Фильтр на дымовую трубу

Фильтр на дымовую трубу

Использование: используется при очистке от сажи тонких фильтров большой площади, применяемых в заводских трубах, трубах ТЭЦ и ТЭС. Сущность изобретения: устройство содержит источник СВЧ- энергии, замедляющую структуру, линию передачи, согласованные устройства и согласованную нагрузку. Вход замедляющей структуры через согласованное устройство и линию передачи соединен с выходом источника СВЧ-энергии. Выход замедляющей структуры соединен с согласованной нагрузкой. Во втором варианте исполнения изобретения устройство для очистки фильтров содержит источник СВЧ-энергии, замедляющую структуру цилиндрической формы, согласованный переход и линию передачи. Источник энергии возбуждает замедляющую структуру через линию передачи, согласованный переход и вибратор. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к технике очистки дымовых фильтров от сажи. Преимущественная область применения очистка от сажи тонких фильтров большой площади, применяемых в заводских трубах, трубах ТЭЦ и ТЭС.

Известно устройство для очистки дымовых фильтров от сажи дизельных двигателей (ЕПВ N0327439, приоритет Франции 05.02.88, кл. F01N 3/02, B01D 49/00). Это устройство содержит соосно расположенные подводящую и отводящую выхлопные газы трубы, резонатор, очищаемый фильтр, а также источник СВЧ- энергии, электрически соединенный с резонатором. В резонаторе возбуждаются колебания типа TMOIp.

Также известно устройство, принятое за прототип изобретения, для очистки фильтров выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от сажи (ФРГ N3528445, кл. F01N 3/02, В03С 3/04). Это устройство содержит соосно расположенные подводящую и отводящую газы трубы, резонатор и очистительный фильтр, а также источник микроволновой энергии, электрически соединенный с резонатором, в пучности электрического поля которого размещен очищаемый фильтр.

Аналог и прототип не позволяют очищать плоские фильтры больших геометрических размеров с рабочей поверхностью несколько квадратных метров, так как для этого понадобились бы резонаторы размерами несколько метров. Эксплуатация таких резонаторов в местах их установки в трубах не экономична и затруднительна.

Техническим результатом изобретения является возможность очистки плоских и цилиндрических фильтров с рабочей поверхностью в несколько квадратных метров, например сажевые фильтры, устанавливаемые на заводских трубах и трубах ТЭЦ и ТЭС.

Этот результат достигается в двух технических решениях, связанных одним изобретательским замыслом, поэтому заявляются два варианта изобретения.

I вариант выполнения изобретения.

Устройство для очистки дымовых фильтров от сажи содержит источник СВЧ- энергии, две линии передачи этой энергии, два согласованных перехода, согласованную нагрузку и замедляющую структуру. Вход замедляющей структуры через согласованный переход и линию передачи соединен с выходом генератора, а ее выход через второй согласованный переход и вторую линию передачи соединен с согласованной нагрузкой.

Замедляющая структура выполнена из металла плоской или цилиндрической формы, которая содержит многопроводную линию, выполненную из прямолинейных проводников равной длины и поперечного сечения, параллельных друг другу и расположенных друг от друга на расстоянии ширины одного проводника, размеры поперечного сечения проводников много меньше рабочей длины волны устройства; сосредоточенные, индуктивные, ленточные, петлевые диафрагмы, соединяющие каждая два соседних проводника, и установленные рядами вдоль многопроводной линии на равных расстояниях меньше четверти длины волны, и сосредоточенные, ленточные, индуктивные, петлевые связки, соединяющие проводники через один, и установленные рядами между диафрагмами на равных друг от друга и от рядов диафрагм расстояниях. Ширина многопроводной линии кратна половине длины поверхностной волны, распространяющейся по замедляющей структуре, кроме того, на крайних проводниках линии установлены экраны, высота которых не менее высоты диафрагм и связок.

Отличительными признаками изобретения являются наличие замедляющей структуры, ее особой формы выполнения, вторых линий передачи и согласованного устройства и согласованной нагрузки.

Описанная конструкция может быть выполнена плоской или цилиндрической формы требуемых размеров. Электрические соединения обеспечивают в замедляющей структуре режим бегущей волны, что обеспечивает равномерность электрического поля вдоль многопроводной линии со стороны, противоположной диафрагмам и связкам. Этой стороной замедляющая структура накладывается на плоскость фильтра и наводит в саже токи, которые ее разогревают до температуры 600 o C, при которой сажа начинает гореть в случае наличия притока кислорода.

Для обеспечения выгорания сажи толщиной в 1 мм в течение нескольких минут источник СВЧ-энергии должен обеспечить плотность мощности 20 50 кВт/м 2 .

II вариант выполнения изобретения.

Устройство для очистки дымовых фильтров от сажи содержит источник СВЧ- энергии, линию передачи этой энергии, согласованный переход, включенный последовательно, очищаемый фильтр, выполненный в виде трубы, и замедляющую структуру цилиндрической формы, внутри которой размещен фильтр, длина внешней окружности фильтра и внутренней окружности замедляющей структуры равны и кратны целому числу длин рабочей поверхностной волны, длина цилиндрической замедляющей структуры не менее длины фильтра и кратна половине длины рабочей поверхностной волны, вход замедляющей структуры соединен с согласующим устройством. Замедляющая структура выполнена из металла и содержит многопроводную линию, выполненную из соосных кольцевых проводников, расположенных параллельно друг другу на расстояниях, равных толщине кольца, которая как и ширина кольца много меньше рабочей длины волны. Длина внутренней окружности колец кратна целому числу длин поверхностных волн. Кроме того, устройство содержит сосредоточенные, индуктивные, ленточные диафрагмы, соединяющая каждая два соседних проводника, установленные рядами вдоль проводников на равных расстояниях меньше четверти длины волны, и сосредоточенные, индуктивные, петлевые связки, соединяющие проводники через один, установленные рядами между диафрагм на равных друг от друга и от рядов диафрагм расстояниях, кроме того на крайних проводниках линии установлены соосные кольцевые экраны, внешний диаметр которых не менее диаметра цилиндрической поверхности, описанной вокруг диафрагм и связок.

Отличительными признаками изобретения по этому варианту его исполнения являются: замедляющая структура и особая форма ее выполнения.

Диаметр замедляющей структуры, а следовательно, и диаметр фильтра могут иметь несколько метров. Таких же размеров может быть и длина трубы фильтра и замедляющей структуры. Один конец фильтра заглушен, а другой присоединяется к концу дымовой трубы. Поверхностная волна бежит по всей поверхности фильтра, установленного внутри замедляющей структуры, и наводит в саже, скопившейся в порах фильтра, токи, которые при достаточной мощности источника СВЧ-энергии (20 50 кВт/м 2 ) разогревают сажу до температуры воспламенения (600 o C). При наличии в дыму кислорода или подводимого воздуха сажа выгорает и тем самым фильтр очищается от нее.

Конструкция предложенного устройства обладает по сравнению с аналогами рядом преимуществ: размеры замедляющей структуры практически равны размерам фильтра (резонаторы в аналогах имеют размеры больше размеров фильтра); менее металлоемка; хорошо вписывается как внутри дымоходов, так и на концах дымоходных труб; требует для разогрева сажи до температуры воспламенения меньше мощности источника СВЧ-энергии (вся мощность источника сосредоточена в тонком слое около замедляющей структуры, а значит, и в объеме фильтра, а не распределена в большом объеме резонатора).

На фиг. 1 представлен вид на замедляющую структуру со стороны диафрагм и связок (1 вариант).

На фиг. 2 изображен вид на замедляющую структуру сбоку в сечении С-С (фиг. 1) с устройствами согласования, передающими линиями, источником СВЧ- энергии и согласованной нагрузкой.

На фиг. 3 представлен вид с торца замедляющей структуры по сечению В-В (фиг. 2).

На фиг. 4 представлен вид с торца замедляющей структуры по сечению А-А (фиг. 2).

На фиг. 5 представлен вид сбоку на замедляющую структуру с фильтром и устройством возбуждения поверхностной волны по II варианту исполнения изобретения.

На фиг. 6 изображен вид сверху (по оси структуры) на замедляющую структуру по II варианту с устройством возбуждения, линией передачи и источником микроволновой энергии.

На фигурах введены обозначения: 1 замедляющая структура по I варианту; 2 согласующее устройство; 3 возбуждающий штырь (вибратор); 4 линия передачи; 5 источник СВЧ-энергии;
6 проводники линии передачи (по I варианту) замедляющей структуры;
7 кольцевые проводники линии передачи замедляющей структуры (по II варианту);
8 индуктивные диафрагмы;
9 индуктивные связки;
10 экраны, линейные по I варианту, и кольцевые по II;
11 очищаемый фильтр;
12 замедляющая структура (по II варианту);
13 согласованная нагрузка.

Замедляющие структуры по первому 1 и второму 12 вариантам исполнения изобретения выполняются из металла (латунь, нержавеющая сталь). Размеры структур поперек распространения поверхностной волны должны быть кратны половине длины поверхностной волны. Размеры замедляющей структуры 1 вдоль направления распространения поверхностной волны могут быть произвольные, заданные. Внутренний диаметр структуры 12 равен наружному диаметру очищаемого фильтра, а длина окружности этого диаметра должна быть кратна длине поверхностной волны.

Согласующее устройство 2 может быть выполнено в виде оголенного конца внутренней жилы кабеля, если линия передачи 4 выполнена из коаксиального кабеля или металлического вибратора 3 и изолированного от него отрезка волновода, закороченного с одной стороны, если линия передачи 4 выполнена из отрезка волновода. Вибратор 3 устанавливается в волноводе на расстоянии четверти длины волны источника СВЧ-энергии от его замкнутого конца (/4). Вибратор 3 соединяется со средней, крайней связкой 9 в I варианте исполнения изобретения и с любой средней во II варианте, а волновод соединяется с проводником 7 линии передачи замедляющей структуры.

Читайте также:  Печи камины торма отзывы

Источником 5 СВЧ-энергии может служить магнетрон соответствующей мощности, равной площади рабочей поверхности фильтра, умноженной на плотность требуемой мощности для разогрева сажи до температуры 600 o C за требуемый отрезок времени.

Проводники 6 выполняются линейными, произвольного поперечного сечения в виде стержней или труб. Размеры поперечного сечения должны быть много меньше длины рабочей волны, а расстояния между ними в линии равны их ширине. Длина проводников должна быть не менее длины очищаемого фильтра, а ширина линии передачи, набранная из них, должна быть также не менее ширины фильтра.

Кольцевые проводники 7 выполняются в виде колец с внутренним диаметром, равным внешнему диаметру очищаемого фильтра, сечение проводников 7 такое же, как проводников 6, расстояние между проводниками 7 в линии замедляющей структуры 12 такое же, как в структуре 1.

Индуктивные диафрагмы 8 выполняются из металлических лент и могут быть выполнены в виде прямоугольной петли. Индуктивность таких диафрагм рассчитывается по формуле

где l высота петли;
H ширина ленты;
d ширина петли (расстояние между проводниками 6 или 7);
Эта формула заимствована у Д.Е.Самсонова. Основы расчета и конструирования многорезонаторных магнетронов. М. Сов. радио, 1966.

Размеры диафрагмы много меньше длины волны, поэтому индуктивность от них не зависит.

Индуктивные связки 9 могут быть выполнены также из металлических лент. Их индуктивность больше индуктивности диафрагм 8 (см. Р.А.Силин, В.П.Сазонов. Замедляющие системы. М. Сов. радио, 1966).

Экраны 10 устанавливаются на крайних проводниках 6 и 7 и выполнены в виде пластин (I вариант) и колец (II вариант) шириной не менее толщины замедляющей структуры. Экраны отражают поверхностную волну, распространяющуюся поперек проводников 6 и 7, и поэтому стоят друг от друга на расстоянии, кратном половине длины поверхностной волны.

Замедляющая структура 12 выполнена цилиндрической из кольцевых проводников 7, диафрагм 8 и связок 9 и экранов 10.

Согласованная нагрузка 13 может быть выполнена из отрезка волновода, закороченного с одного конца, и клинообразного материала с большим омическим сопротивлением. На нагрузку может быть надет радиатор воздушного или водяного охлаждения.

Статика (I вариант).

Устройство для очистки дымовых фильтров от сажи содержит источник 5 СВЧ- энергии, два согласованных устройства 2, две линии передачи 4 и замедляющую структуру 1. С одного конца замедляющей структуры к ней подсоединен через одно согласованное устройство и линию передачи источник СВЧ-энергии, а к другому концу замедляющей структуры через другое согласованное устройство и линию передачи согласованная нагрузка.

Очищаемый фильтр размещается на замедляющей структуре со стороны, противоположной подключенным к ней диафрагмам и связкам (на фиг. 2 снизу).

Статика (II вариант).

Устройство для очистки дымовых фильтров от сажи содержит источник 5 СВЧ- энергии, линию передачи 4, согласованное устройство 2 и цилиндрическую замедляющую структуру 12, надетую на цилиндрический фильтр 11. Фильтр может быть выполнен из пористой керамики.

Источник СВЧ-энергии через линию передачи, согласованное устройство и одну связку подсоединен к замедляющей структуре. Один конец фильтра заглушен.

Динамика (I вариант).

Устройство работает следующим образом.

Замедляющую структуру 1 устанавливают на очищаемый фильтр со стороны подводящей дым трубы. Включают дымоход. После повышения давления дыма выше определенного уровня из-за загрязнения фильтра сажей автоматически или вручную включают источник 5 СВЧ- энергии. Поверхностная волна начнет распространяться вдоль проводников 6 от одного конца замедляющей структуры к другому концу. При этом волна наводит в саже токи, которые ее разогревают до температуры 600 o C, и при наличии в дыму кислорода или подведенного воздуха происходит сгорание сажи и очистка от нее фильтра. Давление в подводящей дым трубе снижается, что является сигналом к отключению источника 5. Нагрузка 13 служит для предотвращения образования в замедляющей структуре 1 стоячей волны, которая ухудшает равномерность амплитуды вдоль фильтра и его очистку.

Динамика (II вариант).

Заглушают один торец фильтра. Устройство устанавливают на конец дымовой трубы. При повышении давления в дымовой трубе, из-за загрязнения фильтра 11, включают источник 5 СВЧ-энергии. Поверхностная волна начинает распространяться вдоль боковой поверхности фильтра и наводить в саже токи, которые ее разогревают до температуры воспламенения. При наличии в дыме кислорода или специально подведенного в этот момент воздуха сажа выгорает и фильтр очищается. После понижения давления в трубе источник 5 отключают.

1. Устройство для очистки дымовых фильтров от сажи, содержащее источник СВЧ-энергии, линию передачи этой энергии и согласованный переход, включенные последовательно, отличающееся тем, что в него дополнительно введены вторая линия передачи, второй согласованный переход, согласованная нагрузка и замедляющая структура, причем согласованный переход подсоединен к одному концу замедляющей структуры, а к ее другому концу подсоединены последовательно второй согласованный переход, вторая передающая линия и согласованная нагрузка.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что замедляющая структура выполнена из металла плоской или цилиндрической формы, которая содержит многопроводную линию, выполненную из прямолинейных проводников равной длины и поперечного сечения, параллельных друг другу и расположенных друг от друга на расстоянии ширины одного проводника, которая много меньше рабочей длины волны, сосредоточенные, индуктивные, ленточные, петлевые диафрагмы, соединяющие каждая два проводника, рядом расположенные и установленные рядами вдоль многопроводной линии на равных расстояниях меньше четверти длины волны, и ленточные, сосредоточенные, индуктивные, петлевые связки, соединяющие проводники через один, установлены рядами между рядов диафрагм на равных друг от друга и от рядов диафрагм расстояниях, ширина многопроводной линии кратна половине длины поверхностной волны, распространяющейся по замедляющей структуре, на крайних проводниках линии установлены экраны, высота которых не менее высоты диафрагм и связок.

3. Устройство для очистки дымовых фильтров от сажи, содержащее источник СВЧ-энергии, линию передачи этой энергии и согласованный переход, включенные последовательно, и очищаемый фильтр, выполненный в виде трубы, отличающееся тем, что в него дополнительно введена замедляющая структура цилиндрической формы, длина ее окружности кратна целому числу длин рабочей поверхностной волны, а ее вход соединен с согласующим устройством.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что замедляющая структура выполнена из металла и содержит многопроводную линию, выполненную из кольцевых проводников, соосных и параллельно расположенных на расстояниях друг от друга, равных их ширине, которая много меньше длины поверхностной волны, длина окружностей колец кратна целому числу длин поверхностных волн структуры, ширина многопроводной линии кратна половине длины поверхностной волны, сосредоточенные, индуктивные, ленточные диафрагмы, соединяющие каждая два соседних проводника и установленные рядами вдоль проводников на равных расстояниях меньше четверти длины волны, и ленточные, сосредоточенные, индуктивные, петлевые связки, соединяющие проводники через один, установлены рядами между диафрагм на равных друг от друга и от рядов диафрагм расстояниях, кроме того, на крайних проводниках линии установлены кольцевые экраны, внешний диаметр которых не менее диаметра цилиндрической поверхности, описанной вокруг диафрагм и связок.

Очистка дымовых газов: методы и оборудование

Что такое дымовые газы

Дымовыми газами называются продукты горения, которые выделяются в процессе сожжения органического топлива — нефти, газа, каменного и древесного угля.

Правовая сторона ограничения выбросов дымовых газов в атмосферу

Большинство государств регулирует количество выбросов дымовых газов в атмосферу, устанавливая предельно допустимую концентрацию (ПДК) для основных продуктов загрязнения.

Стоит отметить, что ПДК регулярно уменьшается и к 2050 году планируется свести загрязнение к величинам, близким к нулю.

Основные положения по очистке воздуха в России содержатся в Федеральном законе N 96-ФЗ «Об охране окружающей среды» от 04.05.1999, а также в ГОСТ 17.2.3.02-2014 и ГОСТ 12.1.005-88. Предельно допустимая концентрация прописана в СанПиН 2.1.6.1032-01.

Основные типы загрязнений в дымовом газе

Основные типы загрязнения, выделяющиеся в процессе горения:

Летучая зола — мелкие частицы несгораемого остатка, состоящие из минеральных примесей, которые были в исходном топливе. Количество золы в дымовых газах варьируется от типа топлива — в мазуте содержание, как правило, 0.05-0.15%, в дровах от 0.5% до 2%, в каменном угле содержание золы варьируется от 1 до 50%, в торфе от 3 до 30%, а в горючих сланцах от 50 до 80% золы. Чем больше процент содержания золы в топливе, тем больше золы образуется в процессе горения. Следовательно, от используемого типа топлива зависит и выбор очистительных систем для дымовых газов.

Читайте также:  Оформление булочек из дрожжевого теста фото пошагово

Оксиды серы (SO2) и азота (NO и NO2) — в воздухе соединяются с парами воды и в ходе фотохимической реакции образуют кислоту, которая оседает на землю в виде кислотных дождей.

Тяжелые металлы — группа элементов таблицы Менделеева, обладающие свойством токсичности. Стоит оговорится, что термин «тяжелые металлы» охватывает достаточно широкую группу элементов, и используется, как правило, в контексте вредности для здоровья. С технической точки зрения, к тяжелым металлам причисляют элементы с плотностью выше плотности железа (8 г/см 2 ). На практике, чаще всего термин «тяжелые металлы» применяется к свинцу, ртути и кадмию.

Основные источники загрязнения дымовыми газами

Основными источниками загрязнения атмосферы дымовыми газами на сегодняшний день являются предприятия энергетической сферы — тепловые электростанции и котельные, работающие на ископаемом топливе: каменном угле, природном газе, мазуте и т.д.

Кроме того, дымовые газы выбрасывают:

Нефтяные факелы, сжигающие попутный газ;

Автотранспорт с ДВС.

Методы очистки дымовых газов

Сразу отметим, что универсального метода очистки воздуха от дыма и прочих типов загрязнения не существует, поэтому приходится комбинировать методы для достижения максимального эффекта.

Способы очистки дымового газа от золы и твердых частиц

Фильтрование:

Рукавные тканевые фильтры — представляют из себя цилиндрические емкости, в которых расположены вертикально подвешенные тканевые мешки. Частицы золы в дымовом газе, проходя через ткань, застревают. Очищенный воздух выводится через трубу в верхней части емкости. Для очистки рукавов от золы их периодически встряхивают. Зола собирается в отстойнике. Рукавные тканевые фильтры для очистки воздуха от дыма улавливают до 99.9% золы.

Электростатические фильтры — в таких устройствах поток загрязненного воздуха проходит через электрическое поле, после чего частицы оседают на электродах под действием электростатического поля обратной полярности. Кольцевые эмульгаторы — в основе работы таких очистителей лежит эмульгационный способ мокрой очистки, который во многом схож с принципом работы скруббера, но имеет свои нюансы.

Кольцевой эмульгатор представляет из себя вертикальную емкость, внутри которой находится вращающаяся тарелкообразная насадка. Дымовой газ поступает через патрубки внизу емкости, расположенные под углом. Как результат — загрязненный газ завихряется. Контактируя с жидкостью на тарелке, газ образует с водой газожидкостную эмульсию, которая накапливается под тарелкой. После выключения аппарата, образуется противоток газ-жидкость —шлам стекает через отверстие в основании рабочей камеры, а очищенный газ выходит через выходной газоход.

Скрубберы — аппараты для мокрой очистки дымовых газов. Представляют из себя вертикальные емкости, внутри которых располагаются различные приспособления для мокрой очистки (форсунки для разбрызгивания воды, различные насадки, устройства для дробления воды газовым потоком). Дым промывается и очищается водой, вся сажа остается с водой, которая утекает в отстойник, очищенный же газ выводится в атмосферу через патрубок в верхней части скруббера.

Способы очистки дымового газа от оксидов серы

Для очистки дымовых газов от оксидов серы применяются 3 технологии: мокрая, мокросухая и сухая очистка. В основе каждого способа очистки лежит принцип сорбции — оксиды серы соединяются с камим-либо активным веществом, образуя либо осадок, либо безвредное вещество.

Мокрая сероочистка

Используется при высокой концентрации в серы в исходном топливе (от 2 до 4%), обеспечивает уровень очистки в 95-99% в зависимости от используемого сорбента.

В качестве сорбента используются используются:

Использование: в технике очистки от сажи дымовых фильтров, установленных в выхлопных трубах автомобильных двигателей, с помощью микроволновой энергии. Сущность изобретения: устройство содержит источник микроволновой энергии, экран, двумерную замедляющую систему, выполненную в виде металлической трубы с поперечными гофрами на ее внутренней поверхности, согласованную нагрузку и согласованные переходы для запитки замедляющей системы микроволновой энергией и отвода лишней энергии к согласованную нагрузку. Фильтр выполняется из пористого, температуростойкого диэлектрика с малыми электрическими потерями и устанавливается соосно между экраном и замедляющей системой. Фильтр является частью этой системы, через которую проходят поверхностные волны и наводят токи в саже и нагревают ее до температуры воспламенения. 1 з. с.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике очистки дымовых фильтров от сажи и, в частности для очистки фильтров, применяемых в выхлопных трубах двигателей автомобилей.

Известно устройство для очистки фильтров выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания от сажи, которое содержит соосно расположенные подводящую и отводящую газы трубы, резонатор и очистительный фильтр, а также источник микроволновой энергии, электрически соединенный с резонатором, в пучности электрического поля которого размещен фильтр, что способствует его более полной очистке. В этом случае резонатор должен иметь поперечные размеры и объем больше резонатора аналога. При большем объеме резонатора требуется большая мощность источника микроволновой энергии для создания в резонаторе величины напряженности электрического поля, необходимого для разогрева сажи до температуры ее возгорания (600 о С), чтобы пошла экзотермическая реакция.

Техническим результатом изобретения является уменьшение мощности источника микроволновой энергии, необходимой для полной очистки фильтра от сажи путем ее выжигания за счет равномерного распределения электрического поля в фильтре и увеличения в нем напряженности электрического поля без увеличения мощности источника энергии.

Этот результат достигается в двух технических решениях, связанных одним изобретательским замыслом, поэтому заявляются в одной заявке два варианта изобретения.

I вариант исполнения изобретения
По этому варианту изобретения устройство для очистки дымовых фильтров от сажи содержит источник микроволновой энергии, две линии передачи этой энергии, два согласующих устройства, согласованную нагрузку, соосно расположенные подводящая и отводящая газы трубы, очистительный фильтр, выполненный в виде трубы из пористого диэлектрика с малыми электрическими потерями, две металлические решетки, металлический экран, выполненный в виде стержня с длиной цилиндрической части, равной длине фильтра, и заостренными концами, и двумерную замедляющую систему, выполненную в виде металлической трубы с продольным размером не менее продольного размера фильтра и с поперечными гофрами на ее внутренней поверхности.

Экран расположен внутри фильтра, а замедляющая система снаружи по тугой посадке. На торцах фильтра закреплены металлические решетки. К трубе замедляющей системы герметично, с одной стороны присоединен один конец подводящей газы трубы, а с другой один конец отводящей трубы.

Источник энергии и согласованная нагрузка через линии передачи электрически соединены с разными концами заземляющей системы с помощью согласованных переходов.

Отличительными признаками изобретения по I варианту исполнения являются: согласованная нагрузка, две металлические решетки, вторая линия передачи, металлический экран и замедляющая система.

II вариант исполнения изобретения
По этому варианту устройство для очистки дымовых фильтров от сажи, содержит источник микроволновой энергии, две линии передачи этой энергии, два согласующих устройства, согласованную нагрузку, металлическую решетку, соосно расположенные подводящая и отводящая газы трубы, очистительный фильтр, выполненный в виде трубы из пористого диэлектрика с малыми потерями, металлический экран, выполненный в виде стержня, имеющего длину цилиндрической части равной длине фильтра, диаметр меньше внутреннего диаметра фильтра, один конец стержня заострен, а другой имеет головку, замедляющую систему, которая выполнена в виде металлической трубы с поперечными гофрами одинакового размера на ее внутренней поверхности и сквозными отверстиями в трубе, диаметр которых меньше четверти рабочей длины волны ( ) источника микроволновой энергии, диаметр цилиндрической поверхности, на которой лежат вершины гофров равен наружному диаметру фильтра.

Один конец подводящей трубы имеет фланец, а отводящая труба имеет два сквозных отверстия для прохода линий передач.

Фильтр одет на стержень экрана с зазором, достаточным для подвода к фильтру дыма. В этом зазоре перед фильтром установлена металлическая решетка в форме шайбы. Шаг металлической решетки меньше /4. На фильтр одета заземляющая система по плотной посадке. Один торец фильтра и замедляющей системы упираются в голову стержня экрана, а другие во фланец подводящей трубы. Отводящая труба одета на замедляющую систему с зазором, достаточным для отвода прошедших через фильтр газов, и одним концом герметично соединена с фланцем подводящей трубы.

Источник энергии и согласованная нагрузка через линии передачи, проходящие через отверстия в отводящей трубе без зазоров, электрически соединены с разными концами замедляющей системы с помощью согласованных переходов.

Отличительными признаками изобретения по II варианту исполнения являютcя: согласованная нагрузка, вторая линия передачи, металлическая решетка, металлический экран, замедляющая система со сквозными отверстиями, особая форма выполнения подводящей и отводящей газы труб и их взаимное расположение.

Устройства двух вариантов исполнения могут иметь любые формы поперечных сечений, например круглые, квадратные и т.п.

На фиг. 1 представлено устройство для очистки дымового фильтра от сажи, осевой продольный разрез (I вариант исполнения); на фиг.2 то же (II вариант исполнения).

На фигурах введены обозначения: 1 труба, подводящая дым, 2 замедляющая система, 3 фильтр для очистки дыма от сажи, 4 металлический экран. 5 труба, отводящая дым, 6 источник микроволновой энергии, 7 линия передачи микроволновой энергии, 8 устройство для согласования передающей линии с замедляющей системой, 9 согласованная нагрузка, 10 металлическая решетка.

Труба 1, подводящая дым, может быть выполнена из стали круглого, квадратного, эллиптического и/или другого сечения.

Замедляющая система 2 выполняется из металла.

Фильтр 3 может быть выполнен из пористого, жаропрочного диэлектрика с малыми электрическими потерями (керамика).

Экран 4 выполняется из металла (сталь).

Труба 5, отводящая очищенный дым, выполняется из стали.

Источник 6 микроволновой энергии может быть выполнен на магнетроне, применяемом для бытовых микроволновых печей.

Линия передачи 7 может быть выполнена из волновода или коаксиала.

Устройство 8 для согласования линии передачи 7 с замедляющей системой 2 может быть выполнено в виде рупора или возбудителя в виде вибратора (Я.Н.Фельд, Л.С.Бененсон, Антенно-фидерные устройства, часть 2, ВВИА им. Н.Е.Жуковского, 1959, с.210, фиг.13.1).

Согласованная нагрузка 9 может быть выполнена в виде отрезка волновода или коаксиальной линии, закороченного с одного конца, внутри которого размещен клин из материала с большим электрическим сопротивлением, а снаружи установлен радиатор воздушного охлаждения (Ф.Тишер, Техника измерения на сверхвысоких частотах, Физмат литература, М. 1963, с.182, фиг.5,14).

Решетка 10 выполняется из металла, (ее шаг меньше /4) по форме и по размерам торца фильтра в I варианте исполнения и с размерами зазора между экраном и фильтром во II варианте исполнения изобретения.

По первому варианту исполнения изобретения труба 1 одним концом герметично присоединена к одному концу трубы замедляющей системы 2. Фильтр 3 размещен внутри замедляющей системы по тугой посадке. Экран 4 установлен внутри фильтра 3 тоже по тугой посадке. Отводящая труба 5 одним концом герметично присоединена ко второму концу замедляющей системы 2. Источник 6 энергии через линию передачи 7 и устройство согласования 8 электрически соединены с одним концом замедляющей системы 2. Согласованная нагрузка 9 с помощью устройства согласования 8 и линии передачи 7 электрически соединена с другим концом системы 2. Металлические решетки 10 закреплены на торцах фильтра 3 и служат для локализации микроволновой энергии в нем. Вибраторы согласующих устройств 8 размещены на /4 от решеток 10.

По второму варианту исполнения изобретения труба 1 концом с фланцем герметично соединена с одним концом трубы замедляющей системы 2 и отводящей трубы 5 и плотно прилегает к одному концу фильтра 3. Другие концы труб замедляющей системы 2 и фильтра 3 плотно прилегают к головке экрана 4, а сам экран расположен внутри фильтра с зазором для прохода подводимого к нему газа. В этом зазоре, перед фильтром 3 установлена металлическая решетка 10. Между замедляющей системой 2 и трубой 5 имеется зазор для прохода очищенных газов.

Источник 6 энергии и согласованная нагрузка 9 через линии передач 7, проходящие через отверстия в трубе 5, электрически соединены с разными концами замедляющей системы 2 с помощью согласованных переходов 8.

Известно, что поверхностные волны представляют собой электромагнитные колебания, которые распространяются без излучения вдоль границы раздела между средами с различными физическими свойствами (А.Ф.Харвей, Техника сверхвысоких частот. Том 1, Сов. радио. М. 1965, с.558). Распространение поверхностных волн возможно вдоль поверхности, которая прямолинейная в направлении распространения. В поперечном направлении форма поверхности может быть произвольной, в нашем случае она цилиндрическая. Замедляющая структура может быть либо диэлектрик, либо из комбинации диэлектрика с металлом, либо гофрированной металлической поверхностью.

Замедляющая структура в изобретении является комбинацией диэлектрика (фильтра) и гофрированной металлической поверхности.

Напpяженность поля поверхностной волны в замедляющей системе при одинаковой мощности источника микроволновой энергии с прототипом и аналогом больше, чем в резонаторе, так как поверхностная волна распространяется непосредственно по стенкам фильтра в малом объеме. Большая напряженность поля обеспечивает быстрый разогрев сажи и ее сжигание, а при той же скорости разогрева, что и у прототипа требует меньшей мощности источника микроволновой энергии.

Поступающие по трубе выхлопные газы под давлением проходят через фильтр 3 в продольном направлении (I вариант исполнения изобретeния) или поперечном направлении (II вариант). Сажа осаждается на фильтре, а очищенный дым поступает в отводящую трубу 5 (I вариант). В другом варианте исполнения очищенный дым через отверстия в трубе замедляющей системы 2 также поступает в трубу 5.

По мере загрязнения фильтра 3 сажей в трубе 1 повышается давление, включается источник энергии, энергия начинает поступать по линии передачи 7 и согласованному устройству 8 в замедляющую систему 2 и СВЧ-поле начинает распространяться по фильтру в направлении другого конца замедляющей системы 2 к согласованной нагрузке 9, которая необходима для поглощения лишней энергии, которая по мере очищения фильтра возрастает. Электрическое поле поверхностной волны наводит токи в саже и тем самым разогревает ее до температуры воспламенения (600 о С). Сажа начинает гореть за счет кислорода, который всегда имеется в потоке выхлопных газов (машины, как правило, работают на обедненной рабочей смеси). Таким образом, происходит очистка фильтра от сажи. По повышенной температуре согласованной нагрузки или уменьшению давления в трубе 1 судят об окончании очистки фильтра и отключают источник 6.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ДЫМОВОГО ФИЛЬТРА ОТ САЖИ, содержащее входной и выходной патрубки, установленный между ними фильтр, источник микроволновой энергии и включенные последовательно первую линию передачи энергии и первый согласованный переход, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит согласованную нагрузку, второй согласованный переход, вторую линию передачи, входную и выходную металлические решетки, металлический экран, выполненный в виде цилиндрического стержня длиной, превышающей длину фильтра, и с заостренными концами, направленными соответственно в сторону входного и выходного патрубков, и двумерную замедляющую систему, выполненную в виде полой металлической трубы, жестко закрепленной между входным и выходным патрубками, снабженной поперечными гофрами, размещенными на ее внутренней поверхности и охватывающими фильтр по тугой посадке, причем труба выполнена длиной, превышающей длину фильтра, металлический экран установлен внутри фильтра по тугой посадке и соосно с ним, металлические решетки закреплены на торцах фильтра, согласованный переход электрически соединен с одним концом замедляющей системы, а другой ее конец электрически соединен через второй согласованный переход и вторую линию передачи с согласованной нагрузкой.

2. Устройство для очистки дымового фильтра от сажи, содержащее входной патрубок с фланцем, выходной патрубок, фильтр, источник микроволновой энергии и включенные последовательно первую линию передачи энергии и первый согласованный переход, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит согласованную нагрузку, второй согласованный переход, вторую линию передач, металлическую решетку, металлический экран и замедляющую систему, металлический экран выполнен в виде полого цилиндрического стержня длиной, превышающей длину фильтра, и одним заостренным концом, обращенным к входному патрубку, а другой конец стержня снабжен головкой, металлический экран установлен внутри фильтра с образованием между ними кольцевого зазора, выходной патрубок выполнен диаметром, превышающим диаметр входного патрубка, замедляющая система выполнена в виде полой металлической трубы со сквозными отверстиями длиной, превышающей длину фильтра, и поперечными гофрами, выполненными на ее внутренней поверхности, металлическая решетка установлена в кольцевом зазоре перед фильтром со стороны впускного патрубка, замедляющая система гофрами охватывает фильтр по тугой посадке, фильтр и замедляющая система размещены в выпускном патрубке с образованием полости и с одной стороны упираются во фланец впускного патрубка, жестко связанного с выпускным патрубком, а с другой стороны в головку экрана, в выпускном патрубке выполнены первое и второе сквозные отверстия с размещенными в них первой и второй линиями передач, согласованный переход электрически соединен с одним концом замедляющей системы, а другой ее конец электрически соединен через второй согласованный переход и вторую линию передачи с согласованной нагрузкой.

Классы МПК: F01N3/02 для охлаждения газов или удаления из них твердых частиц
B01D49/00 Отделение дисперсных частиц от газов, воздуха или паров прочими способами
Автор(ы): Корнеев С.В. , Карпенко Ю.В. , Нефедов В.Н. , Валеев Г.Г.
Патентообладатель(и): Государственный центральный научно-исследовательский радиотехнический институт,
Малое предприятие — Научно-технический центр "Альфа-1"
Приоритеты:
Ссылка на основную публикацию
Фильтр гейзер смена картриджей
Благодаря тому, что в настоящее время получить порцию полезной информации стало гораздо проще, большинство современных жителей активно прочитывают рекомендации врачей,...
Фаршированный картофель на сковороде рецепты с фото
Картошка, фаршированная фаршем, прекрасно подойдет в качестве закуски или сытного обеда. Такое оригинальное и простое в приготовлении блюдо не останется...
Фасад встроенного шкафа купе фото
Кроме исторически сложившихся специальных гардеробных комнат, ничего более удобного для хранения вещей, чем шкаф-купе, пока дизайнеры не придумали. Однако, кроме...
Фильтр грубой очистки картридж
Картриджи для фильтров очистки воды серии slim и BB можно разделить на несколько групп, в зависимости от функций, которые они...
Adblock detector