RU2299818C1

RU2299818C1 - Inertial filter

Info

Publication number: RU2299818C1
Application number: RU2005134991/11A
Authority: RU
Inventors: В чеслав Алексеевич Жариков (RU); Вячеслав Алексеевич Жариков; Сергей Павлович Закатов (RU); Сергей Павлович Закатов; Владимир Григорьевич Нагорный (RU); Владимир Григорьевич Нагорный
Original assignee: "Лаборатория новых технологий и производства" ЗАО "ЛАНТЕП"
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-05-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; ventilation systems.

SUBSTANCE: invention is designed for ventilation systems of passenger cars and other vehicles. Proposed inertial filter contains air intake screen 1 mating with air channel inside which filtering unit is placed in housing 2. Filtering unit consists of distributed rows of converging tubes 3 and ellipsoid-section dust trap tubes 4 whose lower part is connected with dust collector 5. Space of dust collector is connected by tube 6 with aerodynamic clearance 7. Distributed rows of converging tubes and dust trap tubes, their geometry and arrangement provide high degree of air cleaning and reduction of aerodynamic resistance.

EFFECT: improved cleaning of air in ventilation system.

3 dwg

Description

Изобретение относится к воздухоочистителям, преимущественно для систем вентиляции пассажирских вагонов локомотивной тяги, электро- и дизельпоездов, других типов подвижного состава.The invention relates to air purifiers, mainly for ventilation systems of passenger cars of locomotive traction, electric and diesel trains, other types of rolling stock.

Известен фильтр по авт. св. СССР №1662627, содержащий заборную решетку, входной сужающийся воздушный канал, пылевую решетку, ловушку, пылевой канал, аэродинамический очиститель (эжектор) и расширяющийся воздушный канал. Пылевая решетка выполнена в виде пластин треугольного профиля, неподвижно закрепленных в один ряд.Known filter by ed. St. USSR No. 1662627, containing an intake grille, an inlet tapering air channel, a dust grill, a trap, a dust channel, an aerodynamic cleaner (ejector) and an expanding air channel. The dust grill is made in the form of plates of a triangular profile, motionlessly fixed in one row.

Фильтры (по две штуки) укрепляют на боковой стороне транспортного средства и соединяют с всасывающим патрубком вентилятора.Filters (in two pieces) are mounted on the side of the vehicle and connected to the suction pipe of the fan.

При работе системы вентиляции транспортного средства поток наружного воздуха поступает через воздухозаборную решетку фильтра, ускоряется в конфузорном (сужающемся) канале, а затем направляется через выходной канал в систему вентиляции. Очистка воздуха от пыли происходит в месте поворота потока воздуха. За счет совокупного действия аэродинамических, гравитационных и инерционных сил определенная часть пылевых частиц через пылевую решетку попадает в ловушку и затем удаляется через эжектор наружу. Происходит очистка воздуха от пыли и возврат ее в окружающую среду (в фильтре пыль не задерживается).When the vehicle ventilation system is operating, the external air flow enters through the air intake grille of the filter, accelerates in the confuser (tapering) channel, and then goes through the outlet channel to the ventilation system. Purification of air from dust occurs at the place where the air flow turns. Due to the combined action of aerodynamic, gravitational and inertial forces, a certain part of the dust particles through the dust lattice falls into the trap and then is removed through the ejector to the outside. The air is cleaned of dust and returned to the environment (dust does not linger in the filter).

Аналогичным образом работает фильтр (патент РФ №2254243).The filter works in a similar way (RF patent No. 2254243).

Недостатками этих фильтров и подобных им являются высокое аэродинамическое сопротивление, преодоление которого требует значительного подъема характеристик вентагрегатов в условиях ограниченных мощностей бортовых источников электроснабжения, а также неудовлетворительная степень очистки. Величины аэродинамического сопротивления и степени очистки взаимосвязаны, и при указанных ограничениях практически невозможно достичь требуемой величины степени очистки.The disadvantages of these filters and similar ones are high aerodynamic drag, overcoming of which requires a significant increase in the characteristics of ventilation units in the conditions of limited power of onboard power supply sources, as well as an unsatisfactory degree of purification. The values of aerodynamic drag and the degree of purification are interrelated, and under the indicated restrictions it is practically impossible to achieve the required degree of purification.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в устранении указанных недостатков с обеспечением степени очистки на требуемом уровне и снижением на порядок (в 10 раз) величины аэродинамического сопротивления фильтра.The technical result to which the invention is directed is to eliminate these drawbacks while ensuring the degree of purification at the required level and reducing by an order (10 times) the aerodynamic drag of the filter.

Указанный результат достигается тем, что входной конфузорный канал делится по крайней мере на один ряд равномерно распределенных конфузоров с выходными щелевыми отверстиями, напротив каждого из которых устанавливаются пылеулавливающие трубки с входными коническими каналами и щелевыми отверстиями, образующими пылеулавливающую решетку, нижняя часть которой соединяется с полостью пылесборника и, далее, с пылевым каналом и аэродинамическим очистителем.This result is achieved by the fact that the inlet confuser channel is divided into at least one row of uniformly distributed confusers with outlet slit openings, opposite each of which dust collectors are installed with inlet conical channels and slot openings forming a dust collector, the lower part of which connects to the dust collector cavity and further with a dust channel and an aerodynamic cleaner.

Предлагаемое в конструкции деление потока воздуха на ряд плоских струй позволяет значительно приблизить пылеулавливающие трубки к выходным сечениям конфузоров, сократив тем самым путь движения пылевых частиц по инерции с попаданием в трубки при снижении величины необходимой для этого скорости на выходе из конфузоров.The design of dividing the air flow into a series of plane jets makes it possible to significantly approach the dust collection tubes to the outlet cross sections of the confusers, thereby reducing the path of dust particles by inertia to the tubes when the magnitude of the required velocity at the outlet of the confusers is reduced.

Снижение величины необходимой скорости позволяет увеличить общее живое сечение фильтра для прохода воздуха и, тем самым, значительно снизить аэродинамическое сопротивление фильтра.Reducing the required speed allows you to increase the total living cross section of the filter for the passage of air and, thereby, significantly reduce the aerodynamic drag of the filter.

Для обеспечения эффективной работы фильтра необходимо, чтобы расстояние между выходным срезом конфузоров и входным сечением пылеулавливающих трубок, а также начальная ширина конических каналов трубок были соответственно равны отрезку высоты и основанию треугольника, угол при вершине которого равен углу раскрытия струи воздуха при выходе из конфузора.To ensure the effective operation of the filter, it is necessary that the distance between the outlet cutoff of the confusers and the inlet section of the dust collection tubes, as well as the initial width of the conical channels of the tubes, be equal to the height segment and the base of the triangle, the angle at the apex of which is equal to the opening angle of the air stream when exiting the confuser.

Предлагаемая конструкция фильтра, обладающая указанными отличительными признаками, обеспечит высокую степень очистки воздуха от пыли при значительном снижении аэродинамического сопротивления фильтра.The proposed design of the filter, which has the indicated distinguishing features, will provide a high degree of air purification from dust while significantly reducing the aerodynamic drag of the filter.

Новизна предлагаемой конструкции фильтра, характеризуемая ее отличительными признаками, состоит в том, что наличие системы распределенных рядов конфузоров и пылеулавливающих трубок позволяет увеличить проходное (живое) сечение фильтра, снизить аэродинамическое сопротивление, а предложенная геометрия определенных размеров (расстояние между конфузорами и трубками, начальная ширина конических каналов трубок) обеспечить высокую степень очистки.The novelty of the proposed filter design, characterized by its distinguishing features, consists in the fact that the presence of a system of distributed rows of confusers and dust collecting tubes allows to increase the flow (live) cross-section of the filter, to reduce aerodynamic drag, and the proposed geometry of certain sizes (distance between confusers and tubes, the initial width conical channels of tubes) provide a high degree of purification.

Указанными свойствами не обладает ни одна из известных конструкций фильтров.None of the known filter designs have these properties.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 приведено поперечное сечение фильтра. На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1. На фиг.3 - узел сопряжения конфузора и пылеулавливающей трубки.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows the cross section of the filter. Figure 2 is a section aa in figure 1. Figure 3 - node interface confuser and dust collection tube.

Фильтр состоит из воздухозаборной решетки 1, корпуса 2, внутри которого расположен фильтрующий узел, состоящий из ряда конфузоров 3 и ряда пылеулавливающих трубок 4, нижняя часть которых соединена с пылесборником 5, полость которого в свою очередь соединяется трубкой 6 с аэродинамическим очистителем 7.The filter consists of an air intake grill 1, housing 2, inside of which there is a filter assembly, consisting of a number of confusers 3 and a number of dust collection tubes 4, the lower part of which is connected to a dust collector 5, the cavity of which in turn is connected by a tube 6 to an aerodynamic cleaner 7.

Принцип действия фильтра основан на аэродинамическом разделении двухфазного потока (воздух-пыль), улавливании и эжекторном удалении частиц пыли обратно в окружающую среду в зону, исключающую возможность рециркуляции.The principle of the filter is based on the aerodynamic separation of a two-phase flow (air-dust), trapping and ejection removal of dust particles back into the environment in an area that excludes the possibility of recirculation.

Фильтр работает следующим образом. Наружный воздух, содержащий частицы пыли различной дисперсности, засасывается вентилятором через заборную решетку 1, ускоряется в конфузоре 3. Частицы пыли, увлекаемые воздушным потоком, по инерции пролетают в пылеулавливающие трубки. В результате совместного действия инерционных, гравитационных сил и отсасывающего эффекта аэродинамического очистителя частицы пыли проходят по пылеулавливающим трубкам в пылесборник 5, а затем через трубку 6 аэродинамическим очистителем выбрасываются в окружающую среду. Очищенный воздух огибает пылеулавливающие трубки 4 и направляется в выходной канал прямоугольной формы и далее в систему вентиляции транспортного средства.The filter works as follows. Outside air containing dust particles of various dispersion is sucked in by the fan through the intake grill 1, accelerated in the confuser 3. Dust particles carried away by the air flow fly by inertia into the dust collecting tubes. As a result of the combined action of inertial, gravitational forces and the suction effect of the aerodynamic cleaner, dust particles pass through the dust collecting tubes into the dust collector 5, and then they are discharged into the environment through the tube 6 by the aerodynamic cleaner. The cleaned air goes around the dust collecting tubes 4 and is sent to the rectangular outlet channel and further to the vehicle ventilation system.

Деление воздушного потока на ряд параллельных плоских струй путем применения системы распределенных рядов конфузоров и пылеулавливающих трубок, располагаемых в соответствии с предложенной геометрией (Фиг.1), определяет эффективность работы фильтра.The division of the air flow into a series of parallel flat jets by applying a system of distributed rows of confusers and dust tubes located in accordance with the proposed geometry (Figure 1) determines the efficiency of the filter.

Перечисленные конструктивные особенности фильтра обеспечивают резкое снижение гидравлического сопротивления (по сравнению с известными конструкциями) и высокую степень очистки.The listed design features of the filter provide a sharp decrease in hydraulic resistance (compared with known designs) and a high degree of purification.

Предлагаемая конструкция фильтра будет эффективна при использовании как новых транспортных средств, так и эксплуатируемого парка.The proposed filter design will be effective when using both new vehicles and an operating fleet.

Claims

An inertia filter, mainly for railway transport, comprising a housing, an intake grille, air inlet and outlet channels, a filter assembly connected through an dust collector and a dust channel to an aerodynamic cleaner, characterized in that the inlet channel is divided into at least one row of uniformly distributed confusers with outlet slit openings, opposite each of which dust collecting tubes of ellipsoidal section with inlet conical channels and slot openings are installed, Braz dust collecting grate, the bottom of which is connected with the cavity of the dust collector.