СИСТЕМА ФИЛЬТРАЦИИ ЖИДКОСТИ Российский патент 1997 года по МПК B01D29/00 

Изобретение относится к гидравлическим системам, в частности к системам фильтрации жидкости, а также к фильтрам, действующим под давлением.

Известна система фильтрации жидкости, содержащая самоочищающийся фильтр с циклической промывкой и приводом, управляющим этой промывкой, вспомогательный фильтр для очистки стоков загрязнений из самоочищающегося фильтра и трехходовой кран с переключающим устройством и со входом, соединенным с линией стока загрязнений из самоочищающегося фильтра и двумя выходами, один из которых соединен со входом вспомогательного фильтра [1]
В ней сток загрязнений из самоочищающегося фильтра типа ГРА-Н с циклической промывкой противотоком очищенной жидкости поступает через трехходовой кран с ручным управлением при одном положении его переключающего устройства в центробежный фильтр, где загрязнения отделяются, а очищенная жидкость идет на слив. При другом положении переключающего устройства крана сток загрязнений обводится мимо вспомогательного фильтра на слив, в то время как этот фильтр повергается очистке.

Недостаток известной системы фильтрации жидкости состоит в постоянном соединении вспомогательного фильтра в рабочем режиме с линией стока загрязнений из самоочищающегося фильтра, вследствие чего во время пауз между циклами промывки, когда фильтроэлементы самоочищающегося фильтра отсоединены от линии стока загрязнений, эта линия и вспомогательный фильтр, прекративший работу из-за исчезновения давления на его входе, остаются заполненными стоком загрязнений от предыдущего цикла промывки. В начале очередного цикла промывки, особенно если эти циклы следуют друг за другом без пауз вследствие следующих друг за другом подключений на промывку новых групп фильтроэлементов самоочищающегося фильтра, порция загрязнений, выходящая с напором из самоочищающегося фильтра, встречает на своем пути заполненные жидкостью каналы и полости, тормозится и тратит свой динамический импульс на преодоление их сопротивления. Промывка же противотоком эффективна лишь в том случае, когда поток очищенной жидкости не встречает на своем пути сопротивления с загрязненной стороны фильтроэлементов и имеет там достаточное свободное пространство для сохранения большой скорости потока промывки и достаточного перепада давлений на фильтрующей перегородке.

Ввиду изложенного, наиболее эффективным режимом работы описанной системы фильтрации жидкости является режим с паузами на опорожнение вспомогательного фильтра перед подачей в него очередной порции загрязнений.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности циклической промывки самоочищающегося фильтра в системе фильтрации жидкости с очисткой стока загрязнений из этого фильтра во вспомогательных фильтрах путем поочередного их подключения к линии стока одновременно с началом промывки групп фильтроэлементов самоочищающегося фильтра.

Эта цель достигается тем, что в известной системе фильтрации жидкости, содержащей самоочищающийся фильтр с циклической промывкой и приводом, управляющим этой промывкой, вспомогательный фильтр для очистки стоков загрязнений из самоочищающегося фильтра, внутренняя полость которого соединена с безнапорным пространством через разобщительные устройства и с линией самоопорожнения через запорные устройства, многоходовой кран с переключающим устройством со входом, соединенным с линией стока загрязнений из самоочищающегося фильтра, и по крайней мере двумя выходами согласно изобретению система снабжена по меньшей мере одним дополнительным вспомогательным фильтром, каждый выход многоходового крана соединен со входом отдельного вспомогательного фильтра или отдельной группы этих фильтров, а переключающее устройство крана имеет привод, соединенный с приводом, управляющим промывкой фильтра.

Далее согласно изобретению в рабочих положениях переключающего устройства многоходового крана вход последнего сообщен только с одним из его выходов.

Кроме того, в одном из возможных вариантов системы согласно изобретению, привод переключающего устройства многоходового крана выполнен общим с приводом, управляющим промывкой самоочищающегося фильтра.

Суть изобретения поясняется с помощью схемы, на которой изображен один из вариантов системы фильтрации жидкости согласно изобретению с двумя центрифугами в качестве вспомогательных фильтров. Схема не исчерпывает всех возможных вариантов реализации изобретения и служит лишь для пояснения его сути.

Система фильтрации жидкости содержит самоочищающийся фильтр 1 со входом 2 очищаемой и выходом 3 очищенной жидкости, линией стока 4 загрязнений и приводом 5, управляющим его циклической промывкой. Многоходовой, в данном случае трехходовой кран 6 соединен входом 7 с линией 4 стока загрязнений из самоочищающегося фильтра 1, а его выходы 8 и 9 соединены со входами во вспомогательные фильтры 10 и 11 для очистки этого стока. Переключающее устройство 12 крана 6 имеет привод 13, соединенный с приводом 5, управляющим промывкой фильтра 1, например механической связью (валиком, тягой или т.п.) и в рабочих положениях соединяет со входом 7 либо выход 8, либо выход 9.

В качестве вспомогательных фильтров 10 и 11 в данном варианте исполнения системы применены центрифуги с вертикальной осью ротора 14, имеющего реактивный привод в виде тангенциально расположенных по его окружности сопел 15. Через зазор в подшипнике 16, являющийся разобщительным устройством, полость ротора 14 при отсутствии в ней жидкости соединена с безнапорным воздушным пространством, которым является полость 17 под кожухом 18 центрифуги. Во входном канале 19 центрифуги расположено запорное устройство в виде клапана 20 и пружины 21. При отсутствии давления во входном канале 19 оно соединяет этот канал с линией опорожнения 22, а при наличии давления в нем перекрывает вход в эту линию. Полость 17 под кожухом 18 соединена широким каналом 24 со сливом очищенной жидкости.

При работе системы загрязненная жидкость под давлением Р₁ поступает в самоочищающийся фильтр 1 через вход 2. Очищенная в нем жидкость под давлением Р₂, меньшим чем Р₁, выходит через выход 3. Привод 5 автоматически включает циклы промывки групп фильтроэлементов фильтра 1. При каждом таком цикле часть очищенной жидкости под давлением Р₂ проходит противотоком через фильтрующие поверхности промываемых фильтроэлементов фильтра 1 и увлекает осевшие на них загрязнения по линии 4 стока через трехходовой кран 6 в подключенную в данный момент к этой линии центрифугу 11, запирая при этом клапаном 20 выход в линию 22 опорожнения. Ротор 14 и канал 23 к моменту начала поступления в них новой порции загрязнений в значительной мере опорожнены и не создают сопротивления. Поэтому скорость потока промывки в фильтре 1 велика, перепад на промываемых фильтроэлементах близок к давлению P₂ и процесс промывки идет эффективно. По мере заполнения ротора 14 воздух из него вытесняется через зазор в подшипнике 16. По окончании вытеснения воздуха этот зазор заполняется жидкостью и давление в полости ротора возрастает до некоторой величины P₃, вследствие чего жидкость начинает истекать с большой скоростью из сопел 5 и раскручивает ротор 14. Происходит центробежная очистка жидкости, находящейся в роторе 14. Загрязнения оседают на его внутренних стенках, а чистая жидкость, вытекающая из сопел 15, по линии 24 уходит на слив. Промывка фильтроэлементов самоочищающегося фильтра 1 на этой стадии замедляется, поскольку она происходит при уменьшившемся перепаде давлений, равном P₂ P₃. Однако к этому моменту основные загрязнения с них уже смыты, происходит их отделение от жидкости в центрифуге 11.

По истечении заданного времени привод 5 переключает промытые элементы фильтра 1 вновь на режим фильтрации, а следующую группу фильтрэлементов ставит в режим промывки. Связанный с ним привод 13 многоходового крана 6 отключает в этот момент от линии стока 4 центрифугу 11 и подключает к ней центрифугу 10. В промываемых элементах и этой центрифуге 10 происходят описанные выше процессы, а в центрифуге 11 давление на входе 19 падает до нуля. Клапан 20 отбрасывается пружиной 21 от седла, происходит опорожнение всех каналов и ротора частично в линию опорожнения 22, а частично через сопла 15 вращающегося по инерции ротора 14 в канал 24 слива. При этом полость ротора заполняется воздухом через зазор в подшипнике 16 ротора. К моменту следующего срабатывания привода 5 центрифуга 11 опорожняется и готова к примеру новой порции загрязнений.

Таким путем достигается согласно изобретению повышение эффективности промывки самоочищающегося фильтра.

В одном из вариантов реализации изобретения для упрощения конструкции приводы 5 промывки фильтра 1 и 13 управления переключающим устройством 12 крана 6 объединены в единый механизм, например, при встраивании крана 6 в фильтр 1.

Использование: гидравлические системы, в частности системы фильтрации жидкости. Сущность изобретения: система фильтрации жидкости с самоочищающимся фильтром (СОФ), многоходовым краном в линии стока загрязнений из СОФ и не менее чем с двумя вспомогательными фильтрами (ВФ), подключаемыми к этой линии. Кран имеет привод, соединенный с приводом промывки СОФ. При каждом новом цикле промывки к линии стока загрязнений из СОФ попеременно подключается один из ВФ, в то время как другие опорожняются и благодаря этому не оказывают сопротивления в начале очередного цикла промывки СОФ. Повышается эффективность промывки СОФ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система фильтрации жидкости, содержащая самоочищающийся фильтр с циклической промывкой и приводом, управляющим этой промывкой, вспомогательный фильтр для очистки стоков загрязнений из самоочищающегося фильтра, внутренняя полость которого соединена с его безнапорным воздушным пространством через разобщительное устройство и с линией самоопорожнения через запорное устройство, многоходовой кран с переключающим устройством и со входом, соединенным с линией стока загрязнений из самоочищающегося фильтра, и c по меньшей мере двумя выходами, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одним дополнительным вспомогательным фильтром, каждый выход многоходового крана соединен со входом вспомогательного фильтра или группы этих фильтров, а переключающее устройство крана снабжено приводом, соединенным с приводом, управляющим промывкой самоочищающегося фильтра. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в рабочих положениях переключающего устройства многоходового крана его вход сообщается только с одним из его выходов. 3. Система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что привод переключающего устройства многоходового крана выполнен общим с приводом, управляющим промывкой самоочищающегося фильтра.