СПОСОБ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА Российский патент 2004 года по МПК B01D29/11 B01D46/00 

Изобретение относится к области очистки жидкостей и газовоздушных смесей.

Изобретение может быть использовано для очистки (фильтрации) всех видов жидкостей, в том числе и жидкого топлива для двигателей внутреннего сгорания, а также для очистки газовоздушных смесей в промышленности и в быту.

Широко известны различные способы очистки жидкостей и воздушно-газовых смесей, принцип действия которых основан на аналогии с природными явлениями. Это вихревые, циклонные фильтры, фильтры тангенциального вида.

(См. 1. Справочник “Техника пылеулавливания и очистки промышленных газов”. Москва, “Металлургия”, 1986 г., с.31, рис.1.22, с.80, рис.2.8;

2. Информационно-тематический сборник №23 “Индивидуальные и коллективные, бытовые и промышленные установки-фильтры для очистки технологической и питьевой воды”, Москва, НИЦ “Глобус”, 1999 г., с.8, Фильтры серии “Ураган”, документ №800, с.16, Фильтры системы “Россион”, документ №732).

Известен способ очистки жидкостей и газовоздушных смесей, включающий подачу очищаемого продукта в зону очистки, отделение примесей и загрязнений, вывод очищенного продукта, который осуществляют в устройстве, содержащем корпус с помещенным в него фильтрующим элементом (SU 255910, кл. В 01 D 29/94, 1970).

Общим недостатком всех видов известных способов очистки является то, что для получения достаточно высокой степени очистки необходимо продавливание продукта под действием центробежных сил через дополнительный фильтрующий элемент-картридж, требующий регулярной замены или промывки.

Целью предлагаемого изобретения является разработка способа очистки и конструкции фильтра для осуществления способа, позволяющего достичь высокой степени очистки путем самоочистки, без замены или промывки фильтрующего элемента.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе высокая степень очистки продукта достигается путем подачи продукта в узкую часть зоны очистки при давлении, что позволяет при прохождении через резьбовую щель в штуцере подачи задать импульс вращения, за счет чего загрязнения с более высоким удельным весом и плотностью стремятся занять место вдоль оси вращения очищаемого продукта и резко снижая скорость, опускаются в расширенную часть зоны очистки, откуда затем производится их сброс, т.е. центробежные силы заменяются на центростремительные. Этот процесс обеспечивает также и то, что очищенный продукт выводится из зоны очистки по касательной в обратном к направлению вращения заданного при подаче продукта. Для осуществления предлагаемого способа сконструирован фильтр, в корпусе которого помещен фильтрующий элемент в виде усеченного конуса, расширяющегося книзу и снабженного двумя штуцерами с резьбовой щелью: верхним в узкой части усеченного конуса для подачи очищаемого продукта и нижним в расширенной части усеченного конуса для сброса отфильтрованных загрязнений через автоматический перепускной клапан или кран ручного управления, при этом пространство между стенками корпуса и усеченного конуса в зависимости от технических и санитарных норм очищаемого продукта может быть заполнено, например, активированным углем и т.д., а для вывода очищенного продукта в крышке корпуса выполнен выходной патрубок по касательной в обратном направлении к заданному при подаче.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Очищаемый продукт подают в узкую часть конуса зоны очистки при давлении с заданным начальным импульсом вращения. Благодаря этому загрязнения с более высоким удельным весом и плотностью занимают место вдоль оси вращения очищаемого продукта. Резко замедляя свое движение, они опускаются в нижнюю часть зоны очистки, откуда выводятся за ее пределы. Для повышения эффективности режима самочистки (сброса загрязнений) диаметр штуцера сброса загрязнений должен быть больше штуцера подачи. Таким образом, процесс идет в режиме самоочистки, а фильтрующий элемент выполняет только функцию контроля за степенью очистки.

Возможности этого способа - удаление различных примесей, микрочастиц растворимых солей размером до 5-10 мкм.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображен фильтр для очистки различных жидкостей и воздушных смесей, где:

1 - корпус

2, 8 - крышки корпуса

3 - фильтрующий элемент

4 - штуцер подачи с резьбовой щелью

5 - штуцер сброса загрязнения с резьбовой щелью

6 - активированный уголь и т.д.

7 - выходной патрубок

9 - перепускной клапан сброса или кран ручного управления

Устройство для осуществления предлагаемого способа - фильтр состоит из корпуса 1, в который помещен фильтрующий элемент 3 в виде усеченного конуса, расширяющегося книзу и снабженного двумя штуцерами с резьбовой щелью, верхним 4 для подачи очищаемого продукта и нижним 5 для сброса отфильтрованных загрязнений.

Пространство между стенками корпуса 1 и наружной поверхностью фильтрующего элемента 3 заполнено, например, активированным углем 6, что позволяет устранять из очищенной питьевой воды соединения хлора и железа до 100%. Для вывода очищенного продукта выполнен выходной патрубок 7 тангенциально в верхней крышке в обратном от заданного направления при подаче продукта.

Предлагаемый фильтр работает следующим образом. Через штуцер 4 внутрь фильтрующего элемента 3 подается очищаемая жидкость или газовоздушная смесь. Проходя через резьбовую щель штуцера, она получает начальный импульс вращения при давлении, например не менее 0,3-0,5 кг/см² (по типу мини-торнадо). За счет расширения конуса книзу создается перепад скоростей в контуре усеченного конуса - на входе и выходе - в 3-4 раза и более в зависимости от скорости (давления) подачи продукта, а также смена направления движения за счет выхода очищенного продукта тангенциально и в обратном направлении от заданного при подаче. Поэтому загрязнения с более высоким удельным весом и плотностью, резко снижая скорость, опускаются в нижнюю часть усеченного конуса и через штуцер 5 сбрасываются из фильтра.

Применение предлагаемого изобретения обеспечивает фильтрацию всех видов жидкостей со степенью очистки от микрочастиц размером до 5-10 мкм. При использовании фильтров для очистки жидкого топлива срок службы фильтров за счет наличия системы самоочистки неограничен, т.е. на весь период работы машин, оборудования и т.д.

При фильтрации воды предложенным способом через опытные образцы происходит не только удаление микрочастиц, загрязнений, но и снижается содержание растворимых солей до 40%, а также ионов тяжелых металлов. Результаты испытаний опытных образцов фильтров нового типа по очистке воды прилагаются.

Изобретение предназначено для очистки жидкости и газовоздушных смесей. Предложены способ и устройство очистки различных жидкостей и газовоздушных смесей, состоящие в том, что очищаемый продукт подается в зону очистки с начальным импульсом вращения, который задается входным штуцером с резьбовой щелью. Фильтрующий элемент представляет собой конус расширяющийся книзу. Вследствие этого скорость очищаемого продукта замедляется при движении от входа к выходу в 3-4 раза и более в зависимости от скорости (давления) подачи. Очищенный продукт выводится в обратном направлении от заданной при подаче через тангенциальный патрубок. Загрязнения, имеющие более высокий удельный вес и плотность, стремятся занять место вдоль оси вращения очищаемого продукта, т.е. центробежные силы заменяются центростремительными. При резком снижении скорости загрязнения занимают среднюю часть в нижней расширенной части конуса и выводятся вручную или автоматически через штуцер сброса с резьбовой щелью. Изобретение дает возможность производить очистку всевозможных жидкостей и газовоздушных смесей без замены фильтрующего элемента. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ очистки жидкостей и газовоздушных смесей, включающий подачу очищаемого продукта в зону очистки, отделение примесей и загрязнений, вывод очищенного продукта, отличающийся тем, что очищаемый продукт подают под давлением через резьбовую щель в узкой части зоны очистки в виде усеченного конуса, создавая его вращение, в усеченном конусе осуществляют смену направления движения путем вывода очищенного продукта по касательной в направлении, обратном заданному при подаче для замены центробежных сил центростремительными, а отделенные примеси и загрязнения отводят из расширенной части зоны очистки.2. Устройство для очистки жидкостей и газовоздушных смесей, содержащее корпус с помещенным в него фильтрующим элементом, отличающееся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде усеченного конуса, расширяющегося книзу, корпус снабжен двумя штуцерами - верхним с левосторонней резьбовой щелью в узкой части усеченного конуса для подачи очищаемого продукта, нижним с правосторонней резьбовой щелью в широкой части усеченного конуса для сброса отфильтрованных загрязнений, а для вывода очищенного продукта в крышке корпуса выполнен выходной патрубок тангенциально и в обратном направлении к заданному при подаче продукта.