RU2747178C1

RU2747178C1 - Air intake module of air-purifying apparatus

Info

Publication number: RU2747178C1
Application number: RU2020120224A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Винокуров; Артем Флитович Гумеров
Original assignee: Сергей Владимирович Винокуров; Артем Флитович Гумеров
Priority date: 2020-06-18
Filing date: 2020-06-18
Publication date: 2021-04-28

Abstract

FIELD: gas industry.SUBSTANCE: air intake module of an air-purifying apparatus relates to gas-purifying apparatuses and can be used for purifying atmospheric air in preparation thereof to be supplied to a gas turbine drive compressors. The air intake module of an air-purifying apparatus is comprised of at least one pair including a dust collector unit and an air intake unit. Cyclone filters are installed between said units. The module therein comprises a spatial frame. The dust collector unit and the air intake unit are made of plastic and are installed on the frame configured to move. The open end of the air intake unit is equipped with an elastic cuff. The dust collector unit and the air intake unit therein are suspended from the spatial frame using clamps.EFFECT: proposed invention provides increased reliability and operational life, as well as reduced manufacturing and maintenance cost of the air intake module.2 cl, 1 dwg

Description

Модуль воздухозаборный воздухоочистительного устройства относится к газоочистным устройствам и может быть использован для очистки атмосферного воздуха, подаваемого на вход газотурбинных установок.The air intake module of the air cleaning device refers to gas cleaning devices and can be used to clean the atmospheric air supplied to the inlet of gas turbine units.

На сегодняшний день в составе газотурбинной установки известны и широко применяются воздухоочистительные устройства для очистки циклового воздуха.To date, air cleaning devices for cleaning cycle air are known and widely used as part of a gas turbine plant.

Так, известен «ВОЗДУХОЗАБОРНИК ДЛЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ» по патенту РФ на изобретение 2280772 от 28.06.2005, опубликован 27.07.2006. Известный воздухозаборник содержит расположенный под защитным колпаком несущий корпус с ярусами блок-модулей циклонных фильтров.Thus, the "AIR INTAKE FOR A GAS TURBINE PLANT" is known under the RF patent for invention 2280772 dated June 28, 2005, published on July 27, 2006. The known air intake contains a supporting body located under a protective cap with tiers of cyclone filter block modules.

Наиболее близким по технической сути является «БАТАРЕЙНЫЙ ЦИКЛОН» по патенту РФ на изобретение №2210436 от 18.02.2002, опубликован 20.08.2003, МПК B04C5/20, содержащий расположенные ярусами воздухозаборные камеры с циклонными элементами, коллекторы отвода чистого газа, пылесборники ярусов.The closest in technical essence is the "BATTERY CYCLONE" according to the RF patent for invention No. 2210436 dated February 18, 2002, published on August 20, 2003, IPC B04C5 / 20, containing tiers of air intake chambers with cyclonic elements, collectors for removing clean gas, dust collectors of tiers.

Корпуса блоков пылесборников, корпуса блоков воздухозаборников и их конструктивные элементы в известных решениях модулей воздухозаборных выполнены из стандартного металлического проката методом сварки. Корпуса блоков пылесборников, корпуса блоков воздухозаборников соединены при помощи сварных соединений в единую жесткую конструкцию модуля воздухозаборного. Модули воздухозаборные в рабочем положении зафиксированы при помощи болтовых соединений на металлическом корпусе воздухоочистительного устройства, при этом открытые торцы корпусов воздухозаборников закреплены посредством фланцевых соединений на соответствующих проемах. Корпус воздухоочистительного устройства включает обшитую металлическим листом пространственную раму с проемами, снабженными металлическими фланцами, предназначенными для крепления модулей воздухозаборных. Эксплуатация воздухоочистительных устройств для газоперекачивающих агрегатов осуществляется в полевых условиях. Все металлические элементы воздухоочистительного устройства подвержены значительным температурным расширениям и воздействию атмосферной коррозии, что уменьшает срок эксплуатации оборудования и приводит к необходимости постоянного контроля состояния элементов конструкции. Ввиду выполнения модулей воздухозаборных, их конструктивных элементов, корпусов воздухозаборников, а также средств крепления, в том числе соединительных фланцев, из единого материала (металла), при температурных перепадах все эти элементы претерпевают пропорциональные тепловые расширения. Выполнение воздухозаборных камер и пылесборников из металла снижает технологичность, увеличивает массу и стоимость устройства по сравнению, например, с изготовлением этих узлов из пластика. Процесс эксплуатации воздухоочистительного устройства сопровождается постоянными существенными вибрационными нагрузками. Монолитная, жесткая система взаимного крепления составных частей известных устройств предполагает накопление со временем усталости металла в соединительных элементах, вызванной циклическими вибрационными нагрузками, что может привести к разрушению креплений и выходу оборудования из строя.The bodies of the dust collector units, the bodies of the air intake units and their structural elements in the known solutions of the air intake modules are made of standard rolled metal by welding. The bodies of the dust collector blocks, the bodies of the air intake blocks are connected by means of welded joints into a single rigid structure of the air intake module. The air intake modules in the working position are fixed by means of bolted connections on the metal body of the air-cleaning device, while the open ends of the air intake bodies are fixed by means of flange connections on the corresponding openings. The body of the air-cleaning device includes a space frame sheathed with a metal sheet with openings provided with metal flanges intended for fastening the air intake modules. The operation of air cleaning devices for gas pumping units is carried out in the field. All metal elements of the air cleaning device are subject to significant thermal expansion and atmospheric corrosion, which reduces the service life of the equipment and leads to the need for constant monitoring of the state of structural elements. Due to the design of the air intake modules, their structural elements, air intake housings, as well as fastening means, including connecting flanges, from a single material (metal), with temperature differences, all these elements undergo proportional thermal expansion. The implementation of the air intake chambers and dust collectors of metal reduces the manufacturability, increases the weight and cost of the device in comparison, for example, with the manufacture of these units from plastic. The operation of the air cleaning device is accompanied by constant significant vibration loads. A monolithic, rigid system of mutual fastening of the components of the known devices assumes the accumulation of metal fatigue in the connecting elements over time, caused by cyclic vibration loads, which can lead to the destruction of fasteners and equipment failure.

Задачей заявляемого технического решения является создание модуля воздухозаборного воздухоочистительного устройства обладающего высокой надежностью, повышенным ресурсом работы, высокой технологичностью изготовления и длительными межремонтными периодами.The objective of the proposed technical solution is to create an air intake air-cleaning device module with high reliability, increased service life, high manufacturability and long overhaul periods.

Поставленная задача решена за счет модуля воздухозаборного воздухоочистительного устройства, содержащего, по меньшей мере, одну пару, включающую блок пылесборника и блок воздухозаборника, между которыми установлены циклонные фильтры, при этом модуль содержит пространственную раму, блок пылесборника и блок воздухозаборника выполнены из пластика и установлены на раму с возможностью перемещения, а открытый торец блока воздухозаборника снабжен эластичной манжетой, при этом блок пылесборника и блок воздухозаборника подвешены на пространственную раму при помощи хомутов.The task is solved due to the module of the air intake air cleaning device containing at least one pair, including the dust collector unit and the air intake unit, between which cyclone filters are installed, while the module contains a space frame, the dust collector unit and the air intake unit are made of plastic and installed on the frame is movable, and the open end of the air intake unit is equipped with an elastic cuff, while the dust collector unit and the air intake unit are suspended on the space frame by means of clamps.

Суть технического решения иллюстрирована чертежом, где на фиг.1 - Модуль воздухозаборный воздухоочистительного устройства.The essence of the technical solution is illustrated by the drawing, where figure 1 - Air intake module of the air cleaning device.

На фиг. 1 изображены: модуль 1 воздухозаборный, блок 2 воздухозаборника, циклонный фильтр 3, манжета 4, блок 5 пылесборника, крышка 6, рама 7, хомуты 8.FIG. 1 shows: air intake module 1, air intake unit 2, cyclone filter 3, cuff 4, dust collector unit 5, cover 6, frame 7, clamps 8.

Модуль воздухозаборный воздухоочистительного устройства выполнен следующим образом.The air intake module of the air cleaning device is made as follows.

Модуль 1 содержит, по меньшей мере, одну пару, включающую блок 5 пылесборника и блок 2 воздухозаборника. Блок 5 пылесборника и блок 2 воздухозаборника изготовлены из пластика, например, посредством полимерного литья. Исполнение блоков 2 и 5 из пластика существенно повышает технологичность изготовления устройства, снижает его металлоемкость и, как следствие, его массу. Кроме того, в отличие от металла, пластик не подвержен атмосферной коррозии, что значительно увеличивает сроки эксплуатации устройства. Между блоком 5 пылесборника и блоком 2 воздухозаборника установлены циклонные фильтры 3. Блок 5 пылесборника и блок 2 воздухозаборника, с расположенными между ними циклонными фильтрами 3, установлены на пространственную раму 7, выполненную из стандартного металлического проката методом сварки. Так как элементы модуля 1 выполнены из разных материалов, обладающих различными коэффициентами температурного расширения, для возможности эксплуатации устройства в климатических условиях со значимыми температурными перепадами, блок 5 пылесборника и блок 2 воздухозаборника установлены на пространственную раму 7 с возможностью перемещения относительно нее. Перемещение пластиковых блоков 5 и 2 относительно металлической рамы 7 компенсирует разницу температурных расширений элементов устройства. Возможность перемещения обеспечена тем, что блок 5 пылесборника и блок 2 воздухозаборника подвешены на пространственную раму 7, например, при помощи эластичных хомутов 8. Подвешивание блоков на пространственную раму может осуществляться посредством и других эластичных элементов, например, пружин и пр. Использование эластичных хомутов 8 для установки блока 2 воздухозаборника и блока 5 пылесборника на пространственную раму 7 позволяет компенсировать взаимные температурные перемещения компонентов устройства при эксплуатации в климате со значительными температурными перепадами. Пространственная рама 7 покрыта коррозионно-стойким покрытием. Открытый торец блока 2 воздухозаборника снабжен эластичной манжетой 4, выполненной в поперечном разрезе Г-образной формы и имеющей прямоугольный фланец. Блок 5 пылесборника с открытого торца снабжен крышкой 6. В рабочем положении рама 7 жестко зафиксирована на корпусе воздухоочистительного устройства, а эластичная манжета 4 соединена с его соответствующим металлическим фланцем.Module 1 contains at least one pair including a dust collector unit 5 and an air intake unit 2. The dust collector unit 5 and the air intake unit 2 are made of plastic, for example, by means of polymer casting. The execution of blocks 2 and 5 from plastic significantly increases the manufacturability of the device, reduces its metal consumption and, as a result, its weight. In addition, unlike metal, plastic is not subject to atmospheric corrosion, which significantly increases the life of the device. Cyclone filters 3 are installed between the dust collector unit 5 and the air intake unit 2. The dust collector unit 5 and the air intake unit 2, with cyclone filters 3 located between them, are installed on a space frame 7 made of standard rolled metal by welding. Since the elements of the module 1 are made of different materials with different coefficients of thermal expansion, for the possibility of operating the device in climatic conditions with significant temperature differences, the dust collector unit 5 and the air intake unit 2 are mounted on the space frame 7 with the ability to move relative to it. The movement of the plastic blocks 5 and 2 relative to the metal frame 7 compensates for the difference in thermal expansion of the elements of the device. The possibility of movement is ensured by the fact that the dust collector unit 5 and the air intake unit 2 are suspended on the space frame 7, for example, using elastic clamps 8. Suspension of the blocks on the space frame can be carried out by means of other elastic elements, for example, springs, etc. The use of elastic clamps 8 for installing the air intake unit 2 and the dust collector unit 5 on the space frame 7 allows you to compensate for the mutual temperature movements of the device components during operation in a climate with significant temperature differences. The space frame 7 is coated with a corrosion-resistant coating. The open end of the air intake unit 2 is provided with an elastic cuff 4 made in a L-shaped cross section and having a rectangular flange. The dust collector unit 5 is equipped with a cover 6 from the open end. In the working position, the frame 7 is rigidly fixed to the air-cleaning device body, and the elastic cuff 4 is connected to its corresponding metal flange.

Модуль воздухозаборный воздухоочистительного устройства работает следующим образом.The air intake module of the air cleaning device operates as follows.

Модуль 1 воздухозаборный устанавливают на корпус воздухоочистительного устройства путем фиксации пространственной рамы 7. Эластичную манжету 4 соединяют с фланцем, расположенным на проеме корпуса воздухоочистительного устройства. Манжета 4, выполненная из эластичного материала, обеспечивает герметичность соединения между блоком 2 воздухозаборника и фланцем, расположенным на проеме корпуса воздухоочистительного устройства. После создания перепада давления атмосферный воздух всасывается из окружающей среды в циклонные фильтры 3. В результате прохождения воздушного потока через циклонный фильтр 3 частицы, содержащиеся в атмосферном воздухе, сепарируются и поступают в блок 5 пылесборника, а очищенный воздух через блок 2 воздухозаборника и манжету 4 поступает в полость корпуса воздухоочистительного устройства. Периодически, по мере заполнения полости блока 5 пылесборника, производят техническое обслуживание устройства: снимают крышку 6 и удаляют скопившуюся пыль из блока 5 пылесборника. После чего крышку 6 вновь устанавливают на открытый торец блока 5 пылесборника.The air intake module 1 is installed on the air-cleaning device body by fixing the space frame 7. The elastic collar 4 is connected to the flange located on the opening of the air-cleaning device body. The collar 4, made of elastic material, ensures the tightness of the connection between the air intake unit 2 and the flange located on the opening of the air-cleaning device body. After creating a differential pressure, atmospheric air is sucked from the environment into the cyclone filters 3. As a result of the passage of the air flow through the cyclone filter 3, the particles contained in the atmospheric air are separated and enter the dust collector unit 5, and the purified air enters through the air intake unit 2 and the cuff 4 into the cavity of the air-cleaning device body. Periodically, as the cavity of the dust collector unit 5 is filled, the device is serviced: the cover 6 is removed and the accumulated dust is removed from the dust collector unit 5. Then the cover 6 is again installed on the open end of the dust collector unit 5.

Модуль 1 воздухозаборный работает в условиях постоянных существенных вибрационных нагрузок. Установка блока 5 пылесборника и блока 2 воздухозаборника на пространственную раму 7 с возможностью перемещения, например, подвешиванием при помощи эластичных хомутов 8, позволяет снизить негативный эффект от усталости металла пространственной рамы 7, возникающий под действием циклических нагрузок. Исполнение манжеты 4 из эластичного материала так же повышает надежность устройства при эксплуатации в условиях постоянных вибрационных нагрузок. При эксплуатации устройства в климате со значимыми перепадами температур возникает риск нарушения герметичности соединения блока 2 воздухозаборника с корпусом воздухоочистительного устройства вследствие того, что материалы, из которых они изготовлены - пластик и металл, обладают различными температурными коэффициентами расширения. Исполнение манжеты 4 из эластичного материала позволяет сохранить герметичность соединения при перемещении блока 2 воздухозаборника относительно фланца на проеме корпуса воздухоочистительного устройства. Выполнение блока пылесборника и блока воздухозаборника из пластика и установка их на пространственную раму с возможностью перемещения, а также снабжение открытого торца блока воздухозаборника эластичной манжетой позволяет говорить о принципиально новом техническом решении модуля воздухозаборного воздухоочистительного устройства.Air intake module 1 operates under conditions of constant significant vibration loads. Installation of the dust collector unit 5 and the air intake unit 2 on the space frame 7 with the ability to move, for example, by hanging using elastic clamps 8, reduces the negative effect of metal fatigue of the space frame 7, which occurs under the action of cyclic loads. The cuff 4 made of elastic material also increases the reliability of the device during operation under constant vibration loads. When operating the device in a climate with significant temperature differences, there is a risk of a leakage of the connection between the air intake unit 2 and the air-cleaning device body due to the fact that the materials from which they are made - plastic and metal - have different temperature expansion coefficients. The cuff 4 made of elastic material allows you to maintain the tightness of the connection when moving the air intake unit 2 relative to the flange on the opening of the air cleaning device body. The implementation of the dust collector unit and the air intake unit made of plastic and their installation on a space frame with the ability to move, as well as supplying the open end of the air intake unit with an elastic cuff, makes it possible to talk about a fundamentally new technical solution of the air intake air cleaning device module.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение надежности и ресурса работы модуля воздухозаборного воздухоочистительного устройства за счет модуля воздухозаборного воздухоочистительного устройства, содержащего, по меньшей мере, одну пару, включающую блок пылесборника и блок воздухозаборника, между которыми установлены циклонные фильтры, при этом модуль содержит пространственную раму, блок пылесборника и блок воздухозаборника выполнены из пластика и установлены на раму с возможностью перемещения, а открытый торец блока воздухозаборника снабжен эластичной манжетой, при этом блок пылесборника и блок воздухозаборника подвешены на пространственную раму при помощи хомутов.The technical result of the claimed technical solution is to increase the reliability and service life of the air intake air cleaning device module due to the air intake air cleaning device module containing at least one pair, including a dust collector unit and an air intake unit, between which cyclone filters are installed, and the module contains a spatial frame , the dust collector unit and the air intake unit are made of plastic and mounted on the frame with the ability to move, and the open end of the air intake unit is equipped with an elastic cuff, while the dust collector unit and the air intake unit are suspended on the space frame using clamps.

Claims

1. An air intake module of an air cleaning device containing at least one pair, including a dust collector unit and an air intake unit, between which cyclone filters are installed, characterized in that the module contains a space frame, while the dust collector unit and the air intake unit are made of plastic and installed on the frame with the ability to move, and the open end of the air intake unit is equipped with an elastic cuff.

2. The air intake module according to claim 1, characterized in that the dust collector unit and the air intake unit are suspended on the space frame by means of clamps.