ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ КРАПУХИНА Российский патент 1997 года по МПК B01D29/48 

Изобретение относится к устройствам для фильтрования жидкостей и газов. Фильтрующий элемент предназначен для фильтрования радиоактивных и агрессивных жидкостей и газов на атомных и тепловых электростанциях, в нефтяной и химической промышленности, в транспортных средствах для очистки топлива, масел и воздуха, при производстве красок, в строительной и пищевой промышленности, в быту для очистки воды.

Известен фильтрующий элемент, содержащий фильтрующую перегородку, крепежное и присоединительные элементы, при этом фильтрующая перегородка выполнена в виде проволочной спирали, между витками которой образованы фильтрующие зазоры (патент Великобритании N 1388356, кл. B 01 D 29/48, 1975).

Указанный фильтрующий элемент обладает достаточно хорошими фильтрующими способностями, однако, регенерация затруднительна, т.к. при фильтровании частички твердой фазы суспензии задерживаются на фильтрующем элементе и могут необратимо закупорить фильтрующие зазоры, что приводит к прекращению процесса фильтрации.

Наиболее близким к изобретению является фильтрующий элемент, содержащий фильтрующую перегородку, выполненную в виде винтовой спирали из проволоки и присоединенные к ее торцам крышку и штуцер для подачи и отвода жидкости или газа (авт.св. СССР N 925367, кл. B 01 D 29/48, 1982).

В этом известном устройстве поток промывной среды растягивает винтовую из проволоки, обеспечивая ее хорошую очистку, однако, суммарная площадь фильтрующих зазоров винтовой спирали по отношению к площади наружной поверхности винтовой спирали составляет всего 5 -7% поэтому производительность известного фильтрующего элемента небольшая.

Целью изобретения является повышение производительности фильтрующего элемента.

На фиг.1 изображен элемент; на фиг.2 в крупном масштабе витки спирали в продольном сечении; на фиг.3 вид A фиг.2.

Фильтрующий элемент содержит фильтрующую перегородку 1, каркас 2 и упругий элемент 3. На торцах перегородки закреплены крышка 4 на одном торце и штуцер 5 на другом конце для подачи и отвода жидкости или газа. Фильтрующая перегородка выполнена в виде винтовой спирали. Винтовая спираль выполнена навивкой на оправке из ленты 6, при этом ширина поперечного сечения ленты превышает ее толщину.

Винтовая спираль из ленты навита таким образом, что ребра ленты обращены к продольной оси винтовой спирали. Боковые поверхности ленты наклонены к продольной оси винтовой спирали под углом, больше чем угол внешнего трения частиц твердой фазы, содержащихся в фильтруемой суспензии.

На боковой поверхности ленты (одной или обеих), образующей виток, спирали выполнены локальные выступы 7. Выступы 7 расположены у наружной поверхности винтовой спирали. Локальные выступы на боковой поверхности ленты равномерно расположены по окружности витка спирали. Длина дуги между соседними локальными выступами неоднократно превышает размер локального выступа по дуги окружности наружной поверхности витка спирали. Размер локального выступа, определяемого в радиальном направлении, меньше ширины ленты.

Локальные выступы 7 могут быть расположены не только у наружной поверхности винтовой спирали, но также и в других зонах витков винтовой спирали, в середине или у внутренней поверхности витков. Локальные выступы могут располагаться по окружности витка винтовой спирали неравномерно, например с разными дуговым расстоянием между ними. Дуговой и радиальный размеры локальных выступов могут быть иными, чем указаны выше, то есть локальный выступ может быть равным ширине ленты или по радиальному размеру приближаться к ширине ленты. Дуговой размер локальных выступов может быть большим, чем указано выше, например приближаться к размеру расстояния между выступами.

Фильтрующие зазоры занимают большую часть наружной поверхности фильтрующей перегородки.

Фильтрующий элемент работает следующим образом.

Во время фильтрования суспензии поток жидкости направляется от наружной поверхности фильтрующей перегородки внутрь ее. Давление снаружи фильтрующего элемента больше, чем внутри, так как поток жидкости теряет часть своей энергии по ходу движения, преодолевая гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента. Этот период давления является той силой, которая действующая по закону Паскаля, одинаково по всей наружной поверхности фильтрующего элемента заставляет сжиматься витки спирали до их соприкосновения. Во время регенерации поток промывающий жидкости направляться в обратном направлении. Давление промывающей жидкости внутри перегородки растягивает спираль, преодолевая сопротивление упругого элемента. Зазоры между витками спирали увеличиваются и поток промывающей жидкости вымывает из зазоров частички твердой фазы суспензии.

В данном техническом решении за счет образования фильтрующих зазоров локальными выступами на боковых поверхностях витков спирали, навитых из ленты, достигнуто увеличение соотношения площади фильтрующих зазоров и площади наружной поверхности. Указанное соотношение позволяет увеличить производительность фильтрующего элемента. Кроме того, следует отметить, что достигнуто некоторое увеличение жесткости фильтрующей перегородки за счет применения ленты для изготовления винтовой спирали. Увеличение жесткости винтовой спирали позволяет облегчить каркас и уменьшить размеры упругого элемента.

Сущность изобретения; фильтрующий элемент выполнен в виде спирали из ленты, ребра которых обращены к продольной оси спирали, а на боковой поверхности каждого витка имеются локальные выступы, при этом длина дуги между соседними локальными выступами неоднократно превышает размер выступов, а радикальный размер последних меньше ширины ленты. 4 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Фильтрующий элемент, содержащий фильтрующую перегородку, выполненную в виде винтовой спирали, и присоединенные к ее торцам крышку и штуцер для подачи и отвода жидкости или газа, отличающийся тем, что он снабжен каркасом и упругим элементом, размещенным между крышкой и каркасом, а витки спирали выполнены из ленты, ребра которых обращены к продольной оси винтовой спирали, а на боковой поверхности каждого витка спирали выполнены локальные выступы. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что боковые поверхности ленты наклонены к продольной оси винтовой спирали. 3. Элемент по пп.1 и 2, отличающийся тем, что боковые поверхности ленты наклонены к продольной оси винтовой спирали под углом больше угла внешнего трения частичек твердой фазы, содержащейся в фильтруемой суспензии. 4. Элемент по пп.1- 3, отличающийся тем, что длина дуги между соседними локальными выступами на боковой поверхности витков винтовой спирали неоднократно превышает размер локальных выступов. 5. Элемент по пп.1 4, отличающийся тем, что радиальный размер локальных выступов на боковой поверхности витков спирали меньше ширины ленты.