ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2002 года по МПК B01D27/06 

Изобретение относится к самым разнообразным областям техники и предназначено для очистки жидкостей и газов.

В настоящее время в различных областях техники используются самые разнообразные фильтрующие элементы: на бумажно-тканевой основе, комбинированные сеточные фильтры на клеевой основе, которые в связи с новыми экологическим требованиями и еще более жесткими требованиями, которые ожидаются в недалеком будущем, становятся экономически невыгодными по сравнению с цельнометаллическими фильтрами на всех стадиях, особенно на стадиях их производства и утилизации. Кроме того, такие фильтры проигрывают также и по техническим параметрам, в частности, в связи с невозможностью их регенерации, а также использования в высокотемпературных и агрессивных средах. Использование одноразовых фильтров на малых предприятиях, особенно в сельской местности, и в быту, когда нет должной утилизации, приводит к непоправимому загрязнению окружающей среды.

Производство цельнометаллических сеточных фильтров не требует использования токсичных клеевых технологий соединения. Вместо этого используются стягивающие металлические элементы со сварными или штампованными соединениями. Производство таких фильтров может осуществляться на базе обычных металлообрабатывающих предприятий. Срок жизни таких фильтров на несколько порядков превосходит срок жизни других подобных фильтров, а их регенерация и утилизация осуществляется с помощью простейших малоотходных технологий.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является фильтрующий элемент по патенту США 5066391, содержащий гофрированный сетчатый цилиндр, охватывающий перфорированный цилиндр, и соединительные узлы.

Недостатком известного фильтрующего элемента является недостаточная надежность соединительных узлов, которые не выдерживают длительных силовых и тепловых нагрузок, и возникают трудности с герметизацией для работы при высоким давлениях.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в следующем:
- повышение герметичности соединений экологически чистыми методами;
- исключение клеевых соединений;
- сохранение рабочих характеристик, вплоть до температур порядка 300^oС;
- область рабочих давлений до 250 атм.;
- экологическая чистота, экономичность и малая трудоемкость производства;
- использование экологически чистых и эффективных ультразвуковых и вибрационных методов очистки и регенерации фильтра;
- высокая сопротивляемость гидроудару;
- возможность регенерации с помощью термовакуумной обработки при высоких температурах (до 800^oС).

При этом отфильтрованные окислы металлов, а также химические и биологические агрегации легко удаляются.

Указанный технический результат достигается тем, что в фильтрующем элементе, содержащем гофрированный сетчатый цилиндр, охватывающий перфорированный цилиндр, и соединительные узлы, каждый из соединительных узлов снабжен внутренним разрезным кольцом, расположенным между цилиндрами, внешним кольцом, окружающим гофрированный сетчатый цилиндр, уплотняющим колпаком, охватывающим указанные кольца и цилиндры, установленный с возможностью контактирования с торцами по крайней мере колец и перфорированного цилиндра, и обоймой, охватывающей уплотняющий колпак, который может быть выполнен сетчатым и может быть снабжен установочным элементом, при этом кольца установлены с возможностью стягивания гофрированного сетчатого цилиндра.

Фильтрующий элемент может также содержать кольцевую вставку, размещенную между колпаком и торцом гофрированного цилиндра и выполненную гофрированной (в частном случае сетчатой) со степенью деформации 15-20% при взаимодействии с кольцами.

Фильтрующий элемент также может содержать дополнительные сетчатые вставки, размещенные между гофрами вставки, причем высота дополнительных вставок может превышать на 10-20% высоту гофров вставки.

Для повышения надежности и герметичности сетчатый колпак может быть пропитан клеевым составом.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 показан соединительный узел без использования вставки; на фиг.2 показан соединительный узел со вставкой; на фиг.3 - другой вариант соединительного узла с вставкой; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.3.

Фильтрующий элемент (фиг.1) содержит перфорированный сердечник (цилиндр) 1, гофрированный сетчатый цилиндр 2, а также два соединительных узла на обеих торцах, каждый соединительный узел выполнен следующим образом. Внешнее кольцо 3 охватывает цилиндр 2 вблизи его торца, а сверху установлены сетчатый уплотняющий колпак 4 и декоративная обойма 5. Внутреннее разрезное кольцо 6 размещено между цилиндрами 1 и 2, сверху размещен установочный элемент 7 (фиг.1). Обойма 5 может также одновременно выполнять функцию установочного элемента (фиг.2). Уплотняющий колпак 4 установлен таким образом, что он контактирует с торцами обоих колец 3, 6 перфорированного цилиндра 1 и гофрированного сетчатого цилиндра 2 (фиг. 1).

Фильтрующий элемент при другом варианте исполнения (фиг.2, 3) может также содержать сетчатую гофрированную кольцевую вставку 8 и дополнительную сетчатую вставку 9, размещенные с двух сторон гофров вставки 8. При этом уплотняющий колпак 4 контактирует с цилиндром 2, с гофрированной кольцевой вставкой 8.

Работает предлагаемый фильтрующий элемент аналогично известным, и его особенности заключаются в следующем.

Конструктивно фильтрующий элемент представляет собой сборку из металлических сеток, размер ячеек каждой из которых, а также конструктивная форма подбираются в зависимости от задачи и технологических условий процесса очистки. При этом степень очистки позволяет отделить механические, а также биологически и химически агрегированные примеси размером до 7 мкм. Эти сетки монтируются в виде единого блока и скрепляются с помощью металлических стягивающих элементов различной формы сваркой или штамповкой.

Фильтрующий элемент выполнен путем укрепления сетчатых элементов к законцовкам или другим несущим (жестким) элементам конструкции фильтра с помощью процесса холодного обжатия с использованием оснастки.

При этом участок смятия гофрированного элемента, а также его расположение выбираются таким образом, чтобы обеспечить сопротивление потоку фильтруемой жидкости существенно большее, чем через открытую поверхность фильтрации.

Отличительным обязательным условием фильтрующего элемента является наличие в сборке внутреннего и внешнего металлических колец 3 и 6 для стягивания гофрированного фильтрующего элемента и его крепления к несущим элементам, при этом внутреннее кольцо 3 выполнено разрезным и упругим, что обеспечивает плотное соединение деталей между собой.

При различных вариантах выполнения колпак 4 может иметь одинаковую длину ветвей (фиг.2) или - разную (фиг.1 и 3), кроме того, колпак 4 может взаимодействовать с торцом гофрированного сетчатого цилиндра 2 (фиг.1) или может быть сопряжен с ним через одну или несколько вставок 8 (фиг.2, 3).

Сетчатый колпак 4 может быть пропитан в ограниченном количестве экологически чистым герметизирующим составом, например герметиком на основе силикона.

Конкретное выполнение соединительного узла определяется областью применения фильтрующего элемента.

Изобретение предназначено для очистки жидкостей и газов фильтрованием. Фильтрующий элемент содержит гофрированный сетчатый цилиндр, охватывающий перфорированный цилиндр, и соединительный узел, который снабжен внутренним разрезным кольцом, расположенным между цилиндрами, внешним кольцом, окружающим гофрированный сетчатый цилиндр, уплотняющим колпаком, охватывающим указанные кольца и цилиндры, установленным с возможностью контактирования с торцами по крайней мере колец и перфорированного цилиндра, обоймой, охватывающей уплотняющий колпак, и/или установочным элементом, при этом кольца установлены с возможностью стягивания гофрированного цилиндра. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Фильтрующий элемент, содержащий гофрированный сетчатый цилиндр, охватывающий перфорированный цилиндр, и соединительные узлы, отличающийся тем, что каждый из соединительных узлов снабжен внутренним разрезным кольцом, расположенным между цилиндрами, внешним кольцом, окружающим гофрированный сетчатый цилиндр, уплотняющим колпаком, охватывающим указанные кольца и цилиндры, установленным с возможностью контактирования с торцами, по крайней мере, колец и перфорированного цилиндра, обоймой, охватывающей уплотняющий колпак, и может быть снабжен установочным элементом, при этом кольца установлены с возможностью стягивания гофрированного сетчатого цилиндра. 2. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что колпак выполнен сетчатым. 3. Элемент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что снабжен кольцевой вставкой, размещенной между колпаком и торцом гофрированного цилиндра. 4. Элемент по п. 3, отличающийся тем, что кольцевая вставка выполнена гофрированной и степень ее деформации при взаимодействии с кольцами составляет 15-20%. 5. Элемент по п. 3 или 4, отличающийся тем, что кольцевая вставка выполнена сетчатой. 6. Элемент по п. 4 или 5, отличающийся тем, что снабжен дополнительными сетчатыми вставками, размещенными между гофрами кольцевой вставки. 7. Элемент по п. 6, отличающийся тем, что высота дополнительных вставок на 10-20% больше высоты гофров кольцевой вставки. 8. Элемент по пп. 2-7, отличающийся тем, что сетчатый колпак пропитан экологически нейтральным герметизирующим составом.