САМООЧИЩАЮЩИЙСЯ ФИЛЬТР Российский патент 1997 года по МПК B01D27/00 

Изобретение относится к самоочищающимся фильтрам, в частности к фильтрам, промываемым противотоком фильтрата.

Известны самоочищающиеся фильтры с промывкой фильтрующей поверхности противотоком фильтрата, у которых вдоль этой поверхности расположен непроницаемый кожух, задающий для сред в ходе фильтрации и промывки (см. например, авт. св. 829.144, В 01 D 46/02; авт.св. 1.233.907, В 01 29/38; авт. св. АС 1.443.933, В 01 D 27/12). Фильтрующая поверхность разделяет внутренний объем кожуха на раздаточную камеру и камеру для сбора фильтрата. Вход фильтруемой среды в раздаточную камеру и выход фильтрата из камеры для сбора этого фильтрата расположена на противоположных краях фильтрующей поверхности, вследствие чего потоки сред в циклепромывки противотоком имеют Z-образные кососимметричные траектории: вначале вдоль фильтрующей поверхности, затем перпендикулярно к ней сквозь эту поверхность и далее вновь вдоль первоначальном направлении на выход.

Недостатком известных фильтров является постепенное "зарастание" осадков фильтрующей поверхности со стороны, противоположной месту ввода фильтруемой среды, несмотря на регулярно повторяемые циклы промывки противотоком фильтрата. Вследствие этого периодически возникает необходимость отключения и переборки фильтра для очистки фильтроэлементов, что увеличивает эксплутационные затраты.

Причина этого явления заключается в особенностях гидродинамики образных каналов, в которых течение среды сквозь проницаемую поверхность является неравномерным (см. статью A. L. London. G. Klopfer. S. Wolf "Obliaue Flow Headers for Heat Exchanaers." Journal of Engineering for Power Transactions of the ACM, S. A. N 3, 1968,р.64-83). В режиме фильтрации наиболее интенсивное отложение загрязнений происходит на фильтрующей поверхности в районе тупика раздаточного канала, где расход жидкости сквозь фильтрующую поверхность канал, бывший сборным для фильтрата, движется с наибольшей скоростью, а промывка более загрязненного участка, оказавшегося вблизи ввода потока промывки, происходит наименее интенсивно. В результате там накапливают загрязнения, удаление которых без разборки фильтра невозможно.

Известен также фильтр по авт.св.1.053.853, кл.В 01 27/04, в котором течение среды сквозь фильтрующую поверхность является П-образным. Для этого фильтра характерен близкий к постоянному перепад давления на фильтрующей поверхности, а значит более равномерное течение сквозь нее среды. Если при этом обеспечить практически равные площади поперечных сечений, симметричных относительно проницаемой поверхности, в раздаточном и сборном для фильтра каналах, то скорости течения среды как в режиме фильтрации, так и в режиме промывки сквозь фильтрующую поверхность, примерно близки по модулю и отличаются лишь знаком.

Цель изобретения сокращение эксплуатационных затрат на переборки и чистки самоочищающегося фильтра путем организации в нем П-образной траектории потков в режимах фильтрации и промывки, а также путем выравнивания локальных скоростей потоков по обе стороны фильтрующей поверхности.

Указанная цель достигается тем, что в известном фильтре, содержащем непроницаемый кожух, расположенную внутри кожуха фильтрующую поверхность, которая разделяет внутри кожуха внутренний объем кожуха на раздаточную камеру и камеру для сбора фильтрата, а также подающие и отводящие средства, расположенные у одного и того же края фильтрующей поверхности, согласно изобретению указанные камеры выполнены с локальными площадями поперечного сечения, находящимися на одном уровне любого поперечного сечения кожуха в зоне фильтрующей поверхности, отличающимися друг от друга не более чем на 20%
На фиг. 1 изображена схема фильтра с плоской фильтрующей поверхностью, выполненного согласно изобретению и работающего в режиме фильтрации; на фиг. 2 схема фильтра по фиг. 1, работающего в цикле промывке; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 схема фильтра с цилиндрической фильтрующей поверхностью, выполненного согласно изобретению; на фиг. 5 разрез Д-Д на фиг. 4.

Фильтр содержит фильтрующую поверхность 1, например плоскую (фиг. 1, 2 и 3) или в виде цилиндрического патрона (фиг. 4 и 5), вдоль которой расположен непроницаемый кожух 2. Подающее 3 и отводящее 4 средства, в данном случае патрубки 3 и 4 соответственно, расположены возле одного и того же края 5 фильтрующей поверхности 1. Последняя разделяет объем кожуха 2 на раздаточную камеру 6 и камеру 7 для сбора фильтрата. Локальные площади поперечных сечений этих камер, расположенные на одном уровне любого поперечного сечения кожуха в зоне фильтрующей поверхности, например уровне А-А для фиг. 1, 2 и 3 или на уровне Д-Д фиг 4 и 5, выполнены одинаковыми с той степенью точности, которая достижима на практике. Испытания показали, что достаточно обеспечить равенство площадей с точностью до 20% для получения значимого для практики технического результата: с такой же точностью будут совпадать модули локальных скоростей среды в режиме фильтрации и промывки.

Фильтр работает следующим образом.

В цикле фильтрации фильтруемая среда подводится к фильтрующей поверхности 1 по раздаточной камере 6 через патрубок 3, а фильтрат отводится из сборной камеры 7 через патрубок 3. При переходе к циклу промывки патрубок 3 переключается специальным устройством к линии стока загрязнений (не показано), вследствие чего фильтрат идет обратным током от отводящего патрубка 4 к подводящему патрубку 3 и промывает фильтрующею поверхность 1.Ввиду равенства локальных площадей в поперечных сечениях раздаточный 6 и сборной 7 камер условия течения по обе стороны фильтрующей поверхности являются симметричными для прямого и обратного потоков, что приводит к близким по модулю значениям локальных скоростей движения среды через фильтрующую поверхность. Это подтверждается практически постоянным перепадом давления на фильтрующей поверхности (см. прилагаемый отчет "Исследования методов воздействия на течение в каналах с путевым расходом среды" М.1991). Результатом геометрической симметрии относительно фильтрующей поверхности раздаточной 6 и сборной для фильтрата 7 камер является то, что локальные скорости промывки фильтрующей среды повторяют локальные скорости течения сквозь эту среду в режиме фильтрации. Такая гидродинамическая симметрия наиболее благоприятна для регенерации фильтрующий поверхности: локальная скорость подвода к поверхности загрязнений практически совпадает с локальной скоростью их удаления с поверхности, что исключает появления непромытых участков и необходимость переборки фильтра для его ручной промывки.

Сущность изобретения: фильтр содержит кожух, расположенную внутри кожуха фильтрующую поверхность, разделяющую внутренний объем кожуха на раздаточную камеру и камеру для сбора фильтрата и расположенные у одного и того же края фильтрующей поверхности подающие и отводящие средства, при этом в любом поперечном сечение кожуха площади сечений указанных камер выполнены практически одинаковыми. 5 ил.

Фильтр, содержащий кожух, расположенную внутри кожуха фильтрующую поверхность, разделяющую внутренний объем кожуха на раздаточную камеру и камеру для сбора фильтрата, а также подающие и отводящие средства, расположенные у одного и того же края фильтрующей поверхности, отличающийся тем, что в любом поперечном сечении кожуха площади поперечных сечений указанных камер практически одинаковые.