ПАТРОННЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 1995 года по МПК B01D27/04 

Изобретение относится к фильтрующим устройствам, с помощью которых осуществляется разделение неоднородных систем, содержащих твердую и жидкую формы, в частности к фильтрам для очистки топлива двигателей внутреннего сгорания от механических примесей.

Применяемые в настоящее время в промышленности патронные фильтры должны обладать соответствующей пористостью (размеры пор должны быть такими, чтобы частицы осадка задерживались), химической стойкостью к действию фильтруемой среды, достаточной механической прочностью и теплостойкостью при температуре фильтрования.

Наряду с такими свойствами патронные фильтры должны обладать малой материалоемкостью при достаточной механической прочности, высокотехнологичностью в изготовлении.

Существует большая потребность в сравнительно простых и дешевых конструкциях патронных фильтров, имеющих в то же время достаточную эффективность съема осадков.

Известен патронный фильтр для очистки жидкости, включающий размещенный между торцовыми крышками цилиндрический каркас, экипированный фильтрующим материалом и снабженный установленным внутри по его образующим желобами, соединенными между собой радиальными ребрами с отверстиями, при этом каркас выполнен в виде экипированных фильтрующим материалом пластин с отбортованными краями, размещенными в желобах и укрепленными уплотнительными элементами [1]
Данное изобретение решает задачу повышения качества очистки и обезвоживания топлива, но не ставит своей целью достижение простоты изготовления и снижения материальных затрат.

Из патронных фильтров, более простых в конструктивном отношении, известен патронный фильтр, имеющий фильтрующий элемент в виде перфорированного полого цилиндра, на образующих которого размещены неперфорированные полосы [2]
Однако у этого фильтрующего элемента при фильтровании топливных осадков неперфорированные полосы в процессе эксплуатации покрываются плотной оболочкой, удалить которую с поверхности фильтрующего элемента затруднительно.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности достигаемому техническому эффекту является патронный фильтр для очистки жидкостей, содержащий корпус с паровой рубашкой и патрубками, предназначенными соответственно для ввода исходной и вывода очищенной жидкости и удаления отстоявшихся примесей. Корпус разделен на рабочую и отстойную камеры перегородкой, которая снабжена отверстиями. В рабочей камере установлен фильтрующий элемент, выполненный из перфорированной трубки и фильтрующего материала, в качестве которого может быть использован поливинилформаль.

Фильтрующий материал зажат между неподвижной и подвижной шайбами. Последняя может быть выполнена заодно с трубкой и посредством нее фильтрующий элемент опирается о кронштейн, прикрепленный к стенкам корпуса. Часть перфорации трубки выполнена в виде продольных щелей, а тело трубки в этой части образует продольные направляющие, пропущенные через отверстия, которые выполнены в шайбе. Шайба имеет центральное резьбовое отверстие, через которое пропущен ходовой винт, снабженный приводом его вращения, например рукояткой [3]
Особенностью конструкции этого патронного фильтра является то, что в качестве фильтрующего материала применяется поливинилформаль, относящийся к группе полимеров поливинилацетали, физические свойства которых зависят от альдегида, использованного для ацетилирования. С увеличением молекулярного веса альдегида возрастает водостойкость, морозостойкость и эластичность, но снижается температура размягчения, твердость и прочность.

Использовать такие фильтры возможно при очистке топлива, содержащего незначительные примеси воды, например, стандартного топлива, обычно используемого на судах. При наличии в топливе примесей воды он деформируется, вследствие чего изменяется состояние пористости, влияющее на качество очистки, например, топлива для двигателей внутреннего сгорания. Под воздействием воды в процессе эксплуатации происходит значительное формоизменение фильтрующего элемента, что в последующем приводит его к контактированию с близко расположенными и прилегающими конструктивными принадлежностями патронного фильтра (продольные направляющие тела трубки, перфорация трубки, отверстия нижней шайбы). В результате этого фильтрующий материал проникает в отверстия трубки и возникает связь, иногда называемая механической. В этом случае для отрыва материала необходимо преодолевать сцепление, что требует дополнительных усилий и приводит к быстрому разрушению фильтрующего материала.

По окончании проведения регенерации вращением ходового винта посредством штока нижнюю шайбу патронного фильтра по направлению возвращают в исходное положение. Однако фильтрующий материал после окисления и удаления воды и загрязнений часто не возвращается в первоначальное положение, так как происходит отлипание нижней поверхности фильтрующего материала от поверхности нижней шайбы, поэтому между фильтрующим элементом и шайбой в этом месте образуется зазор, через который происходит перетекание очищаемой жидкости непосредственно в полость очищенной жидкости минуя фильтрующий элемент. Это может происходить как за счет изменения абсолютной длины фильтрующего элемента, так и за счет разности числа вращения ходового винта при сжатии фильтрующего материала.

Эти недостатки конструкции патронного типа фильтра устраняются в предлагаемом техническом решении, содержащем вертикальный корпус с днищем и съемной крышкой, подводящий и отводящий патрубки и установленный по оси корпуса цилиндрический фильтрующий элемент, выполненный, например, из поливинилформаля, существенным отличием которого является то, что он снабжен распределительным элементом, выполненным в виде цилиндрического перфорированного кольца, герметично присоединенного к днищу и нижней части фильтрующего элемента.

При таком подводе очищаемой жидкости, например, топлива для двигателей внутреннего сгорания обеспечивается равномерное распределение по всей рабочей поверхности фильтрующего элемента очищаемого топлива. В этом случае исключается обволакивание и забивка пор фильтрующего материала в месте подвода очищаемой среды. В то же время обеспечивается необходимая и достаточная герметичность места соприкосновения кольца и нижней части фильтрующего материала, что будет ниже объяснено.

Другое существенное отличие изобретения заключается в том, что фильтр также снабжен гофрированной трубкой из эластичного материала, герметично прикрепленной к крышке и верхней части фильтрующего элемента, при этом подающий патрубок присоединен к днищу, а отводящий к крышке.

Когда происходит формоизменение фильтрующего материала от наличия в топливе водной фазы (разбухание) или когда фильтр выведен из работы, или при недостаточно правильной экипировке фильтра (недостаточно зажата верхняя крышка патронного фильтра) между фильтрующим элементом, выполненным в виде полого стакана, и верхней и нижней частями патронного фильтра может образовываться зазор, через который будет проходить смешивание с неочищенной жидкостью (топлива) с очищенной, что будет отражаться на степени фильтрации.

С целью исключения этого явления предлагается трубка из эластичного материала (сильфон) с поперечной гофрировкой поверхности.

Если происходит относительное удлинение материала фильтрующего элемента, то трубка сжимается, при этом обеспечивается необходимая герметичность. При сужении трубка удлиняется и в этом случае также обеспечивается требуемая плотность контакта между поверхностью фильтрующего материала и нижней и верхней частями патронного фильтра.

На чертеже изображен фильтр, продольный разрез.

Фильтр содержит корпус 1 с разъемной крышкой 2 и днищем 3, патрубок 4 для подвода очищаемой жидкости, патрубок 5 для отвода очищаемой жидкости. Корпус 1 посредством фильтрующего элемента 6 разделен на полость 7 очищаемой жидкости и полость очищенной жидкости 8. В днище 3 корпуса 1 установлен распределительный элемент 9. К распределительному элементу 9 прилегает нижним торцом фильтрующий элемент 6, выполненный в виде полого стакана из фильтрующего материала поливинилформаля. Между верхним торцом фильтрующего элемента 6 и разъемной крышкой 2 размещена трубка 10 из эластичного материала с поперечной гофрировкой поверхности, а между распределительным элементом 9 и нижним торцом фильтрующего элемента 6 шайба 11. Разъемная крышка 2 имеет внутреннюю нарезку, а корпус 1 в верхней части нарезку на внешней поверхности.

Патронный фильтр работает следующим образом.

В рабочий период патронного фильтра очищаемая жидкость через патрубок 4 и далее через распределительный элемент 9 поступает в полость 7 очищаемой жидкости и очищаемая при прохождении через фильтрующий элемент 6, выполненный из эластичного фильтрующего материала поливинилформаля. Очищенная жидкость, поступившая в полость очищенной жидкости 8, отводится наружу через патрубок 5 для отвода очищенной жидкости.

Сущность изобретения: патронный фильтр для очистки жидкостей содержит вертикальный корпус с днищем и съемной крышкой, подводящий и отводящий патрубки и установленный по оси корпуса цилиндрический фильтрующий элемент, выполненный, например, из поливинилформаля, при этом фильтр снабжен распределительным элементом, выполненным в виде цилиндрического перфорированного кольца, герметично присоединенного к днищу и нижней части фильтрующего элемента, и гофрированной трубкой из эластичного материала, герметично прикрепленной к крышке и верхней части фильтрующего элемента, при этом подающий патрубок присоединен к днищу, а отводящий к крышке. 1 ил.

ПАТРОННЫЙ ФИЛЬТР для очистки жидкостей, содержащий вертикальный корпус с днищем и съемной крышкой, подводящий и отводящий патрубки и установленный по оси корпуса цилиндрический фильтрующий элемент, выполненный, например, из поливинилформаля, отличающийся тем, что он снабжен распределительным элементом, выполненным в виде цилиндрического перфорированного кольца, герметично присоединенного к днищу и нижней части фильтрующего элемента, и гофрированной трубкой из эластичного материала, герметично прикрепленной к крышке и к верхней части фильтрующего элемента, при этом подающий патрубок присоединен к днищу, а отводящий к крышке.