легко заменить. Внешне он представляет собой цилиндрический корпус с резьбой (черного, синего, белого или зеленого цветов), внутри которого находится фильтрующий элемент.

Устройство масляного фильтра

Конструктивно фильтры для моторного масла состоят из следующих элементов:

  • Цилиндрический корпус с крышкой. Он имеет несколько входных отверстий и одно выходное с резьбой для крепления.
  • Фильтрующий элемент. Задерживает частички загрязнений, пропуская далее в систему только очищенное масло. Чаще всего его изготавливают из специального картона. Чтобы увеличить полезную площадь фильтрующего элемента, его складывают в форме гармошки или скручивают в рулон. Для более эффективной службы картон также имеет специальную пропитку, не дающую ему разрушаться под воздействием масла.
  • Перепускной клапан (нижний) масляного фильтра. В экстренных случаях он выполняет перенаправление потока масла напрямую в систему, минуя фильтрующий элемент. Логика проста — пусть лучше двигатель работает на неочищенном масле, чем вовсе без него. Такая ситуация может возникнуть, например, зимой: из-за действия пониженных температур масло становится более вязким, а потому не может пройти через фильтрующий элемент до момента выхода двигателя на рабочую температуру. Либо клапан срабатывает, если фильтрующий элемент «забит» и не справляется с объемом проходящего масла.
  • Обратный клапан (противодренажный). Препятствует сливу масла из системы назад в фильтр. Это сделано для мгновенной подачи масла к вращающимся деталям при запуске двигателя.
  • Прижимная пружина. Удерживает обратный клапан при отключенном двигателе.
  • Уплотнитель (резиновая прокладка). Необходим для того, чтобы масло не вытекало в местах крепления.

На практике принцип работы стандартного масляного фильтра заключается в следующем: в момент запуска двигателя насос начинает всасывать из поддона (бака) моторное масло, которое проходит в отверстия фильтрующего элемента и затем поступает в магистраль системы смазки. Частицы нагара, сажа и другие отходы задерживаются в фильтре.

Виды фильтров для моторного масла

Основными параметрами при выборе фильтра являются пропускная способность (сколько масла пройдет за единицу времени) и его объем (размер). Эти характеристики определяют, как быстро и насколько эффективно будет выполняться очистка. В зависимости от конструкции масляного фильтра и схемы его установки выделяют три группы устройств:

  • Проточный (полнопоточный). Наиболее распространенный вариант. Он имеет простую конструкцию и устанавливается последовательно с другими элементами системы смазки. Это означает, что через него проходит все масло, всасываемое насосом, и очистка осуществляется максимально быстро. Когда такой фильтр засоряется, срабатывает перепускной клапан и неочищенное масло в полном объеме поступает в двигатель.
  • Частично проточный (частичнопоточный). Он подключается в систему таким образом, чтобы через него проходила только часть масла. Преимущество данной схемы установки — в более качественной очистке. С другой стороны, скорость прохождения масла в систему уменьшается.
  • Комбинированная схема фильтрации. Она используется преимущественно на дизельных двигателях. В этом случае в системе устанавливается и полнопоточный, и частичнопоточный фильтры. Через первый проходит до 90% смазки, а второй выполняет очистку лишь 10%. Это позволяет получить преимущества обеих схем: высокое качество очистки и защищенности мотора.

Помимо этого различают:

  • одноразовые конструкции (неразборные);
  • разборные масляные фильтры со сменным фильтрующим элементом.

Одноразовый и разборной масляный фильтр

Внешне такие конструкции почти не отличаются, но у разборного на верхней крышке расположена специальная гайка. Она откручивается и позволяет выполнить промывку или замену внутренней части фильтра.

Центробежный масляный фильтр

Кроме перечисленных типов в системе смазки тяжелых машин (тракторов, внедорожников, строительной техники) могут применяться центробежные масляные фильтры. Конструктивно они состоят из корпуса, внутри которого находится ротор и ось. Нагнетание масла внутрь центрифуги осуществляется через отверстия в оси (радиальные и продольные). Это обеспечивает попадание смазки на ротор.

Поскольку скорость подачи масла достаточно высока, оно ударяется о крышку центрифуги и провоцирует вращение ротора под действием реактивных сил.

Возникающая в этот момент центробежная сила выталкивает из масла примеси и загрязнения, которые задерживаются в виде осадков на крышке фильтра. После этого очищенное моторное масло подается в основную магистраль системы.

Особенности обслуживания

Как правило, замена масляного фильтра (фильтрующего элемента) осуществляется одновременно с заменой масла, но это необязательное условие. Согласно рекомендациям производителей, менять масло и фильтр необходимо каждые 10-15 тысяч километров пробега автомобиля. На практике лучше делать это чаще: примерно каждые семь тысяч. При эксплуатации в сложных условиях, а также при использовании некачественного топлива или масла интервал замены следует сократить на 30%.

Для легковых автомобилей нормальной фильтрацией считается удержание 50% твердых фракций размером свыше 45 мкм или 0,05 мм.

Чтобы точно определить сроки эксплуатации, нужно учитывать тип масляного фильтра, а также его марку. Неоригинальные комплектующие прослужат значительно меньше, а иногда потребуется осуществлять замену поддельного масляного фильтра каждые 2-3 тысячи километров. Проблема кроется в качестве, а также в количестве фильтрующего элемента, на которых стараются экономить нелегальные производители. Конечно, оригинальный масляный фильтр стоит дороже, но и служит он намного дольше.

Ключи для снятия масляного фильтра

Для замены фильтра моторного масла его необходимо снять с двигателя, что бывает нелегко сделать, поскольку уплотнительное кольцо под действием высоких температур нередко «прикипает» к картеру двигателя. Для решения этой проблемы используются специальные ключи:

  • Специальная накидная головка (имеет определенный размер) — наиболее правильный способ.
  • Накидной ключ — имеет подвижный округлый захват с зубьями.
  • Ключ в размер — представляет собой округлый хомут с зазубринами фиксированного размера. Такой ключ подбирается под конкретную модель фильтра.
  • Ключ-краб — универсальный вариант, имеющий три ножки, обхватывающие и зажимающие корпус.

Помимо ключей, могут применяться съемники ленточного и цепного типа, которые накидывают на корпус и плотно затягивают. Если специальных приспособлений нет, существуют способы, как открутить масляный фильтр без использования ключа:

  • Веревка (ремень) и рычаг. Первой обматывают фильтр и привязывают рычаг, в качестве которого может быть использована отвертка или гаечный ключ.
  • Отвертка и молоток. Этот способ применяют для одноразовых конструкций. Корпус просто пробивается отверткой, которая далее используется как рычаг для отвинчивания.

Нормальное состояние фильтра для очистки моторного масла обеспечит правильность работы и длительный срок эксплуатации двигателя автомобиля. Не стоит пренебрегать своевременной заменой и использованием оригинальных деталей.

Пылеуловитель (Центробежный фильтр) является инерционным аппаратом очистки пыли и предназначен для очистки газо-воздушных потоков от золы и пыли с температурой до 350 0 С и концентрацией твердых частиц до 1000 г/м 3 .

Циклонный пылеуловитель «Центробежный фильтр» применяется в различных отраслях промышленности:

• системах аспираций узлов пересыпок сыпучих материалов;

• системах газоочисток сушильных барабанов, дробилок, зачистных станков и мн. др.;

• аспирации литейных дворов, цементных мельниц, холодильников клинкера, цементных силосов;

• золоочистки твердотопливных котлов.

Основные преимущества пылеуловителя:

Читайте также:  Bilonownice z drewna

• способность достижения санитарных норм на выбросы твердых частиц в атмосферу;

• отсутствие сменных фильтрующих элементов;

• простота конструкции и надежность в эксплуатации.

Эффективность улавливания в зависимости от количества каналов в циклонном пылеуловителе «центробежном фильтре» при улавливании пыли, начиная с медианного диаметра 5 мкм, приближённо можно определить из таблицы:

Число каналов в центробежном фильтре, n
1 2 3 4 5 6 7 8
Коэффициент улавливания, %
50 67 80 89 94 97 98 99

Адекватность приведенных данных многократно подтверждена промышленными испытаниями центробежных фильтров в различных отраслях промышленности.

Пылеуловитель "Центробежный фильтр" в четырёхканальном исполнении

1- входной патрубок; 2- выходной патрубок; 3- конический бункер; 4-кольцевая щель; 5- днище головки; 6- криволинейные каналы; 7- рециркуляционные щели; 8- сепарационная камера. Фото. Пылеуловители "Центробежные фильтры" в системе газоочистки цементной мельницы №10 – 3,2*15 Балаклейского цементного завода

Пылеуловитель «центробежный фильтр» работает следующим образом:

запыленный газовый поток по тангенциальному входному патрубку 1 поступает в сепарационную камеру 8. Вследствие движения по криволинейной траектории твердые частицы концентрируются на периферии каждого из каналов 6 и выводятся из них через зазоры 7 в предыдущий по ходу движения потока каналы. Из первого и второго по ходу потока каналов 6 пыль, вместе с частью газа, поступает через кольцевую щель 4 в цилиндрический бункер – пылесборник 3, где большая масса частиц оседает, а продолжающие витать наиболее легкие (мелкие) фракции возвращаются через щели 7 в зону активной сепарации (каналы) и снова сепарируются. В результате организации внутренних (циркулирующих) потоков в системе каналов образуется динамический газопылевой слой, который и является фильтром для вновь поступающих на очистку газа частиц.

Эффективность улавливания и гидравлическое сопротивление циклонного пылеуловителя на расход газов до 300 м 3 /ч полидисперсной пыли расчётным методом определялись при помощи компьютерного моделирования. Исходные данные для расчёта следующие: температура воздуха 20 0 С; плотность воздуха – 1,293 кг/м 3 .

Аэродинамический расчёт позволил определить поля скоростей и давлений в системе каналов центробежного фильтра. Гидравлическое сопротивление по результатам расчётов составило 686 Па.

После получения результатов аэродинамических расчётов рассчитывалась эффективность осаждение пыли различных фракций по каналам циклонного пылеуловителя. Задавалось равномерное распределение частиц пыли по сечению входного патрубка. Плотность пыли – 1930 кг/м 3 .

Расчёты показали, что частицы пыли диметром около 20 мкм осаждаются преимущественно в первом канале, «проходя» угол в 96 0 ; частицы диаметром 15 мкм преодолевают два канала и поворачиваются на угол, примерно, 400 0 . Частицы диаметром 10 мкм относительно равномерно распределяются по всему сечению первого канала и начинают концентрироваться у стенок второго и последующих каналов образуя циркулирующий возвратный поток через щели в предыдущие по ходу движения газа каналы. Результаты расчётов коэффициента улавливания в зависимости от диаметра улавливаемой пыли приведены на рис.

Зависимость улавливания в шестиканальном центробежном фильтре от диаметра частиц, мкм.

Из приведенного рисунка можно сделать вывод об незначительной зависимости коэффициента улавливания в шестиканальном центробежном фильтре, от диаметра частиц, начиная с 5-6 мкм.

Таким образом, получено удовлетворительное согласие с расчётной зависимостью, в которой коэффициент улавливания частиц крупнее 5-6 мкм зависит лишь от числа каналов в аппарате.

Так, в соответствие с этой расчётной зависимостью унос пыли из шестиканального циконного пылеуловителя — центробежного фильтра должен составлять 3% (эффективность улавливания 97%) (при условии оседании 50% частиц в первом канале фильтра, а при условии оседании 60% частиц в первом канале, эффективность улавливания – 98%)

Центробежные фильтры находят в последнее время широкое применение в различных отраслях промышленности. Высокая эксплуатационная надёжность подтверждена более чем 15-и летним опытом безотказной работы в системе газоочистки барабанной сушилки на Молдавском металлургическом заводе в условиях, в которых ранее установленные циклоны ЦН-15 истирались каждые пол года.

Циклонный пылеуловитель в четырёхканальном исполнении заменил групповой циклон ЦН-15 на установке сушки кокса металлургического завода. При расходе запыленного газа 9780 м 3 /ч, температуре 120 0 С, начальной запылённости 70,5 г/м 3 , концентрация на выходе из аппарата была 2,2 г/м 3 . Сопротивление пылеулавливающего аппарата составило 698 Па. Результаты испытаний приведены в таблице.

Сравнительные испытания циклона ЦН-15 и четырёхканального циклонного пылеуловителя — центробежного фильтра

параметр Циклон ЦН-15 Четырёхканальный циклонный пылеуловитель
коэффициент улавливания, %; 80 95
запылённость газов после очистки мг/м 3 ; 640 70-100
гидравлическое сопротивление, Па. 1300 1000

К недостатку, ограничивающему широкое распространение пылеуловителя — центробежного фильтра можно отнести несколько повышенные габаритные размеры. Так, например, шестиканальный центробежный фильтр производительностью по очищаемому газу до 10 тыс. м 3 /ч имеет диаметр 2,6 метра, высоту примерно 3500 мм (без бункера пылесборника).

Снижения габаритных размеров центробежного фильтра можно достичь двухуровневой компоновкой системы каналов в сепарационной головке аппарата.

При двухуровневой компоновке системы каналов появляется возможность регулировки производительности путём установки во входных патрубках шиберов. Регулировка производительности имеет позиционный характер, работает либо один, либо два уровня для сохранения оптимальный значений скоростей в криволинейных каналах центробежного фильтра (т.е. 50 и 100% производительности по очищаемому газу). Шиберы служат также для проведения периодических продувок внутренних поверхностей от пыли при повышенных скоростях газового потока.

Для экспериментальной проверки работоспособности такого аппарата был спроектирован и изготовлен двухуровневый пылеуловитель — центробежный фильтр на расход газов до 600 м 3 /ч (ЦФ2-6-06) (рис.3) .

Сравнительные промышленные испытания двухуровневого центробежного фильтра ЦФ2-6-06 и циклона ЦН15 Ø400 мм были проведены на Побужском ферроникелевом заводе в системе аспирации станка обработки графита в 2008 году.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Сравнительные испытания циклона ЦН15 и центробежного фильтра ЦФ 2-6-06

Параметр:

Циклон ЦН-15 Ø 400 мм

Центробежный фильтр ЦФ 2-6-06

расход газов, м 3 /ч; 1062 603 температура газов, 0 С; 30 30 медианный диаметр пыли, мкм; 19 19 скорость во входном патрубке, м/с; 8,4 18 скорость по сечению аппарата, м/с; 2,3 1,15 гидравлическое сопротивление, Па; 570 703 концентрация на входе, г/м 3 ; 8 6,18 концентрация на выходе, г/м 3 ; 1,6 0,068 коэффициент улавливания, η (%) 80 98,9 коэффициент уноса пыли, Е (%) 20 1,1

В результате проведенных испытаний было установлено, что при оптимальном режиме работы ЦФ 2-6-06 (его проектная производительность 600 м 3 /ч) достигается эффективность очистки 98,9%. Получено согласие проведенного расчёта (при помощи компьютерного моделирования) с реальными значениями гидравлического сопротивления центробежного фильтра ЦФ 2-6-06. Расчётное значение эффективности очистки – 98%, а полученное в ходе испытаний составило 98,9%.

Промышленный образец пылеуловителя циклонного пылеуловителя — двухуровневого шестиканального центробежного фильтра ЦФ2-6-8 на производительность по очищаемому газу до 8000 м 3 /ч был спроектирован, изготовлен и смонтирован для системы газоочистки прокалочной печи коксовой шихты Запорожского титаномагниевого завода. Фильтр имел следующие размеры: диаметр 1550 мм; высота 2490 мм (без бункера пылесборника).

Циклонный пылеуловитель — центробежный фильтр заменил на установке циклон СИОТ №9. Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице.

Сравнительные испытания циклона СИОТ №9 и центробежного фильтра ЦФ 2-6-8

ОСНОВНЫЕ ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ ФИЛЬТРОВ

Ссылка на основную публикацию
Хаски уход и содержание в частном доме
Вряд ли кто-то останется равнодушным, встретив на прогулке умный пронзительный взгляд прозрачно-голубых глаз собаки с необычным окрасом, делающим ее похожей...
Форум энгистол
если с летом, то 5.меня больше мононуклеоз волновал в плане последствий п.с. и назначен он был иммунологом для восстановления иммунитета...
Фосфалюгель для собак как давать
Каждый любитель животных знает, что его хвостатые подопечные могут заболеть точно так же, как и любой человек. При этом, можно...
Хаски фото цена в беларуси
Щенки Сибирского Хаски, девочки с голубыми глазами. Щенки от Чистокровных родителей. Приезжайте, могу показать маму и папу щенков. Вся подробная...
Adblock detector