ФИЛЬТР ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 2003 года по МПК B01D27/08 B01D35/04 

Изобретение относится к фильтрованию, а именно к патронным фильтрам, предназначенным для очистки жидкости от примесей, и может быть использовано в системах производственного и бытового водоснабжения, в пищевой и фармацевтической промышленности.

Известен фильтр очистки воды модели "Jnstapure" (патент США 4770768, МПК В 01 D 27/08, приоритет от 10.11.1986 г., аналог), содержащий корпус с переключателем потока жидкости, жестко взаимосвязанным со втулкой, имеющей выходной канал, фильтроэлемент, входное и выходное отверстие в корпусе, уплотнения. Конструкция фильтра отличается громоздкостью и в целях снижения материалоемкости и себестоимости изготовления выполнена из пластмассы. Поэтому фильтр предназначен для очистки только холодной воды, т.к. при повышенных температурах фильтра пластмасса начинает выделять вредные для здоровья вещества.

Известен фильтр очистки жидкости (патент США 5192436А, МПК B 01 D 27/08, приоритет от 09.03.1993 г., прототип), содержащий корпус с переключателем потока жидкости, жестко взаимосвязанным с втулкой, имеющей продольный и поперечный каналы, фильтроэлемент, входное и выходное отверстие в корпусе, при этом фильтроэлемент установлен в переключателе потока жидкости, полость которого сообщается с продольным и поперечным каналами во втулке.

Фильтр устанавливается непосредственно на выходной патрубок смесителя, а фильтроэлемент - в переключателе потока жидкости. Недостатки: корпус фильтра имеет сложную систему каналов, соединяющих втулку с частями фильтроэлемента и входным каналом очищаемой водопроводной воды. Каналы имеют сложную пространственную конфигурацию и требуют надежного уплотнения во избежание смешивания очищаемой и очищенной водопроводной воды. Поэтому части фильтра трудоемки в изготовлении, а конструкция фильтра в целом - нетехнологична. Кроме того, по мере использования фильтра фильтроэлемент загрязняется примесями, ржавчиной и бактериями, содержащимися в водопроводной воде. Загрязнение создает рассадник микробов, а также ведет к засорению фильтровальной среды. Поэтому фильтроэлемент периодически извлекают из переключателя потока жидкости и подвергают регенерации, что создает неудобства в эксплуатации фильтра и снижает его ресурс.

Технический результат: повышение ресурса фильтроэлемента, удобства в эксплуатации и упрощение конструкции фильтра в целом за счет автоматизации процесса очистки фильтроэлемента обратным потоком жидкости и воздуха.

Технический результат достигается за счет того, что в известном фильтре очистки жидкости, содержащем корпус с переключателем потока жидкости, жестко взаимосвязанным с втулкой, имеющей продольный канал, фильтроэлемент, продольный канал в корпусе с входным и выходным отверстиями, при этом фильтроэлемент установлен в переключателе потока жидкости, полость которого сообщается с продольным каналам во втулке, особенность заключается в том, что продольный канал в корпусе выполнен ступенчатым, где больший диаметр канала образует входное отверстие, а меньший - выходное, причем во входном отверстии установлена втулка с полостью в виде конфузора соосно выходному отверстию, а выходное отверстие выполнено с расширением в виде диффузора, причем малый диаметр конфузора имеет цилиндрическое продолжение, обращенное в сторону выходного отверстия.

В заявленном фильтре происходит автоматическая очистка фильтроэлемента при каждом открытии потребителем выходного отверстия в корпусе, т.е. при использовании неочищенной воды в технических целях (мытье посуды, рук и т.п. ). Самоочищение фильтроэлемента вызывает образующееся при этом разрежение в области цилиндрического продолжения малого диаметра полости в виде конфузора и выходного отверстия в корпусе с расширением в виде диффузора за счет эффекта эжекции. Вода будет напрямую сливаться в неочищенном виде к потребителю, а остатки очищенной воды из переключателя потока жидкости обратным потоком будут проходить через фильтроэлемент и сбрасывать частицы загрязнителя сначала в продольный канал втулки, а затем и через продольный канал в корпусе - в его выходное отверстие.

Вслед за остатками воды через фильтроэлемент начнет засасываться обратным потоком и воздух, способствуя тем самым дополнительной очистке фильтроэлемента. В заявленном фильтре разряжение в эжекторе, образующемся в области цилиндрического продолжения малого диаметра полости в виде конфузора и выходного отверстия в корпусе, создается автоматически при каждом переходе с режима фильтрации на режим потребления неочищенной воды в технических целях. Тем самым повышается ресурс фильтрующего элемента за счет автоматизации процесса очистки обратным потоком жидкости и воздуха. Ресурс фильтроэлемента и удобство в эксплуатации фильтра в целом будет повышаться.

При повороте переключателя потока жидкости в положение, соответствующее режиму очистки жидкости, вода через входное отверстие в корпусе будет поступать в продольный канал корпуса и через продольный канал во втулке - в переключатель потока жидкости, а оттуда проходя снаружи во внутрь фильтроэлемента и очищаясь от примесей - к потребителю.

Выходное отверстие корпуса при этом будет надежно перекрыто плоской резиновой пластиной, прижимаемой к кромкам выходного отверстия потоком очищаемой жидкости и закрепленной на конце втулки переключателя потока жидкости по наружному диаметру со стороны выходного отверстия корпуса.

При использовании воды в технических целях переключатель с жестко связанной с ним втулкой поворачивают. При этом резиновая пластина, перемещаясь внутри корпуса, открывает выходное отверстие в корпусе. Вода будет поступать напрямую из входного отверстия в корпусе через продольный канал в выходное отверстие в корпусе. Попаданию воды в продольный канал во втулке будет препятствовать обратный перепад давления, который и вызывает обратный поток очищенной воды из переключателя потока жидкости. Таким образом, наличие эжектора делает ненужным перекрытие продольного канала втулки при использовании воды в технических целях, а для уплотнения выходного отверстия в корпусе в режиме фильтрации достаточно резиновой пластины простой конфигурации.

Следовательно, уплотнения основных каналов и конструкция фильтров в целом упрощаются.

На фиг.1 изображен фильтр очистки жидкости, продольный разрез (прямоточный режим работы); на фиг.2 - разрез А - А на фиг.1; на фиг.3 - фильтр очистки воды, продольный разрез (режим фильтрации).

Фильтр очистки жидкости содержит корпус 1 с переключателем потока жидкости 2 и уплотнением 3 между ними. Переключатель потока жидкости 2 жестко взаимосвязан с втулкой 4, имеющей продольный канал 5, с помощью которого втулка 4 сообщается с полостью переключателя потока жидкости 2. Продольный канал 6 в корпусе 1 выполнен ступенчатым, где больший диаметр канала 6 образует входное отверстие 7, а меньший - выходное отверстие 8. Во входном отверстии 7 установлена втулка 9 с полостью 10 в виде конфузора соосно выходному отверстию 8, выполненному с расширением 11 в виде диффузора. Малый диаметр полости 10 имеет цилиндрическое продолжение 12, обращенное в сторону выходного отверстия 8 и образующее совместно с последним эжектор.

В переключателе потока жидкости 2, имеющем выходное отверстие 13, установлен фильтроэлемент 14 с уплотнением 15. Резиновая пластина 16 закреплена на конце втулки 4 переключателя потока жидкости 2 по наружному диаметру со стороны выходного отверстия 8 корпуса 1 и под давлением жидкости перекрывает его при работе фильтра в режиме фильтрования. В продольном канале 5 втулки 4 установлен предфильтр 17.

Пример конкретного применения. В переключатель потока жидкости 2, выполненный из пищевой коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72) с уплотнением 3 (пищевая резина ТУ 38.105.1044-78) и втулкой 4 (сталь 12Х18Н10Т, ГОСТ 5632-72), жестко взаимосвязанной с переключателем потока жидкости 2, навинчивают на кран (не показан).

Для работы фильтра в прямоточном режиме переключатель потока жидкости 2 устанавливают под углом 90 ^o к вертикальной оси симметрии корпуса 1 фильтра. При этом резиновая пластина 16, закрепленная на конце втулки 4 переключателя потока жидкости 2 по наружному диаметру со стороны выходного отверстия 8 корпуса 1 займет положение согласно фиг.1 и 2, а поступающая через входное отверстие 7 корпуса 1 жидкость будет беспрепятственно сливаться неочищенной через выходное отверстие 8 в корпусе 1 к потребителю. Попаданию неочищенной воды в проходной канал 5 втулки 4 будет препятствовать обратный перепад давления, создаваемый в области между цилиндрическим продолжением 12 малого диаметра полости 10 втулки 9 в виде конфузора и выходным отверстием 8 с расширением 11 в виде диффузора, за счет эффекта эжекции.

Наоборот, остатки очищенной воды из переключателя потока жидкости 2 обратным потоком будет проходить через фильтроэлемент 14 и сбрасывать частицы загрязнения сначала в продольный канал 5 втулки 4, а затем и через продольный канал 6 в корпусе 1 - в его выходное отверстие 8.

Вслед за остатками воды через фильтроэлемент 14 начнет засасываться обратным потоком и воздух, способствуя тем самым дополнительной очистки фильтроэлемента 14 и предфильтра 17, выполненного из сетки с размером ячейки 20 мкм из стали 12Х18Н10 Т (ГОСТ 5632-72).

Для работы фильтра в режиме фильтрации переключатель потока жидкости 2 устанавливают параллельно вертикальной оси симметрии корпуса 1 фильтра. При этом втулка 4 займет положение согласно фиг.3, а резиновая пластина 16 перекроет выходное отверстие 8 корпуса 1. Вода через входное отверстие 7 и продольный канал 6 в корпусе 1 будет поступать через предфильтр 17 в продольный канал 5 во втулке 4 и далее - в переключатель потока жидкости 2, а оттуда, проходя снаружи во внутрь фильтроэлемента 14 и очищаясь от примесей, через выходное отверстие 13 к потребителю.

Таким образом, в заявленном фильтре происходит автоматическая очистка фильтроэлемента 14 при каждом открытии потребителем выходного отверстия 8 в корпусе 1. Достигается это за счет образующегося эжектора в области между цилиндрическим продолжением 12 малого диаметра полости 10 втулки 9 в виде конфузора и выходным отверстием 8 с расширением 11 в виде диффузора. Наличие эжектора делает ненужным перекрытие продольного канала 5 втулки 4 при использовании воды в технических целях, а для уплотнения выходного отверстия 8 в корпусе 1 в режиме фильтрации достаточно резиновой пластины 16 простой конфигурации, которая прижимается потоком очищаемой жидкости к кромкам выходного отверстия 8 корпуса 1.

С помощью описанного устройства производится фильтрация и других жидкостей, например керосина, бензина, спирта, коньяка, водки.

В результате применения заявленного устройства ресурс фильтроэлемента повышается в 1,5-2 раза, упрощается конструкция фильтра, а именно уплотнение основных каналов, что влечет за собой уменьшение трудоемкости изготовления фильтра на 20-30% и снижение его себестоимости, повышается удобство в эксплуатации.

Изобретение предназначено для фильтрования и относится к патронным фильтрам, предназначенным для очистки жидкости от примесей, может быть использовано в системах производственного и бытового водоснабжения, в пищевой и фармацевтической промышленности. Технический результат - повышение ресурса фильтроэлемента, удобства в эксплуатации за счет автоматизации процесса очистки фильтроэлемента обратным потоком жидкости и воздуха, упрощение конструкции. Для этого фильтр очистки жидкости содержит корпус с переключателем потока жидкости, жестко взаимосвязанным с втулкой, имеющей продольный канал, с помощью которого втулка сообщается с полостью переключателя потока жидкости. Продольный канал в корпусе выполнен ступенчатым, где больший диаметр канала образует входное отверстие, а меньший - выходное отверстие. Во входном отверстии установлена втулка с полостью в виде конфузора соосно с выходным отверстием, выполненным с расширением в виде диффузора. Малый диаметр полости имеет цилиндрическое продолжение, обращенное в сторону выходного отверстия и образующее совместно с последним эжектор. В переключателе потока жидкости установлен фильтроэлемент, который благодаря эффекту эжекции очищается обратным потоком жидкости и воздуха при каждом открытии потребителем выходного отверстия в корпусе. 3 ил.

Фильтр очистки жидкости, содержащий корпус с переключателем потока жидкости, жестко взаимосвязанным с втулкой, имеющей продольный канал, фильтроэлемент, продольный канал в корпусе с входным и выходным отверстиями, при этом фильтроэлемент установлен в переключателе потока жидкости, полость которого сообщается с продольным каналом во втулке, отличающийся тем, что продольный канал в корпусе выполнен ступенчатым, где больший диаметр канала образует входное отверстие, а меньший - выходное, причем во входном отверстии установлена втулка с полостью в виде конфузора соосно с выходным отверстием, а выходное отверстие выполнено с расширением в виде диффузора, причем малый диаметр конфузора имеет цилиндрическое продолжение, обращенное в сторону выходного отверстия.