ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК B01D29/11 

Фильтр для очистки жидкости относится к предохранительным устройствам, устанавливаемым в технологических и магистральных трубопроводах для защиты рабочих органов насосов и другого оборудования от механических примесей и других загрязнений, и может быть использован в нефтяной, газовой, химической и прочих отраслях промышленности.

Известен фильтр-грязеуловитель (патент RU №2088302, кл. В01D 29/11), содержащий цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, с лотком-грязеуловителем, установленным на роликовых опорах внутри корпуса, с концевым затвором хомутовой конструкции, с расположенным на лотке-грязеуловителе фильтрующим элементом в виде перфорированной трубы с сеткой на ее поверхности. Открытый конец перфорированной трубы, выполненный в виде усеченного конуса, расположен в выходном патрубке.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является фильтр-грязеуловитель (заявка RU №2003106177 от 2003.03.04, кл. В01D 29/11), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, хомутовый затвор со стягивающим и поворотным устройством, внутри камеры расположено фильтрующее устройство в виде перфорированной трубы, жестко соединенной с роликовыми опорами, с отсоединяющимся фильтрующим элементом в виде сетки. Открытый конец перфорированной трубы изготовлен в виде срезанного конуса и размещен во входном патрубке.

Недостатком этих конструкций является тот факт, что входной или выходной патрубки, которые соединяются с открытым концом перфорированной трубы и находятся под рабочим давлением, при отклонении фильтрующего элемента от продольной оси аппарата будут испытывать дополнительные напряжения в сварном шве приварки входного патрубка к корпусу. Это может привести к возникновению трещин по шву приварки патрубка и нарушению герметичности аппарата. Кроме того, в фильтрах больших диаметров необходимо наличие конусного переходника между фильтрующим элементом и входным патрубком вследствие большой разницы между их диаметрами.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности конструкции фильтра, безопасности его работы и увеличение производительности.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном фильтре-грязеуловителе, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, концевой затвор, фильтрующий элемент и роликовые опоры, согласно изобретению фильтрующий элемент выполнен в виде системы равномерно расположенных горизонтальных перфорированных труб, закрепленных в трубных досках. При этом концы перфорированных труб, обращенных к затвору, заглушены съемными заглушками для возможности промывки труб от оседающего в них осадка. Такая конструкция фильтрующего элемента позволяет увеличить площадь фильтрующего элемента и как следствие - производительность изделия. При этом общие габариты фильтра остаются без изменения. К трубной доске, обращенной к входному патрубку, приварена цилиндрическая обечайка; на внутренней поверхности днища вокруг входного патрубка приварена цилиндрическая или коническая обечайка, с которой соединяется обечайка трубной доски. При этом диаметр конца обечайки, приваренной вокруг входного патрубка, подбирается таким образом, чтобы соединение трубной доски с обечайкой могло осуществляться по наружному или внутреннему диаметру обечайки, приваренной вокруг входного патрубка. Это позволяет разгрузить входной патрубок от массы фильтрующего элемента и некоторые отклонения фильтрующего элемента от продольной оси фильтра не приведут к возникновению больших напряжений в сварочном шве обечайки, поскольку она не испытывает напрямую рабочих давлений технологического или магистрального трубопровода.

Практически равные диаметры концов обечайки трубной доски и обечайки, приваренной вокруг входного патрубка, не создадут значительного изгибающего момента в месте их соединения, что могло бы привести к возникновению трещин по сварному шву приварки обечайки к корпусу.

По второму варианту на внутренней поверхности корпуса перед входным патрубком устанавливается опорное кольцо. К опорному кольцу крепится разъемным соединением подвижное регулирующее кольцо, внутренний диаметр которого равен наружному диаметру трубной доски с допуском на посадку. Одним концом фильтрующий элемент вставляется в подвижное регулирующее кольцо, а на второй его конец давит упор фиксирующего узла, установленного на стенке корпуса и поджимающего фильтрующий элемент к подвижному регулирующему кольцу. Регулировка отклонения фильтрующего элемента от горизонтальной оси осуществляется перемещением подвижного регулирующего кольца до совмещения горизонтальной оси этого кольца с горизонтальной осью фильтрующего элемента с последующей фиксацией положения подвижного регулирующего кольца по отношению к опорному кольцу.

Обечайка или опорное кольцо, приваренные по первому или второму вариантам, не имеют контакта с наружной поверхностью корпуса, а потому даже при возникновении трещины по шву приварки обечайки или кольца к корпусу не произойдет аварийного нарушения герметичности аппарата. Входной патрубок, находящийся под рабочим давлением, не будет испытывать дополнительных напряжений от массы фильтрующего элемента при возможном отклонении фильтрующего элемента от горизонтальной оси фильтра.

Таким образом, надежность конструкции фильтра повышается.

На фигуре 1 изображен фильтр-грязеуловитель - первый вариант, на фиг.2 изображен фильтр-грязеуловитель - второй вариант.

Вариант 1

Фильтр состоит из корпуса 1, входного 2 и выходного 3 патрубков, концевого затвора 4, обечайки 5, приваренной к внутренней поверхности днища корпуса 1 вокруг входного патрубка 2, фильтрующего элемента 6, содержащего трубные доски 7 и 8 со сквозными отверстиями, в которых крепятся перфорированные трубы 9, заглушенные со стороны затвора съемными заглушками 10. На трубную доску 7 приварена цилиндрическая обечайка 11, которая соединяет фильтрующий элемент 6 с обечайкой 5. Цилиндрическая или коническая форма обечайки 5 в каждом конкретном случае обуславливается конструктивными требованиями величины зазора между внутренней стенкой корпуса 1 и фильтрующим элементом 6. Внутри корпуса 1 установлен узел фиксации 12, выполненный любым известным образом, который осуществляет поджим фильтрующего элемента 6 через трубную решетку 8 к обечайке 5. Роликовые опоры 13, установленные на фильтрующем элементе, позволяют извлекать его на регенерацию.

Фильтр работает следующим образом.

Транспортируемая жидкость под рабочим давлением подается во входной патрубок 2, откуда она попадает в обечайку 5, образующую одно внутреннее пространство с обечайкой 11 трубной решетки 7. Через отверстия в трубной решетке 7 фильтруемая жидкость поступает в перфорированные трубы 9. Из труб 9 через перфорированные отверстия отфильтрованная жидкость поступает в промежуток между фильтрующим элементом 6 и стенкой корпуса 1, затем в выходной патрубок 3 и далее в рабочую систему.

При необходимости регенерации фильтрующего элемента фильтр отключается от магистрального трубопровода, открывается затвор 4, трубная решетка 8 освобождается от поджимающего усилия узла фиксации 12. Фильтрующий элемент 6 извлекается из корпуса 1 посредством роликовых опор 13, снимаются заглушки 10 и производится очистка фильтрующего элемента 6. Затем заглушки 10 устанавливаются на место, фильтрующий элемент 6 закатывают в корпус 1, фиксируют в нем с помощью узла фиксации 12, расположенного на корпусе 1, закрывают затвор 4 и подсоединяют фильтр к магистрали.

Вариант 2

Фильтр состоит из корпуса 1, входного 2 и выходного 3 патрубков, концевого затвора 4, фильтрующего элемента 5, состоящего из трубных досок 6 и 7 и перфорированных труб 8. Концы перфорированных труб 8, обращенные к затвору 4, заглушены заглушками 9. К внутренней поверхности корпуса 1 приварено опорное кольцо 10. С опорным кольцом 10 крепежными элементами соединено подвижное регулирующее кольцо 11 с внутренним диаметром, равным диаметру трубной доски 6 с допуском на посадку.

За счет радиального перемещения подвижного регулирующего кольца 11, обеспечиваемого зазорами крепежного соединения опорного кольца 10 и подвижного регулирующего кольца 11 (достаточными для компенсации максимальной величины погрешности изготовления), устраняются отклонения фильтрующего элемента от горизонтальной оси фильтра, полученные при изготовлении фильтрующего элемента 5 и корпуса 1 (овальность и отклонение внутреннего диаметра корпуса, отклонение размеров фильтрующего элемента). Данная регулировка осуществляется при первичной сборке и ремонте фильтра.

Трубная доска 6 вставляется в подвижное регулирующее кольцо 11, а на трубную доску 7 давит упор узла фиксации 12, соединенный с корпусом 1 и выполненный любым известным образом, который поджимает фильтрующий элемент 5 к подвижному регулирующему кольцу 11. Фильтрующий элемент установлен на роликовые опоры 13, которые позволяют извлекать его на регенерацию.

Работа фильтра осуществляется в том же самом режиме, что и по первому варианту.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышении производительности, надежности конструкции, безопасности эксплуатации фильтра.

В настоящее время ведется технологическая подготовка производства для постановки предлагаемого изделия на производство.

Изобретение предназначено для очистки жидкостей и может быть использовано в системе транспорта нефти, газа и в других технологических и магистральных трубопроводах для защиты приборов и оборудования от механических и смолистых отложений. В предлагаемой конструкции фильтра по первому варианту фильтрующий элемент выполнен в виде системы горизонтально расположенных перфорированных труб, закрепленных в трубных досках, и сообщается с входным патрубком через цилиндрическую обечайку трубной доски, обращенной к входному патрубку, и обечайку, приваренную вокруг входного патрубка на внутренней поверхности днища корпуса. В фильтре по второму варианту фильтрующий элемент выполнен аналогичным образом, но трубная доска, обращенная к входному патрубку, установлена в опорном кольце, приваренном к внутренней поверхности корпуса, через подвижное кольцо. Технический результат: увеличение площади фильтрующего элемента без увеличения габаритов изделия, исключение возникновения трещин в сварном шве приварки входного патрубка к корпусу аппарата и, как следствие, повышение надежности изделия, увеличение производительности аппарата. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, концевой затвор, размещенный внутри корпуса фильтрующий элемент, установленный на роликовых опорах, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде системы горизонтально расположенных перфорированных труб, закрепленных в трубных досках, и сообщается с входным патрубком через обечайку трубной доски, обращенной к входному патрубку, и обечайку, приваренную вокруг входного патрубка на внутренней поверхности днища корпуса.2. Фильтр для очистки жидкости по п.1, отличающийся тем, что обечайка, приваренная вокруг входного патрубка, выполнена цилиндрической формы.3. Фильтр для очистки жидкости по п.1, отличающийся тем, что обечайка, приваренная вокруг входного патрубка, выполнена конической формы.4. Фильтр для очистки жидкости по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что диаметр свободного конца обечайки, приваренной вокруг входного патрубка, подбирается таким образом, чтобы соединение этой обечайки с обечайкой трубной доски фильтрующего элемента осуществлялось по ее наружному или внутреннему диаметру.5. Фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, концевой затвор, размещенный внутри корпуса фильтрующий элемент, установленный на роликовых опорах, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде системы горизонтально расположенных перфорированных труб, закрепленных в трубных досках, одна из которых, обращенная к входному патрубку, устанавливается в опорном кольце, приваренном к внутренней поверхности корпуса, через подвижное регулирующее кольцо.