ФИЛЬТР-ПАТРОН Российский патент 1999 года по МПК B01D46/24 B01D27/00 

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в абсорберах, сепараторах, разделителях и т.д. для очистки газов от мелкодисперсных капель жидкости и (или) механических примесей.

Известен коалесцирующий патрон [см. А.С. СССР 850142, кл. В 01 D 27/00, 1981], содержащий каркас и закрепленный на нем внутренний и наружный опорные элементы, выполненные в виде вязанного рукава, уложенного на каркас по винтовой спирали, между которыми размещен коалесцирующий материал.

Недостатком известного коалесцирующего патрона является сравнительно малое время наработки (время, при котором проскок жидкости и (или) механических примесей через патрон не превышает допустимой величины). Это происходит из-за неравномерного загрязнения коалесцирующего материала. В случае равномерной жидкостной нагрузки на всю поверхность патрона, насыщенность коалесцирующего материала жидкостью и механическими примесями в рабочих условиях неравномерна и возрастает к нижней его части. В связи с этим, со временем происходит забивание коалесцирующего материала в нижней части патрона механическими примесями, поступающими вместе со стекающей с верхних частей патрона скоагулированной жидкостью. При этом проницаемость по газу нижней части патрона падает, приводит к увеличению скорости потока через поры коалесцирующего материала в верхней его части. Повышение скорости потока приводит к срыву скоагулированной жидкости с внешней стороны коалесцирующего материала и уносу ее с газом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является фильтр-патрон [см. ОИ ВНИИЭгазпрома, Серия: Подготовка и переработка газа и газового конденсата, выпуск 4. Опыт эксплуатации многофункциональных аппаратов на Уренгойском месторождении, Москва 1987, с.4-5], содержащий цилиндрический перфорированный каркас и закрепленный на нем фильтрующий материал.

Недостатком известного фильтра-патрона является также малое время наработки, увеличенная нагрузка на фильтрующий материал, увеличенный перепад и вторичный унос.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в увеличении срока службы и сохранении фильтрующей способности фильтра-патрона.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в уменьшении жидкостной нагрузки на фильтрующий материал.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известном фильтре-патроне, содержащем цилиндрический перфорированный каркас и закрепленный на нем фильтрующий материал, на наружной поверхности каркаса в верхней его части по образующей размещены одиночные пластины, а в нижней части установлены сдвоенные пластины, образуя желоба, причем желоба размещены таким образом, что находятся в промежутках, образованных верхними пластинами, между верхними пластинами укреплены полосы фильтрующего материала, нижние концы которых свернуты, вложены в верхние части желобов, в промежутках между желобами размещены полосы фильтрующего материала. Кроме того, фильтрующий материал выполнен в виде двух концентрически расположенных слоев, между которыми имеется свободное пространство, причем внутренний слой выполнен в виде полос, размещенных между соседними пластинами в верхней части и желобами в нижней.

Сопоставительный анализ заявленного технического решения с прототипом показывает, что заявляемый фильтр-патрон отличается формой выполнения конструктивных элементов. Следовательно, заявляемый фильтр-патрон соответствует критерию "новизна".

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной области техники и, следовательно, обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен фильтр-патрон в разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А; на фиг. 3 - сечение Б-Б.

Фильтр-патрон содержит цилиндрический перфорированный каркас 1, выполненный из трубы, и закрепленный на нем фильтрующий материал. На каркасе 1 в верхней его части на наружной поверхности по образующей размещены одиночные пластины 2. В нижней части установлены сдвоенные пластины 3, которые образуют желоба 4. Желоба размещены таким образом, что находятся в промежутках, образованных одиночными пластинами 2, между которыми укреплены полосы фильтрующего материала 5, нижние концы полос свернуты и вложены в верхние части желобов 4. В промежутках между желобами размещены полосы фильтрующего материала. Фильтрующий материал выполнен в виде двух концентрически расположенных слоев. Внутренний слой выполнен в виде полос 6. Наружный фильтрующий слой выполнен в виде фильтрующего рукава 7.

Фильтр-патрон работает следующим образом. Газожидкостная смесь поступает во внутреннюю полость патрона и, проходя через полосы 5, предварительно очищается от жидкости и механических примесей. Отфильтрованная жидкость стекает в нижнюю часть патрона, причем жидкость из верхней половины патрона отводится по желобам 4, минуя полосы в нижней половине патрона. Газожидкостная смесь далее поступает в пространство между полосами 6 и рукавом 7, которое выполняет роль гравитационного сепаратора. При этом часть крупных капель жидкости, сорвавшихся с внешней поверхности полос, падает на монтажную тарелку. Далее поток проходит через рукав 7, где окончательно очищается.

В процессе работы происходит засорение поверхности полос механическими примесями. При этом увеличения перепада давления на патроне не происходит, поскольку полосы отходят от поверхности трубы и между кромкой полос и пластинами образуется зазор. Часть газового потока начинает поступать через зазор, однако значительная часть капельной жидкости и механических примесей попадает на поверхность фильтрующих полос за счет сил инерции и стекает вниз. Поскольку боковые кромки полос не пропускают жидкость наружу, вторичного уноса жидкости с полос вместе с проходящим по зазору газом не происходит Все это приводит к значительно меньшему загрязнению поверхности рукава.

Изобретение предназначено для очистки газов от мелкодисперсных капель жидкости и (или) механических примесей. Фильтр--патрон содержит цилиндрический перфорированный каркас, выполненный из трубы, и закрепленный на нем фильтрующий материал. На каркасе в верхней его части на наружной поверхности по образующей размещены одиночные пластины. В нижней части установлены сдвоенные пластины, которые образуют желоба. Желоба размещены так, что находятся в промежутках, образованных одиночными пластинами, между которыми укреплены полосы фильтрующего материала, нижние концы полос свернуты и вложены в верхние части желобов. В промежутках между желобами размещены полосы фильтрующего материала. Фильтрующий материал выполнен в виде двух концентрически расположенных слоев. Внутренний слой выполнен в виде полос. Наружный фильтрующий слой выполнен в виде фильтрующего рукава. В изобретении обеспечивается уменьшение жидкостной нагрузки на фильтр-материал. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Фильтр-патрон, содержащий цилиндрический перфорированный каркас и закрепленный на нем фильтрующий материал, отличающийся тем, что на наружной поверхности каркаса в верхней его части по образующей размещены одиночные пластины, а в нижней части установлены сдвоенные пластины, образуя желоба, причем желоба размещены так, что находятся в промежутках, образованных верхними пластинами, между верхними пластинами укреплены полосы фильтрующего материала, нижние концы которых свернуты и вложены в верхние части желобов, в промежутках между желобами размещены полосы фильтрующего материала. 2. Фильтр-патрон по п. 1, отличающийся тем, что фильтрующий материал выполнен в виде двух концентрически расположенных слоев, между которыми имеется свободное пространство, причем внутренний слой выполнен в виде полос, размещенных между соседними пластинами в верхней части и желобами в нижней. 3. Фильтр-патрон по п.1, отличающийся тем, что боковые кромки полос заплавлены.