ФИЛЬТР Российский патент 1995 года по МПК B01D29/48 B01D29/62 

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкостей и газов от посторонних примесей и может быть использовано в металлургической, химической, пищевой и в других отраслях промышленности, в частности в системах технического водоснабжения гидроагрегатов гидроэлектростанций и насосных установок, а также в системах автоматизированного и капельного орошения.

Известен фильтр для очистки жидкости, включающий корпус с подводящим, сбросным и отводящим патрубками и фильтрующий элемент, выполненный в виде цилиндрической пружины, на одном конце которой закреплен конфузор, установленный с возможностью осевого перемещения [1]
Для очистки фильтрующего элемента вышеуказанного фильтра от загрязнений открывают задвижку на сбросном патрубке, вследствие чего под действием возникшего скоростного напора промывного потока жидкости конфузор фильтрующего элемента, перемещаясь вдоль оси фильтра, растягивает пружину и тем самым увеличивает в ней межвитковые зазоры, через которые смываются потоком и транспортируются в сбросной патрубок отфильтрованные загрязнения.

Однако при фильтровании жидкости, содержащей нитевидные и волокнистые включения, последние обволакивают витки пружины, как бы соединяя их между собой, и поэтому величина осевого усилия, возникающего на конфузоре от воздействия скоростного напора промывного потока, оказывается недостаточной для разъединения витков пружины и не обеспечивает перемещения конфузора, необходимого для промывки фильтрующего элемента, вследствие чего для восстановления производительности фильтра требуется его разборка и механическая очистка фильтрующего элемента от волокнистых включений, что приводит к увеличению трудозатрат на техническое обслуживание и к непроизводительным простоям фильтровальной установки.

Таким образом, снижение производительности известного фильтра вследствие низкой эффективности очистки фильтрующего элемента промывкой потоком жидкости является его недостатком.

Известен фильтр, содержащий корпус с подводящим, отводящим и сбросным патрубками и пружинный фильтрующий элемент, на одном конце которого закреплена подвижная вдоль оси фильтра насадка с конфузором, в котором установлен обтекатель [2]
В известном устройстве в процессе фильтрации исходная среда, подаваемая через подводящий патрубок, попадает непосредственно на пружины фильтрующего элемента. При фильтровании жидкости, содержащей нитевидные включения повышенной прочности, например шпагат или леску из капрона, последние обволакивают отдельные пружины. В этом случае происходит групповое замыкание витков этих пружин, вследствие чего нарушаются характеристики их упругих свойств и при полном рабочем ходе подвижной насадки при промывке фильтра возникает остаточная деформация пружин, увеличивается межвитковой зазор, что, в свою очередь, приводит к ухудшению заданной тонкости фильтрации.

При фильтрации жидкости, содержащей крупные механические включения, последние, попадая с потоком исходной среды из подводящего патрубка на расположенные непосредственно перед ним пружины фильтрующего элемента, могут застрять в межвитковых зазорах пружин, а также привести к механическому повреждению последних, что снижает надежность работы фильтра.

При промывке известного фильтра подвижная насадка под действием давления исходной жидкости и благодаря наличию обтекателя, перекрывающего горловину конфузора, перемещается до тех пор, пока горловина конфузора не выйдет за пределы обтекателя, при этом рабочий ход насадки, заданный обтекателем, обеспечивает такую величину межвитковых зазоров в пружинах, которая необходима для разрыва волокнистых включений и для эффективной очистки фильтрующего элемента от загрязнений с последующим их удалением через сбросной патрубок.

Однако в процессе промывки фильтра пружины фильтрующего элемента под действием скоростного напора исходной среды прогибаются и разворачиваются, вытягиваясь в направлении потока, вследствие чего в них также возникают остаточные деформации. Это приводит к тому, что для восстановления производительности известного фильтра требуется его разборка и замена вышедших из строя пружин фильтрующего элемента. Все это снижает надежность работы, увеличивает трудозатраты на техническое обслуживание фильтра и вызывает непроизводительные простои фильтровальной установки.

Таким образом известные фильтры не обеспечивают надежности работы и требуемого качества по тонкости фильтрации, что является их недостатком.

Целью изобретения является повышение надежности работы фильтра.

Цель достигается тем, что фильтр, содержащий корпус, крышку, подводящий, отводящий и сбросной патрубки, щелевой фильтрующий элемент, выполненный из одной или нескольких пружин, прикрепленных к неподвижной и подвижной вдоль оси фильтра диафрагмам так, что внутренние полости пружин сообщены с соответствующими проходными отверстиями в неподвижной диафрагме, и средство, задающее фильтрующий зазор в пружинах и ход подвижной диафрагмы, снабжен отражателем потока исходной среды, выполненным в виде тонкостенной обечайки, охватывающей по периферии пружины щелевого фильтрующего элемента и установленной между подвижной и неподвижной диафрагмами, при этом обечайка выполнена перфорированной и имеет форму усеченного конуса с вершиной, направленной в сторону подвижной диафрагмы.

На фиг.1 представлен предлагаемый фильтр, разрез А-А на фиг.2; на фиг.2 разрез Б-Б на фиг.1.

Фильтр содержит корпус 1, крышку 2, подводящий 3, отводящий 4 и сбросной 5 патрубки с задвижками (последние на чертеже не показаны), щелевой фильтрующий элемент 6, выполненный в виде одной или нескольких пружин, прикрепленных к неподвижной 7 и подвижной 8 диафрагмам так, что внутренняя полость пружин сообщается с соответствующими проходными отверстиями 9 в неподвижной диафрагме, обтекатель 10 с кольцевым выступом 11, контактирующий с горловиной 12 и обеспечивающий заданный фильтрующий межвитковой зазор δ в пружинах и осевой ход подвижной диафрагмы в полости грязесборника 13 при открытии задвижки на сбросном патрубке 5, и отражатель 14 потока, выполненный в виде тонкостенной обечайки, охватывающей по периферии пружины щелевого фильтрующего элемента 6 и установленной между неподвижной 7 и подвижной 8 диафрагмами. Для повышения эффективности работы отражателя путем уменьшения силы взаимодействия с набегающим потоком исходной среды за счет уменьшения угла атаки потока подводящий патрубок 3 присоединен к корпусу 1 тангенциально.

Обечайка отражателя 14 может иметь неполную, частичную перфорацию, при этом неперфорированная часть 15 обечайки располагается на выходе потока исходной среды из подводящего патрубка 3.

Фильтр работает следующим образом. Исходная среда, содержащая посторонние примеси, поступает под давлением в подводящий патрубок 3, выходя из него, попадает на неперфорированную часть 15 отражателя 14 и изменяет свое направление. Пройдя затем через перфорацию отражателя 14 и освобождаясь от наиболее крупных включений, поток исходной среды попадает на пружины фильтрующего элемента 6. Проходя через межвитковые зазоры δ в пружинах фильтрующего элемента 6, исходная среда очищается от посторонних примесей и поступает в очищенном виде в отводящий патрубок 4.

Для очистки фильтрующих поверхностей от отфильтрованных примесей открывают задвижку на сбросном патрубке 5. При открытии задвижки полость грязесборника 13 соединяется с зоной пониженного давления, например атмосферного, и под действием практически полного давления исходной среды подвижная диафрагма 8 перемещается вдоль оси фильтра до тех пор, пока горловина 12 не выйдет за пределы обтекателя 10, при этом межвитковые зазоры в пружинах щелевого фильтрующего элемента 6 увеличиваются в несколько раз, вследствие чего собравшиеся вокруг пружин загрязнения и волокнистые включения разрушаются и через открывшееся отверстие горловины 12 выносятся смывным потоком в сбросной патрубок 5. Одновременно благодаря интенсивной циркуляции смывного потока, возникающей вследствие тангенциального подвода исходной среды к корпусу 1, происходят эффективная очистка и удаление отфильтрованных загрязнений с перфорированной конической поверхности обечайки отражателя 14.

По окончании очистки фильтра закрывают задвижку на сбросном патрубке 5, вследствие чего давление по обе стороны подвижной диафрагмы 8 выравнивается и под действием упругой энергии пружин щелевого фильтрующего элемента 6 подвижная диафрагма 8 возвращается в исходное положение, при котором обеспечивается нормальный режим фильтрации.

Таким образом, наличие в предлагаемом фильтре отражателя, выполненного в виде тонкостенной обечайки, охватывающей по периферии пружины щелевого фильтрующего элемента и установленной между подвижной и неподвижной диафрагмами, исключает прямое воздействие скоростного напора исходной среды на пружины фильтрующего элемента и тем самым предохраняет их от остаточных деформаций и других механических повреждений, обеспечивая надежную работу фильтра.

Выполнение обечайки отражателя перфорированной предотвращает попадание на пружины крупных волокнистых включений, благодаря чему практически исключается возможность случайного проникновения этих включений через межвитковые зазоры в пружинах и тем самым улучшается тонкость фильтрации.

Выполнение обечайки отражателя в виде усеченного конуса с вершиной, направленной в сторону подвижной диафрагмы, способствует самоотделению под действием силы тяжести с поверхности обечайки отфильтрованных загрязнений, что в совокупности с действием смывного потока обеспечивает эффективную очистку обечайки и, тем самым, повышает производительность фильтра.

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкостей и газов от посторонних примесей и позволяет повысить надежность работы фильтра. Фильтр содержит корпус, крышку, подводящий, отводящий и сбросной патрубки, щелевой фильтрующий элемент, пружины которого прикреплены к неподвижной и подвижной диафрагмам, обтекатель и отражатель потока, установленный между диафрагмами. Отражатель выполнен в виде тонкостенной части перфорированной обечайки, охватывающей по периферии пружины щелевого фильтрующего элемента. Исходная среда при фильтрации, выходя из подводящего патрубка, попадает на неперфорированную часть отражателя и изменяет свое направление. Пройдя затем через перфорацию отражателя и освобождаясь тем самым от наиболее крупных включений, поток исходной среды попадает на щелевой фильтрующий элемент. Таким образом исключается прямое воздействие напора исходной среды на пружины щелевого фильтрующего элемента, что предохраняет их от остаточных деформаций и других механических повреждений. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ФИЛЬТР, содержащий корпус, крышку, подводящий, отводящий и сбросной патрубки, щелевой фильтрующий элемент, выполненный из одной или нескольких пружин, закрепленных между неподвижной и подвижной диафрагмами так, что внутренние полоски пружин сообщены с соответствующими проходными отверстиями в неподвижной диафрагме, и средство, задающее величину фильтрующего межвиткового зазора в пружинах и ход подвижной диафрагмы вдоль оси фильтра, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, он снабжен отражателем, выполненным в виде тонкостенной обечайки, охватывающей по периферии пружины щелевого фильтрующего элемента и установленной между подвижной и неподвижной диафрагмами. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения тонкости фильтрации, обечайка выполнена перфорированной. 3. Фильтр по п.2, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности фильтра путем повышения эффективности очистки обечайки, последняя имеет форму усеченного конуса с вершиной, направленной в сторону подвижной диафрагмы.