СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ФИЛЬТРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 2007 года по МПК B01D41/04 

Изобретение относится к области фильтрования, а именно к способам регенерации фильтрующих элементов вне фильтров, и может быть использовано при эксплуатации фильтров топливных, масляных, гидравлических и воздушных систем различных машин и механизмов.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки фильтров путем воздействия на фильтр однонаправленного вектора скорости гидродинамического течения рабочей среды. Регенерацию фильтрующего элемента осуществляют воздействием высокоскоростной пульсирующей струей жидкости, получение которой осуществляется созданием электрического разряда в закрытой камере малого объема с одним выходом.

Известно электрогидравлическое устройство для очистки фильтров, электроды которого выведены в трубопровод гидросистемы вблизи фильтра. Один электрод соединен с трубопроводом, другой - с корпусом фильтра. Очистка осуществляется гидравлическим ударом, возникающим при электрическом разряде в диэлектрической жидкости, который выталкивает загрязнения из фильтра. Устройство используется для интенсификации процессов очистки трубопроводов и его агрегатов в системе промывочного стенда и позволяет автоматически поддерживать интенсивность очистки фильтра в зависимости от его загрязнения. Недостаток устройства в том, что оно используется в системе промывочного стенда и требует использования диэлектрической жидкости (1).

В качестве прототипа выбран способ регенерации фильтров за счет светогидравлического эффекта, получаемого электрическим разрядом в среде инертного газа, помещенного в светопрозрачную оболочку. Электрический разряд в инертной среде сопровождается мощной световой вспышкой с последующим импульсным разогревом мишени и выбросом струи продуктов эрозии со сверхзвуковой скоростью, которой и чистят фильтр (2). Недостаток способа заключается в большом энергетическом расходе от 100 до 1000 Дж, возможности засорения фильтра продуктами эрозии. В случае, когда в качестве мишени используется сам фильтр, возможно появление прижога фильтрующей сетки, что в дальнейшем может ухудшить пропускную способность фильтра.

Предлагаемый способ очистки благодаря импульсному характеру и водно-воздушной структуре высокоскоростной струи повышает качество регенерации фильтрующего элемента. Каждая капля воды без торможения ударяется об очищаемую поверхность, способствуя эрозии и удалению загрязнений.

Способ осуществляется следующим образом.

Для создания струи используется жесткая камера малого объема, внутри которой закреплена электродная система, и генератор импульсного напряжения, состоящий из высоковольтного источника питания, конденсаторной батареи и воздушного разрядника.

При электрическом разряде между электродами образуется канал разряда, расширение которого сопровождается излучением ударных волн, образованием расходящегося потока и пульсацией парогазовой полости. Многократное отражение волны от стенки камеры, взаимодействие отраженных волн друг с другом формируют своеобразную взрывную волну, распространяющуюся в камере на значительные расстояния с малыми потерями. При наличии в камере отверстия происходит выброс жидкости в виде импульсной водно-воздушной струи. Эффективность концентрации ударных волн и гидропотока определяется геометрией рабочей камеры. В общем случае эффективность оценивается коэффициентами использования энергии ударных волн и гидропотока, законом распределения удельной энергии ударных волн и гидропотока в выходном сечении. Эти показатели определяются только геометрией рабочих камер и не зависят от энергии и режима разряда.

Эффективность рабочих камер возрастает с уменьшением объема камер вне телесного угла, подходящего к выходному сечению. Уменьшение телесного угла позволяет получить более равномерное распределение максимального давления и удельной энергии ударных волн по выходному сечению. Ударный фронт, расположенный под малым углом к стенке, стремится развернуться в направлении, перпендикулярном к стенке.

Направить ударные волны и гидропоток жидкости можно с помощью пассивных отражающих поверхностей. Максимальным фокусирующим действием обладают сферические и параболические отражатели, если источник волн точечный и располагается по оси симметрии. Поэтому для очистки использовалась металлическая рабочая камера, состоящая из трех частей: конического концентратора давлений и сферического отражателя и сопла.

Струя может быть сформирована насадками. Процесс истечения струи длится 300-600 мкс. Увеличение энергии разряда повышает скорость струи и динамическое давление, создаваемое ею на преграде. Режим, при котором происходит регенерация фильтра, может быть следующим: амплитуда импульсов напряжения 10-30 кВ; емкость конденсаторной батареи генератора 0,15 мкФ; межэлектродный промежуток 2-5 мм; расстояние от сопла насадки 10-20 см.

Предлагаемый способ может быть использован для очистки фильтрующих элементов, отверстий с малыми диаметрами и каналов малого сечения или с изогнутой осью. Электрогидравлическая очистка струей позволяет достигать на обрабатываемой поверхности наиболее высоких давлений при относительно высоком КПД процесса. Изобретение позволяет уменьшить затраты электроэнергии для проведения процесса очистки фильтров, исключает наличие промывочного стенда и позволяет автоматизировать процесс очистки.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №1124487, 1983.

2. Авторское свидетельство №1754165, 1990.

Изобретение предназначено для фильтрования. Предлагаемый способ очистки благодаря импульсному характеру и водно-воздушной структуре высокоскоростной струи повышает качество регенерации фильтрующего элемента. Каждая капля воды без торможения ударяется об очищаемую поверхность, способствуя эрозии и удалению загрязнений. Для создания струи используется жесткая камера малого объема, внутри которой закреплена электродная система, и генератор импульсного напряжения, состоящий из высоковольтного источника питания, конденсаторной батареи и воздушного разрядника. Струя может быть сформирована насадками. Процесс истечения струи длится 300-600 мкс. Увеличение энергии разряда повышает скорость струи и динамическое давление, создаваемое ею на преграде. Режим, при котором происходит регенерация фильтра, может быть следующим: амплитуда импульсов напряжения 10-30 кВ; емкость конденсаторной батареи генератора 0,15 мкФ; межэлектродный промежуток 2-5 мм; расстояние от сопла насадки 10-20 см. Электрогидравлическая очистка струей позволяет достигать на обрабатываемой поверхности наиболее высоких давлений при относительно высоком КПД процесса. Изобретение позволяет уменьшить затраты электроэнергии для проведения процесса очистки фильтров, исключает наличие промывочного стенда и позволяет автоматизировать процесс очистки.

Способ очистки фильтров путем воздействия на фильтр гидродинамических импульсов, генерируемых с помощью электрического разряда между электродами, помещенными в рабочую среду, отличающийся тем, что разряд осуществляют с однонаправленным вектором скорости гидродинамического течения рабочей среды.