УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 1996 года по МПК B01D29/44 B01D36/00 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки жидкостей, в основном мазута, от механических примесей.

Известен щелевой фильтр для очистки жидкости, содержащий фильтрующий элемент с внутренней поверхностью фильтрации, выполненный в виде спирали с межвитковыми зазорами, установленный между верхним и нижним фланцами, имеющими центральное отверстие и стяжное устройство, причем нижние витки спирали выполнены в виде пружины растяжения с сопрягающимися витками [1]
Недостатком щелевого фильтра является трудоемкость процесса извлечения отфильтрованного осадка, осуществляющегося по окончании фильтрации жидкости путем частичной его разборки и последующего переворачивания.

Известен фильтр, содержащий цилиндрический корпус, крышку, гидроциклон, расположенный в нижней части корпуса, ложное днище, верхнюю перфорированную перегородку, расположенную между ними зернистую загрузку и подводящие и отводящие патрубки, а также центральную трубу с раструбом в верхней части и коническую сплошную перегородку, герметично присоединенную верхней частью к центральной трубе, а нижней к корпусу ниже ложного днища [2]
В отличие от аналога очистка фильтра от шлама осуществляется без его разборки. Однако при этом периодическое извлечение примесей из камеры тонкой очистки также происходит с прерыванием всего процесса фильтрации и дополнительно требует использования сжатого воздуха и промывной воды. Кроме того, вышеописанный фильтр отличается большим количеством узлов и деталей.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности извлечения отфильтрованного осадка из камеры тонкой очистки непосредственно в процессе фильтрации жидкости без потерь последней, а также в упрочении конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для очистки жидкости, содержащем корпус с крышкой, в нижней части которого размещен гидроциклон, а в верхней фильтрующий элемент, центральную трубу, установленную в средней части корпуса разделительную перегородку, подводящий и отводящий патрубки, фильтрующий элемент выполнен цилиндрическим, заглушенным сверху, и расположен коаксиально снаружи верхней части центральной трубы, разделительная перегородка выполнена плоской и имеющей коническую выемку и сквозные отверстия вокруг центральной трубы и в стенках последней на уровне расположения фильтрующего элемента выполнены отверстия для прохода очищаемой жидкости.

Фильтрующий элемент выполнен в виде пакета плоских колец с прокладками для образования щелей, фильтрующий элемент заглушен сверху посредством фланца и прижимного болта.

Суммарная площадь отверстий в разделительной перегородке выполнена составляющей менее одной четверти площади поперечного сечения центральной трубы.

От прототипа заявляемое изобретение отличается тем, что фильтрующий элемент выполнен цилиндрическим, заглушенным сверху и расположен коаксиально снаружи верхней части центральной трубы, разделительная перегородка выполнена плоской и имеющей коническую выемку и сквозные отверстия вокруг центральной трубы и в стенках последней на уровне расположения фильтрующего элемента выполнены отверстия для прохода очищаемой жидкости.

Выполнение фильтрующего элемента в виде пакета плоских колец с прокладками, заглушивание его посредством фланца и прижимного болта и ограничение суммарной площади отверстий в разделительной перегородке относится к частным признакам и к их конкретным вариантам исполнения.

Выполнение фильтрующего элемента цилиндрическим, заглушенным сверху и расположенным коаксиально снаружи верхней части центральной трубы позволяет освободить пространство вокруг центральной трубы для образования внутренней полости и выполнить в ограничивающем ее днище сквозные отверстия вокруг центральной трубы.

Выполнение сквозных отверстий, соединяющих внутреннюю полость камеры тонкой очистки с полостью гидроциклона, позволяет направлять отфильтрованные механические примеси через сквозные отверстия в гидроциклон. Слипшиеся частицы грязи в виде крупных образований сползают в гидроциклоне по стенкам центральной трубы вниз к сборнику и накапливаются там в виде шлама. Жидкость, проникающая с осадком в гидроциклон через эти отверстия, вновь подвергается фильтрации.

Таким образом обеспечивается извлечение отфильтрованного осадка из камеры тонкой очистки без потерь фильтруемой жидкости в процессе непрерывной фильтрации.

Выполнение в виде усеченного перевернутого конуса днища, ограничивающего внутреннюю полость камеры тонкой очистки, обеспечивает условия для сползания к сквозным отверстиям за счет силы тяжести механическим примесям, осаждающимся по внутреннему периметру фильтрующего элемента.

Выполнение перепускных отверстий в стенке центральной трубы на уровне камеры тонкой очистки обеспечивает подачу фильтруемой жидкости, например мазута, к фильтрующему элементу.

Совокупный технический результат от решения поставленной задачи - непрерывный процесс фильтрации с одновременным извлечением отфильтрованных примесей из камеры тонкой очистки.

Предлагаемая конструкция устройства для очистки жидкости, например мазута, отличается от известных простотой, рациональностью и экономичностью размещения узлов, надежностью в работе и высокой производительностью.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства для очистки жидкости; на фиг. 2 продольный разрез фильтрующего элемента; на фиг. 3 сечение А-А фиг. 2.

Устройство для очистки жидкости, например мазута, состоит из камеры тонкой очистки 1, гидроциклона 2, разделенных между собой днищем 3, подводящего 4 и отводящих 5, 6 патрубков. В камере тонкой очистки 1 по ее периферии с зазором 7 размещен фильтрующий элемент 8 с внутренней полостью 9. Фильтрующий элемент 8 выполнен в виде пакета плоских колец 10, собранных соосно на шпильках 11 через прокладки 12, с образованием между ними фильтрующих зазоров 13. Днище 3, ограничивающее внутреннюю полость 9, выполнено в виде усеченного перевернутого конуса.

В днище 3 герметично закреплена своей средней частью центральная труба 14 так, что ее входное отверстие 15 находится в полости гидроциклона 2. На центральной трубе 14, расположенной в полости камеры тонкой очистки 1, выполнены перепускные отверстия 16 для прохода жидкости, например мазута. Вокруг центральной трубы 14 в днище 3 выполнены сквозные отверстия 17, соединяющие внутреннюю полость 9 фильтрующего элемента 8 с полостью гидроциклона 2. Крышка 18 камеры тонкой очистки 1 и фланец 19 с прижимным болтом 20 фильтрующего элемента обеспечивают герметичное соединение фильтра в рабочем состоянии. Нижняя часть гидроциклона оканчивается коническим сборником шлама 21.

Устройство для очистки жидкости работает следующим образом.

Через тангенциальный патрубок 4 исходная жидкость, например мазут, поступает в гидроциклон 2, расположенный под камерой тонкой очистки 1 и движется по спирали вниз. При этом крупные частицы механических примесей за счет инерции отбрасываются к стенкам гидроциклона 2, сползают вниз и накапливаются в виде шлама в сборнике 21, так как отводящий патрубок 5 при работе фильтра закрыт.

Далее, отразившись от нижней части гидроциклона 2 и освободившись от грубых примесей, мазут, закручиваясь, поступает в центральную трубу 14. Поднимаясь по центральной трубе 14, мазут через перепускные отверстия 16 поступает к фильтрующему элементу 8, который осуществляет тонкую очистку фильтруемой жидкости. Уловленные тонкие частицы механических примесей оседают на стенках фильтрующего элемента 8. Мазут, отфильтрованный от мелких механических примесей, проходит через фильтрующие зазоры 13 между плоскими кольцами 10 и попадает в зазор 7, откуда фильтрат удаляется через отводящий патрубок 6. Зазор 7 между корпусом камеры тонкой очистки 1 и фильтрующим элементом 8 обеспечивает минимальное гидродинамическое сопротивление отфильтрованного мазута на выходе из камеры тонкой очистки. Частицы механических примесей, осевшие на стенках фильтрующего элемента 8, опускаются вниз и по коническому днищу 3 сползают к сквозным отверстиям 17. Далее, под действием разрежения, возникающего в верхней части гидроциклона, отсасываются из внутренней полости 9 и попадают в полость гидроциклона 2. При этом крупные частицы отбрасываются к стенкам и сползают вниз, а капли попавшей жидкости снова вовлекаются в поток и поступают в центральную трубу. Суммарная площадь сквозных отверстий 17, составляющая менее одной четверти площади входного отверстия 15 центральной трубы 14, обеспечивает нормальный режим, работы гидроциклона 2, при котором давление в верхней части гидроциклона 2 ниже давления во внутренней полости фильтрующего элемента 8 и поэтому исключается попадание фильтруемой жидкости из гидроциклона 2 через отверстия 17 в полость 9.

Предлагаемое устройство позволяет отказаться от отдельной операции по извлечению отфильтрованных механических примесей, повышает производительность фильтра, уменьшает трудоемкость изготовления последнего, снижает стоимость, повышает технологичность, упрощается конструкция схемы в целом. ЫЫЫ2

Сущность изобретения: устройство для очистки жидкости содержит корпус с крышкой, установленной в нижней части корпуса, гидроциклон, центральную трубу с отверстиями для прохода воды, расположенный коаксиально снаружи верхней части этой трубы цилиндрический заглушенный сверху фильтрующий элемент, установленную в средней части корпуса кольцевую плоскую, разделительную перегородку, имеющую коническую выемку и сквозные отверстия вокруг центральной трубы, при этом суммарная площадь отверстий в разделительной перегородке выполнена составляющей менее одной четверти площади поперечного сечения центральной трубы. 3 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для очистки жидкости, содержащее корпус с крышкой в нижней части которого размещен гидроциклон, а в верхней фильтрующий элемент, центральную трубу, установленную в средней части корпуса кольцевую разделительную перегородку, подводящий и отводящий патрубки, отличающееся тем, что фильтрующий элемент выполнен цилиндрическим, заглушенным сверху и расположенным коаксиально снаружи верхней части центральной трубы, разделительная перегородка выполнена плоской и имеющей коническую выемку и сквозные отверстия вокруг центральной трубы и в стенках последней на уровне расположения фильтрующего элемента выполнены отверстия для прохода очищаемой жидкости. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде пакета плоских колец с прокладками для образования щелей. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что фильтрующий элемент заглушен сверху посредством фланца и прижимного болта. 4. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что суммарная площадь отверстий в разделительной перегородке выполнена составляющей менее одной четверти площади поперечного сечения центральной трубы.