1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28549
(51) B01D 53/74 (2006.01)
B01D 29/94 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0653.1
(22) 17.05.2013
(45) 16.06.2014, бюл. №6
(72) Хадеев Навиль Тагирович; Ильясова Асель
Курманхановна; Мусина Зарина; Елеусинова
Камила; Кисамединова Инкар
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Казахский
национальный технический университет им.
К.И. Сатпаева" Министерства образования и науки
Республики Казахстан
(56) RU 2202404 C1, кл. B01D 53/74, B01D 29/94,
20.04.2003
(54) ПЕРЕДВИЖНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ
ОЧИСТКИ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
(57) Изобретение относится к экологии, в
частности, к технике очистки воздушных бассейнов
городов и транспортных магистралей путем
пропускания воздуха через очистительные
устройства, расположенных на специальных
передвижных транспортных средствах.
Устройство содержит расположенные в
технологической последовательности
пылеуловитель, адсорбер и всасывающее
устройство, соединенные сквозным каналом подачи
очищаемого воздуха с входным и выходным
патрубками, снабженные передвижной платформой,
выполненные из отдельных секций с возможностью
взаимного соединения посредством замкового
приспособления. Пылеуловитель и адсорбер
снабжены механизмами очистки и выгрузки шлама.
Входной патрубок снабжен воздухозаборником для
улавливания воздуха из приземистых слоев, а
выходной патрубок снабжен воздухосбрасывателем
с нагревательными элементами, для поднятия
очищенного воздуха в верхние слои атмосферы.
Для регулировки скорости вращения двигателя
всасывающего устройства и режима работы
нагревательного элемента и контроля степени
засорения фильтра снабжены датчиками давления и
электронным устройством. Все узлы устройства
смонтированы на специальном транспортном
средстве с помощью направляющих и
фиксирующими устройствами. Изобретение
позволяет снизить концентрацию загрязняющих
веществ в атмосферном воздухе в наиболее
загрязненных районах городов и населенных
пунктов.
(19)KZ(13)A4(11)28549

2. 28549
2
Изобретение относится к экологии, в частности,
к технике очистки воздушных бассейнов городов и
транспортных магистралей путем пропускания
воздуха через очистительные устройства,
расположенных на специальных передвижных
транспортных средствах.
Известно устройство для очистки выхлопных
газов. [Патент RU 2024293 Опубликовано:
1994.12.15 МПК5
B01J 8/04, B01D 53/36, B01J
29/00].
Данное устройство устанавливается в
выхлопную систему транспортного средства и
служит для обработки выхлопных газов двигателей
с целью снижения загрязнения атмосферы.
Устройство содержит корпус с впускным и
выпускным патрубками, выполненный в виде
гофрированных и плоских лент, размещенных по
спирали, носитель с катализатором, расположенный
внутри корпуса с толщиной слоя 10-100 мкм и
следующим составом, мас. %: Сr 0,3-1,5; Мn 0,2-1,5;
Со 0,3-1,5; Сu 0,3-2,5; Ni 0,5-3,0; Pd 0,2-0,5; Re 0,2-
0,5; Аl2О3 остальное.
Недостатком данного устройства является то, что
для значимого снижения вредных выбросов в
атмосферу необходимо их устанавливать на каждое
транспортное средство, что требует большие
материальные и трудовые затраты.
Известно устройство для очистки загрязненного
воздуха [Патент RU 2316205 Опубликовано:
2008.02.10 МПК А01G 15/00]
Данное стационарное устройство может
использоваться для очистки воздушных бассейнов
городов для защиты транспортных и
промышленных объектов от смога путем
обеспечения конвекции воздуха, обеспечивающей
вынос загрязняющих атмосферу частиц из
приземной зоны в верхние слои атмосферы через ее
инверсионный слой.
Устройство для очистки загрязненного воздуха
выполнено в виде нескольких термосифонов,
установленных вертикально один над другим,
образуя вертикально ориентированный нагреватель
воздуха. Термосифоны закреплены на жесткой
башне, высота которой соответствует высоте
инверсионного слоя. Для нагрева термосифонов
используются электрические нагреватели,
подключенные к наземному источнику
электропитания. Для увеличения площади
нагреваемой поверхности и для обеспечения
возможности соединения двух термосифонов
используют радиаторы, выполненные в виде ребер у
трубчатых термосифонов. Вдоль вертикальной оси
башни расположено несколько датчиков
температуры и датчиков перемещения воздушных
масс, которые служат для получения информации о
распределении температуры по вертикали, скорости
и направлении ветра и конвекционного потока.
Недостатком данного способа является, то, что
установка является стационарной и не
осуществляется очистка воздуха от вредных
примесей. В конечном итоге вынесенный в верхние
слои атмосферы воздух с вредными примесями
вновь возвращается в приземистые слои и не
улучшается экологическая ситуация данного
региона.
Наиболее близкой по технической сущности и
достигаемому результату является установка для
очистки загрязненного воздуха [Патент RU 202404
Опубликовано: 2003.04.20 МПК7
B01D 53/74, B01D
29/94]. Установка содержит расположенные в
технологической последовательности
пылеуловитель, адсорбер и всасывающее
устройство, соединенные сквозным каналом подачи
очищенного воздуха с входным и выходным
патрубками, снабжена передвижной платформой,
выполненной из отдельных секций с возможностью
взаимного соединения посредством замкового
приспособления для установки на них,
соответственно, пылеуловителя, адсорбера и
всасывающего устройства. Пылеуловитель
выполнен с горизонтально установленными в его
корпусе фильтрами и соосно расположенными им
окнами и оснащен средством очистки фильтров.
Пылеуловитель и адсорбер снабжены механизмами
выгрузки шлама, каждый из которых включает шнек
с шариковым затвором и емкость для сбора шлама.
Средство для очистки фильтров выполнено в виде
сопел, установленных в окнах, связанных через
клапанный затвор с источником подачи сжатого
воздуха.
Недостатком данного способа является, то, что
забор воздуха осуществляется только от источника
загрязнения и выброс очищенного воздуха
осуществляется на одинаковой высоте
стационарными установками. При длительной
работе установки возможен повторный забор
очищенного воздуха. Основная доля выбросов
вредных веществ в крупных городах приходится на
городской автотранспорт. Местонахождение и
концентрация вредных веществ в атмосфере зависит
от многих факторов: интенсивности движения
автотранспорта, от погодных и природно-
климатических условий, времени года и т.п.
Поэтому необходимо периодически переставлять
устройства для очистки воздуха с учетом
результатов мониторинга степени загрязненности
атмосферного воздуха в разных районах города.
Техническая задача передвижного устройства
состоит в том, чтобы на местах наибольшей
концентрации вредных веществ в атмосфере,
которые определяются путем мониторинга
состояния атмосферы, захватывать загрязненный
воздух в приземистых зонах очищать его от пыли,
углеводородов и других токсичных веществ и
выбрасывать очищенный воздух в верхние слои.
Задача решается за счет установления на
специальном транспортном средстве устройства для
очистки атмосферного воздуха, которое содержит
расположенные в технологической
последовательности пылеуловитель, адсорбер и
всасывающее устройство, соединенные сквозным
каналом подачи очищаемого воздуха с входным и
выходным патрубками, снабженные передвижной
платформой, выполненные из отдельных секций с
возможностью взаимного соединения посредством
замкового приспособления, пылеуловитель и

3. 28549
3
адсорбер снабжены механизмами выгрузки шлама,
каждый из которых включает шнек с шариковым
затвором и емкость для сбора шлама, а
пылеуловитель оснащен средством очистки
фильтров, в виде сопел, установленных в окнах его
корпуса и связанных через клапанный затвор с
источником подачи сжатого воздуха. Входной
патрубок снабжен воздухозаборником для
улавливания приземистых слоев воздуха, а
выходной патрубок снабжен воздухосбрасывателем
в виде тяговой трубы для поднятия очищенного
воздуха выше слоя загрязненного атмосферного
воздуха, снабженным нагревательными элементами
для создания дополнительной тяги. Для регулировки
скорости вращения двигателя всасывающего
устройства и контроля степени засорения фильтра
установлены три датчика давления в канале подачи
очищаемого воздуха до фильтра, после адсорбера и
в тяговой трубе и электронным устройством. Все
узлы устройства смонтированы на специальном
транспортном средстве с помощью направляющих и
фиксирующими устройствами.
Технический результат достигается тем, что
загрязненный воздух в приземистых зонах
захватывается воздухозаборником устройства,
очищается от пыли, углеводородов и других
токсичных веществ и выбрасывается очищенный
воздух воздухосбрасывателем в верхние слои
атмосферы. Тяга создается всасывающим
устройством, например, вентилятором и
воздухосбрасывателем с нагревательными
элементами воздуха. Оптимальные режимы работы
всасывающего устройства и нагревательных
элементов выбираются в зависимости от разности
температур окружающего воздуха, направления и
скорости ветра внизу и в верхних слоях и других
факторов электронным устройством на основании
показателей датчиков давления расположенных в
канале подачи очищаемого воздуха до фильтра,
после адсорбера и в воздухосбрасывателе.
Специальное транспортное средство, на котором
смонтированы все узлы устройства для очистки
атмосферного воздуха позволяет оперативно
изменять его месторасположение по результатам
мониторинга и снизить концентрацию
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
отдельного района.
На чертеже фиг.1 изображена конструкция
устройства для очистки загрязненного воздуха. На
фиг.2 и 3 передвижное устройство для очистки
атмосферного воздуха в сборе с кожухом и
смонтированное на специальном прицепном
транспортном средстве.
Бортовое устройство для очистки атмосферного
воздуха содержит пылеуловитель 1, адсорбер 2 и
всасывающее устройство 3, соединенные сквозным
каналом 4 подачи очищаемого воздуха входным 5 и
выходным 6 патрубками. Входной патрубок 5
соединен с воздухозаборником 7, выходной
патрубок 6 соединен с воздухосбрасывателем 8 с
нагревательными элементами внутри (на схеме не
показаны) для создания дополнительной тяги и
поднятия очищенного воздуха выше слоя
загрязненного атмосферного воздуха.
Пылеуловитель 1, адсорбер 2 и всасывающее
устройство 3 смонтированы каждый на отдельной
передвижной платформе соответственно 9, 10, 11.
Платформы 9, 10 и 11 имеют замковое
приспособление 12 для взаимного соединения и
устройство для фиксации 13 к направляющим 14,
монтируемым к специальному транспортному
средству. В пылеуловителе 1 установлены
горизонтально фильтры 15, а в стенке его корпуса
выполнены окна 16 соосно фильтрам 15 и в них
расположено устройство для очистки 17 фильтров.
Устройство для очистки 17 фильтров включает
сопла 18, связанные через клапанный затвор 19 с
источником подачи сжатого воздуха 20.
Пылеуловитель 1 и адсорбер 2 снабжены
механизмами выгрузки шлама 21. Каждый механизм
выгрузки шлама 21 состоит из шнека 22 с
шариковым затвором 23 и емкости 24 для сбора
шлама. В каналах прохождения воздуха
установлены датчики давления воздуха перед
фильтром 25, после адсорбера 26 и за выхлопным
патрубком 27, по показаниям которых электронное
устройство, размещенное на пульте управления (на
чертеже не показано), оценивает степень засорения
фильтров и регулирует скорость вращения
двигателя 28 всасывающего устройства и
температуру нагревательных элементов
расположенных в тяговой трубе.
Работает установка следующим образом. Из
приземистых слоев воздуха разряжением до 5,0 кПа,
создаваемым всасывающим устройством 3, и
воздухосбрасывателем 8 через воздухозаборник 7 и
входной патрубок 5 сквозного канала 4 втягивается
воздух, содержащий вредные газы и твердые
частицы, в том числе, с конденсированными на них
отравляющими и другими вредными веществами, и
поступает внутрь пылеуловителя 1. При этом
твердые частицы задерживаются на поверхности
фильтров 15. После накопления на поверхности
фильтров 15 определенного слоя твердого шлама по
программе или обслуживающим персоналом
переключается клапанный затвор 19,
перепускающий сжатый воздух от источника 20 к
соплам 18. Сжатый воздух противотоком
направлению подачи очищаемого воздуха поступает
импульсом при давлении 0,3...0,6 мПа на фильтры
15, принудительно сдувает шлам с их поверхности.
Таким образом, происходит регенерация
фильтрующих элементов 15 и поддерживается
стабильность фильтрации поступающего воздуха,
при которой происходит отделение твердых частиц
на утилизацию, а воздух поступает на дальнейшую
очистку. Затем открывается шариковый затвор 23
механизма выгрузки 21 и шнеком 22 шлам
ссыпается в специальную емкость 24. Воздух,
содержащий газообразные продукты, подается по
каналу 4 в адсорбер 2, где вредные вещества
активно осаждаются на поверхности
высокопористого адсорбента. Очищенный воздух
при массовой концентрации пыли не более
0,003 г/м3
через выходной патрубок 6 сквозного
канала 4 и воздухосбрасыватель 8 выводится в

4. 28549
4
верхние слои атмосферы. Регулятор скорости
вращения двигателя всасывающего устройства
работает от величины показаний датчиков давления
25, 26 и 27.
При одинаковой температуре в приземистых и
верхних слоях атмосферного воздуха естественная
тяга будет минимальной при этом нагревательный
элемент и скорость вращения двигателя
всасывающего устройства работают в номинальном
режиме.
Изменения температуры, силы ветра и других
показателей природных условий в нижних и
верхних слоях атмосферы влияют на величину
естественной тяги. В соответствии с этим, для
поддержания оптимальной скорости прохождения
потока воздуха через очистительные устройства
необходимо менять и режимы работы двигателя
всасывающего устройства и нагревательных
элементов. Электронное устройство, размещенное
на пульте управления (на чертеже не показано), по
показаниям датчиков давления 25, 26 и 27
поддерживает оптимальную скорость движения
очищаемого воздуха через фильтры изменением
режима работы двигателя 28 всасывающего
устройства, нагревательных элементов и
контролирует степень засорения фильтров 15. Все
показания датчиков и режимы работы узлов
поступают на табло оператору.
Контроль за состоянием адсорбента
осуществляется взятием проб для определения
остаточной степени его сорбционной емкости и
степени загрязнения. В случае исчерпания
сорбционной емкости адсорбента использованный
адсорбент при выключенном всасывающем
устройстве и нагревательных элементов ссыпается
шнеком 22 механизма выгрузки 21 в емкость 24, а
адсорбер заполняется новым адсорбентом. Замковое
приспособление 12 позволяет соединять и
разъединять в секции 9, 10, 11 агрегатов, устройство
для фиксации 13 позволяет закрепить все агрегаты к
направляющим 14, смонтированным на
транспортном средстве. Это необходимо для
быстрого монтажа и демонтажа всех агрегатов при
их обслуживании и ремонте.
Изобретение позволяет снизить концентрацию
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе
городов и крупных населенных пунктов.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Передвижное устройство для очистки
атмосферного воздуха, содержащее расположенные
в технологической последовательности
пылеуловитель, адсорбер и всасывающее
устройство, соединенные сквозным каналом подачи
очищаемого воздуха с входным и выходным
патрубками, снабженные передвижной платформой,
выполненные из отдельных секций с возможностью
взаимного соединения посредством замкового
приспособления, пылеуловитель и адсорбер
снабжены механизмами выгрузки шлама, каждый из
которых включает шнек с шариковым затвором и
емкость для сбора шлама, а пылеуловитель оснащен
средством очистки фильтров, в виде сопел,
установленных в окнах его корпуса и связанных
через клапанный затвор с источником подачи
сжатого воздуха, отличающееся тем, что входной
патрубок снабжен воздухозаборником для
улавливания воздуха из приземистых слоев, а
выходной патрубок снабжен воздухосбрасывателем
с нагревательными элементами, для поднятия
очищенного воздуха в верхние слои атмосферы.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что
для регулировки скорости вращения двигателя
всасывающего устройства и режима работы
нагревательного элемента, и контроля степени
засорения фильтра снабжено датчиками давления в
канале подачи очищаемого воздуха до фильтра,
после адсорбера и в воздухосбрасывателе и
электронным устройством.
3. Устройство по п.l, отличающееся тем, что все
узлы устройства смонтированы на специальном
транспортном средстве с помощью направляющих и
фиксирующими устройствами.

5. 28549
5
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч