СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ ФИЛЬТРОМ Российский патент 1997 года по МПК B01D35/12 B01D29/62 

Изобретение относится к фильтрам для жидкости, промываемым противотоком фильтрата, и позволяет улучшить их защиту от завоздушивания фильтрующей поверхности.

Известен способ очистки жидкости фильтром противотоком фильтрата при наличии у фильтра корпуса, разделенного перегородками полости ввода фильтруемой среды, отвода фильтрата и отвода задерживаемых фракций, элементов фильтрующей поверхности, закрепленных конами в перегородке или перегородках и образующих каналы со входами на концах, соединенными с торцевыми камерами корпуса, а также распределительное устройство, взаимодействующее со входами этих каналов.

Согласно этому способу входы каналов, образованных элементами фильтрующей поверхности, периодически соединяют с помощью распределительного устройства в различных сочетаниях с подводом фильтруемой среды или с отводом задерживаемых фракций, либо перекрывают, отсоединяя от других полостей фильтра. При этом между циклами промывки противотоком не предусмотрен выход хотя бы части фильтрующей среды из этих каналов. В результате чего содержащиеся в этой среде пузырьки нерастворимого воздуха или другого газа вместе с загрязнениями на фильтрующей шторе, вызывая ее завоздушивание. Интенсивно блокируя проход жидкости сквозь поверхность фильтрации, завоздушивание приводит к росту гидравлического сопротивления и падению производительности фильтра существенно раньше, чем произойдет его фактическое загрязнение твердой фазой. Это вызывает более частые циклы промывки противотоком для удаления не столько осевых на шторе твердых частиц, сколько задержанных ею газовых пузырьков.

Эффект завоздушивания усиливается при фильтрации вязкой аэрированной жидкости, например смазочного масла двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Микропузырьки не успевают выделиться из масла ввиду его значительной вязкости и поступают на фильтрующую поверхность вместе с загрязнениями. Наиболее сильно масло аэрируется в ДВС с "сухим" картером из-за работы откачивающего насоса, произодительность которого на 20 30% превышает производительность нагнетающего насоса. Интенсивное насыщение масла газом в таком двигателе вообще исключает установку фильтра тонкой очистки в откачивающей магистрали.

Эффект завоздушивания проявляется и при очистке жидкости, содержащей газ только в растворенной форме, из-за роста скорости фильтрации по мере загрязнения фильтрующей поверхности твердой фазой. Объясняется это тем, что частицы загрязнений, обладая высокой удельной поверхностью, являются сами по себе центрами газовыделения, которое интенсифицируется с ростом скорости течения среды. Именно это обстоятельство сдерживает попытки уменьшить фильтрации, стоимость которой является определяющей в стоимости фильтра.

Целью настоящего изобретения является предотвращение завоздушивания поверхности фильтра путем создания в ходе цикла фильтрации дополнительного движения потока фильтруемой среды: способствующего уносу укрупненных пузырьков газовой фазы из зоны их наибольшей концентрации в фильтрующих каналах: а также интенсивной промывки этой зоны в режиме регенерации фильтра.

Эффективная борьба с завоздушиванием в данной ситуации может быть осуществлена путем создания в фильтре некоторой буферной камеры с малыми скоростями специально организованного потока, способствующего выходу пузырьков газа из каналов фильтрации в эту камеру с последующим их постоянным или периодическим отводом из фильтра.

Эта цель достигается тем, что при работе фильтра у отдельных каналов, образованных элементами фильтрующей поверхности, с помощью разделительного устройства поочередно закрывают вход со стороны зоны ввода фильтруемой среды и одновременно сообщают выходы этого канала с отводом задерживаемых фракций, а торцевую зону корпуса, по меньшей мере, периодически соединяют с отводом задерживаемых фракций, отделив эту зону от средней зоны перегородкой.

Пример применения изобретения иллюстрируется фиг.1-3, на которых изображен один из возможных вариантов технической реализации предлагаемого способа.

На фиг. 1 изображен продольный разрез реализующего способ фильтра; на фиг. 2 и 3 разрезы В-В и Г-Г на фиг. 1 соответственно.

Корпус 1, состоящий из цилиндра с двумя днищами, разделен перегородками 2 и 3 на торцевую зону 4, соединенную с вводом 5 фильтруемой среды, среднюю зону 6, соединенную с отводом 7 фильтрата, и вторую торцевую зону 8. Элементы 9 и 10 фильтрующей поверхности закреплены своими концами и перегородками 2 и 3 и образуют каналы 11 и 12, соединенные входами и выходами на этих концах с торцевыми камерами 4 и 8. Каналы 11 и 12 расположены преимущественно концентрически вокруг оси распределительного устройства 13 в один ряд или группами. Распределительное устройство 13 с приводом 14 взаимодействует через каналы в днищах корпуса 1 со входами всех каналов, образованных элементами фильтрующей поверхности, и имеет канал, соединенный с отводом 15 задерживаемых фракций. Отвод 16 из торцевой камеры 8 постоянно или периодически соединяется через запорное устройство 17 с отводом задерживаемых фракций.

На фиг. 1 правый канал 12 соединен своими соответствующими торцевыми входами и выходами зонами 4 и 8, а у левого канала 11 вход со стороны камеры 4 ввода фильтруемой среды закрыт, выходы сообщены с отводом 15 загрязнений. Отвод 16 из камеры 8 соединен через запорное устройство 17 малого сечения с отводом задерживаемых фракций, который может быть соединен с отводом 15 во внешних трубопроводах (не показаны) или выполнен раздельно от него. Соотношение чисел каналов, одновременно находящихся в соотношении 11 и 12, обеспечивают конструкцией распределительного устройства 13 и выбирают, исходя из степени аэрации и загрязнения жидкости. В показанном на фиг. 1 3 фильтре это соотношение равно 1:11.

Способ осуществляется следующим образом.

Фильтруемую среду под давлением подают на вход 5 и затем в каналы, включенные распределительным устройством 13 в положение, где жидкость фильтруется с отводом фильтрата в зону 6 и из нее на выход 7. Фильтрация жидкости через боковую поверхность канала 12 при ее подводе через торцевой вход со стороны перегородки 3 сопровождается смещением задерживаемых фракций вдоль канала в сторону его торцевого конца в перегородке 2, так как расход жидкости сквозь фильтрующую поверхность возле этого второго торца наибольший. Микропузырьки газа, задерживаемые фильтрующей шторой вдали от торцевого конца в перегородке 2, укрепляются из-за коагуляции под воздействием транзитного потока в канале и транспортируются в сторону перегородки 2. Концентрация пузырьков в основном в зоне поверхности, расположенной возле торца канала у перегородки 2, интенсифицирует их коагуляцию. Вывод в зону 8 этих укрупненных пузырьков вместе с частью загрязнений осуществляют с помощью запорного устройства 17 благодаря организуемому периодически или постоянно дополнительному транзитному потоку через канал 16 фильтруемой среды.

Более мелкие пузырьки, остающиеся на поверхности шторы, по-прежнему концентрируются, в основном, у торца канала, расположенного в перегородке 2. Их удаление осуществляют в цикле промывки фильтрующей поверхности обратным током фильтрата. Цикл промывки изображен на левой стороне на фиг. 1. Выход канала 11 со стороны камеры 4 ввода фильтруемой жидкости и закрывают распределительным устройством 13, а выход соединяют этим устройством с отводом 15. Фильтрат из зоны 6 поступает через поверхность 9 противотоком в канал 11, смывая осевшие на его фракции и унося их в отвод 15. При этом наибольший расход жидкости сквозь поверхность 9 имеет место возле торца канала, расположенного в перегородке 2, то есть там, где концентрация задержанных фракций наибольшая.

Таким образом, создание оттока фильтруемой жидкости из зоны 8 уменьшает завоздушивание укрупненными пузырьками в цикле фильтрации, а интенсивная промывка фильтратом зоны поверхности с наибольшей концентрацией остающихся микропузырьков полностью восстанавливает фильтрующую штору в цикле ее промывки.

Использование: фильтры для жидкости. Сущность изобретения: способ очистки жидкости фильтром, содержащим трехкамерный корпус, фильтрующие каналы в средней камере, соединенной с отводом фильтрата, распределитель, взаимодействующий с входными каналов и имеющий отвод задерживаемых фракций, при этом с помощью распределителя поочередно закрывают у отдельных каналов вход и одновременно соединяют выход с отводом задерживаемых фракций. 3 ил.

Способ очистки жидкости фильтром, содержащим корпус, разделенный перегородкой на торцовую зону ввода фильтруемой среды и среднюю зону отвода фильтрата, вторую противоположную торцовую зону, элементы фильтрующей поверхности, образующие каналы с торцовыми входами и торцовыми выходами, расположенными в торцовых зонах корпуса, причем торцовой вход каждого канала закреплен в указанной перегородке, распределительное устройство, взаимодействующее с торцовыми входами и торцовыми выходами каналов и сообщенное с отводом задерживаемых фильтрующей поверхностью фракций, отличающийся тем, что при работе фильтра у отдельных каналов с помощью распределительного устройства поочередно закрывают вход со стороны зоны ввода фильтруемой среды и одновременно сообщают торцовой выход этого канала с отводом задерживаемых фракций, а вторую торцовую зону корпуса по меньшей мере периодически сообщают с отводом задерживаемых фракций, отделив предварительно эту зону от средней зоны отвода фильтрата перегородкой и закрепив в этой перегородке торцовый выход каждого из указанных каналов.