СЕТЧАТЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 2009 года по МПК B01D35/02 

Сетчатый фильтр в качестве элемента гидротехнического оборудования, используемого для удаления загрязнений, содержащихся в воде и в неагрессивных жидкостях промышленных комплексов, является объектом настоящего изобретения.

Известны сетевые сетчатые фильтры для удаления загрязнений, состоящие из литой трубы, имеющей фланцы на одном и на другом концах, которые могут быть смонтированы как часть трубопровода или оборудования, имеющие крышки, присоединенные снизу благодаря использованию болтов. Сетчатый фильтр является трубой, оборудованной внутри серийным цилиндрическим ситом, установленным с наклоном под углом 50 градусов относительно направления потока. Сливная камера, где смонтирован сетчатый фильтр, имеет, как правило, меньший диаметр, чем подводящий трубопровод, а диаметр самого сита меньше или приблизительно равен диаметру сливной камеры. Ось симметрии фильтра совпадает с осью сливной камеры. Как результат такого решения, крышка сливной камеры также расположена вдоль оси этого фильтра. Входные прокладки сливной камеры на входной стороне, а также прокладка крышки расположены вдоль одной осевой линии и одновременно сжимаются вместе, когда крышку устанавливают при использовании болтов, которые параллельны оси камеры. Фильтр монтируют путем укладывания фильтра вниз на сливную камеру, отверстие которой может быть видно под сетчатым фильтром, с наклоном под углом 50 градусов. Узел прокладок самого фильтра и крышек требует определенной защиты пространства ниже сетчатого фильтра и не гарантирует визуального контакта с монтируемыми элементами, вызывающими дефекты в течение процедур замены. Как правило, могут появиться некоторые утечки жидкости; безусловно, устройство должно быть отремонтировано.

Публикация патентной заявки Великобритании No. GB-A 2158364, озаглавленной "Поточный сетчатый фильтр трубопровода", характеризует сетчатый фильтр, имеющий корпус с центральной камерой и расположенные на одной оси впускное и выпускное отверстия, и боковое отверстие, закрытое съемной крышкой для возможности удаления и замены фильтрующего элемента, установленного в камере. Фильтр включает в себя первую и вторую перфорированные конические листовые металлические стенки, причем внешняя стенка сужается от впускного отверстия к выпускному отверстию, а внутренняя стенка сужается от выпускного отверстия к верхушке конуса у впускного отверстия. Сетчатый фильтр располагается на кольцеобразной реборде на изоляции впускного отверстия корпуса и подгоняется к кольцеобразному желобу, сформированному в корпусе и крышке. Сетчатый фильтр поддерживается на выпускном отверстии радиально расходящимися выступами, соприкасающимися с сетчатым фильтром в точке соприкосновения внешней и внутренней стенок.

Также имеется публикация патента No. SU 1443936, озаглавленного "Фильтр для очистки жидкостей". В указанной публикации заявлен фильтр для очистки жидкостей, содержащий корпус в виде участка трубы с отверстиями входа и выхода, присоединенную к корпусу гильзу и фильтрующий элемент, при этом фильтр снабжен запирающим конусным стаканом с отверстиями входа и выхода жидкости, расположенным в гильзе вершиной к отверстию входа, и втулкой с защитным стаканом, расположенным с наружной стороны гильзы и соединенным с конусным стаканом через втулку, причем конусный стакан установлен в гильзе с возможностью поворота, а фильтрующий элемент расположен внутри него и соединен с защитным стаканом.

Публикация патента Бельгии No. BE 691112 раскрывает фильтр в форме трубки, внутри оснащенной сетчатым фильтром в форме конуса в направлении потока. Ось симметрии фильтра совпадает с осью камеры избыточного потока. В результате такого решения крышка камеры избыточного потока также расположена вдоль оси этого фильтра. Впускные прокладки камеры избыточного потока с впускной стороны, так же, как и прокладка крышки, расположены вдоль одной осевой линии и одновременно прижимаются друг к другу, когда крышка устанавливается путем применения болтов, параллельных оси камеры.

В реферате японской публикации No 2004275958 "Сетчатый фильтр" охарактеризован сетчатый фильтр, имеющий корпус, оснащенный проходом, имеющим впускное и выпускное отверстие; чашевидный экран, расположенный внутри прохода в корпусе и имеющий отверстие и дно; впускное/выпускное отверстие, расположенное на боковой стене корпуса для установки и удаления экрана; съемную крышку для закрывания впускного/выпускного отверстия. На внутренней периферической поверхности, формирующей проход для потока на впускной стороне корпуса, сформирована секция, поддерживающая грани, позволяющая вставлять открытую грань экрана и имеющая область с уступом, позволяющую соприкасаться с открытой конечной поверхностью экрана. Кроме того, предусмотрены средства надавливания Р для надавливания на экран для получения тесного контакта с областью с уступом секции, поддерживающей грани.

Кроме того, описание патента Великобритании No. GB 851622, озаглавленного "Совершенствование дуплексных сетчатых фильтров трубопроводов", представляет сетчатый фильтр трубопровода дуплексного типа, в котором каждый фильтрующий элемент сетчатого фильтра включает в себя перфорированный цилиндр, ось которого наклонена, один конец которого открыт, а другой закрыт, открытый конец поддерживается изолирующим кольцом, предотвращающим вытекание воды из впускного отверстия в камере для воды, в котором экранирующий элемент расположен вблизи выпускного отверстия, кроме как через экранирующий элемент, а закрытый конец поддерживается цапфой таким образом, что элемент можно вращать вокруг его оси, а в трубе имеются насадки или патрубки для подачи воды под давлением на периферию цилиндра для очистки, причем последние расположены вплотную к указанной периферии

В описании патента Великобритании No GB 958148 "Совершенствования, относящиеся и касающиеся фильтров для жидкостей" раскрывается фильтр, включающий корпус, сформированный с подвижным герметизирующим элементом для обеспечения доступа к его внутренней части, отворачивающийся винт, установленный с возможностью съема внутри корпуса между двумя концевыми опорами и между двумя или более торцами, подогнанными так, чтобы соприкасаться с внешней частью резьбы винта для предотвращения ее искривления. Корпус сформирован с отверстием на каждом конце, причем опора одного конца обеспечивает прямой поток из одного отверстия во внутреннюю часть винта, винт с другого конца закрыт, а другое отверстие связано с внутренней частью корпуса, находящейся снаружи винта.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что проточная камера имеет прямоугольное боковое отверстие, покрытое крышкой, которая закреплена снаружи посредством использования шпилек и гаек. Внутри камеры имеются выступы, расположенные на двух противоположных стенках. Имеются прокладки с цилиндрическим фильтром на плоских поверхностях между выступами. Угол наклона среза клина прокладки принимает значения в диапазоне 0,5-1,5 градусов. Наоборот, плоские поверхности внутри камеры расходятся в направлении от задней стенки камеры по направлению к боковому отверстию относительно поперечной оси симметрии камеры под углами, составляющими 1-3 градуса. Кольцевая прокладка имеет внутри круглую выемку для цилиндрического фильтра, а снаружи ее поверхности наклонно срезаны. Поперечное сечение кольцевой прокладки имеет, таким образом, форму клина, который срезан с одной стороны там, где его толщина минимальна, и имеет прочный элемент с другой стороны, где его толщина максимальна.

Имеется два возможных варианта устройства. В соответствии с первым вариантом устройства кольцевая прокладка имеет боковую выемку на внешней стороне, где размещают упругое кольцо. Другой вариант осуществления означает, что кольцевая прокладка, которую размещают на внешней стороне, имеет круглые упругие выступы на ее стороне.

Форма проточной камеры и кольцевых прокладок приводит в результате к получению очень компактной конфигурации сетчатого фильтра. Его длина минимизирована и, таким образом, ему нужно меньше места как части трубопровода.

Кроме того, впускной и выпускной концы расположены вдоль одной оси, а диаметр цилиндрического фильтра больше номинального внутреннего диаметра трубы. Диаметр фильтра приблизительно равен его высоте. Таким образом, активная поверхность сита увеличена, завихрение жидкости уменьшено и, следовательно, улучшены такие параметры, как коэффициент гидравлического сопротивления и коэффициент расхода.

Благодаря настоящему изобретению были достигнуты некоторые преимущества в течение эксплуатации. Замена фильтра требует только свободного доступа к боковой крышке. Проточная камера в таком случае является непосредственно доступной и может визуально контролироваться. Внутренняя область переливной камеры, цилиндрический фильтр, кольцевые прокладки, упругие кольца, круговые выступы и прокладки крышки могут быть просто визуально проконтролированы.

Пример устройства, соответствующего настоящему изобретению, иллюстрируется следующими чертежами:

фиг.1 - вид сбоку сетчатого фильтра;

фиг.2 - продольное сечение сетчатого фильтра;

фиг.3 - поперечное сечение проточной камеры с частичным видом выпускного отверстия;

фиг.4 - продольное сечение проточной камеры с частичным видом впускного отверстия;

фиг.5 - сечение фильтра вместе с кольцевыми прокладками, имеющими выступы;

фиг.6 - сечение фильтра вместе с кольцевыми прокладками и упругим кольцом;

фиг.7 - вид сбоку фильтра с кольцевыми прокладками, имеющими выступы.

Сетчатый фильтр может быть выполнен как литая труба, включающий впускное отверстие - первый конец 1 с фланцем 2, сообщающийся с выпускным отверстием - вторым концом 4, имеющим фланец 5 через камеру 3. Проточная камера 3 имеет прямоугольное боковое отверстие 6, закрытое крышкой 7, закрепленной на трубе посредством шпилек 8 и гаек 9. Внутри проточной камеры 3, имеющей плоские поверхности, установлены следующие элементы: цилиндрический фильтр 10, снабженный кольцевыми прокладками 11, которые установлены внутри через прямоугольное боковое отверстие 6 и сжаты на суживающихся плоских поверхностях стенок 12 и 15 и на поверхностях выступов 13 или упругих колец 14 снаружи кольцевых прокладок 11 через крышку 7 после навинчивания гаек 9 на шпильки 8.

Внутри камера 3 имеет выступы 16 на стенке 12 с отверстием, рядом с первым концом 1, а также на противоположной стенке 15, которые фиксируют положение кольцевых прокладок 11 вместе с цилиндрическим фильтром 10. Наоборот, стенки 12 и 15 между выступами 16 имеют плоские поверхности, которые расходятся от торцевой стенки 17 к краю 18 бокового отверстия 6, причем каждая отклоняется на угол, находящийся в диапазоне 1-3 градуса, относительно поперечной оси 19 симметрии проточной камеры 3. Цилиндрический фильтр 10 закреплен на обоих концах кольцевой прокладки 11 во внутренних круговых выемках 20; снаружи она имеет наклонные профилированные поверхности, которые срезаны так, чтобы кольцевая прокладка 11 имела форму срезанного клина, со стороны, где она имеет минимальную толщину, а с другой стороны заканчивается упорным элементом 21 и имеет большую толщину. Угол наклона клина, образованный кольцевой прокладкой 11, принимает значения в диапазоне 0,5-1,5 градусов. В соответствии с одним возможным решением кольцевая прокладка 11 на внешней боковой поверхности имеет дополнительный боковой канал, где устанавливается упругое кольцо 14. В соответствии с другим решением кольцевая прокладка 11 имеет упругие круговые выступы 13 на своей внешней поверхности.

Корпус сетчатого фильтра 10 является элементом, который удаляет загрязнения. Он выполнен из металлической сетки 22, имеющей размер отверстий, зависящий от требований в отношении отделения загрязнений и осадков. В нижней точке проточной камеры 3 имеется пробка 23 сливного отверстия, предназначенная для удаления загрязнений. Сетки, имеющие очень небольшие отверстия и полученные из очень тонкой проволоки, как правило, размещают внутри металлической корзины, выполненной в форме цилиндра с прямоугольными отверстиями, дающими возможность прохождения жидкости.

В верхней части проточной камеры 3 может быть несколько заглушенных отверстий 24 для обеспечения возможности установки датчиков, которые используют для измерений параметров жидкости.

Настоящее изобретение исключает множество неудобств в течение процедур сборки и замены вследствие того, что крышка 7, а также кольцевая прокладка позиционированы с помощью канавок и болтов, что означает простую сборку и надежное и плотное соединение крышки. Благодаря кольцевой прокладке 11, поперечное сечение которой имеет форму срезанного клина, и благодаря прижатию фильтра 10 крышкой 7 достигается плотное соединение упругого кольца 14 и выступов 16 с поверхностями внутри камеры 3.

Благодаря созданию возможности сквозного прохождения большей части потока уменьшено гидравлическое сопротивление, увеличен коэффициент K_v, а благодаря углу наклона, составляющему 45 градусов, увеличена также активная поверхность сита.

Использование прокладок, имеющих круглое поперечное сечение, интегрированных с крышкой, уменьшает возможность повреждения прокладок и упрощает установку крышки (прокладка устанавливается и не выскальзывает). Благодаря круглой форме прокладки было достигнуто надежное сцепление всей поверхности. Форма сетчатого фильтра упрощает все процедуры контроля, поскольку фильтр устанавливают и удаляют с одной стороны камеры перпендикулярно оси потока жидкости. Диаметр трубы полностью занят потоком жидкости. Крышка 7, закрывающая камеру, имеет прокладку 25, которая размещена в круговой канавке (выемке), гарантируя высокую плотность установки даже при высоких давлениях.

Изобретение предназначено для удаления загрязнений, содержащихся в воде для промышленного применения. Сетчатый фильтр включает впускное отверстие, сообщающееся с выпускным отверстием через проточную камеру с цилиндрическим фильтром. Проточная камера расположена наклонно, содержит боковое отверстие с крышкой и выполнена с внутренней поверхностью, имеющей на обеих противоположных стенках выступы, между которыми размещен цилиндрический фильтр с кольцевыми прокладками. Плоские поверхности внутри камеры расходятся от задней стенки камеры по направлению к краю бокового отверстия относительно поперечной оси симметрии проточной камеры. Кольцевые прокладки имеют на внутренней стороне круговую выемку для закрепления цилиндрического фильтра, а поперечное сечение каждой кольцевой прокладки имеет форму клина. Угол между плоскими поверхностями внутри камеры и поперечной осью симметрии проточной камеры равен 1-3°. Кольцевая прокладка снабжена упорным элементом с той стороны поперечного сечения, где ее толщина является максимальной. Угол клина кольцевой прокладки равен 0,5-1,5°. Кольцевая прокладка имеет боковой канал на ее внешней стороне, где размещено упругое кольцо, и круговые упругие выступы на ее внешней стороне. Технический результат: создание плотных соединений, упрощение сборки и разборки фильтра. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Сетчатый фильтр, включающий впускное отверстие, сообщающееся с выпускным отверстием через проточную камеру с цилиндрическим фильтром, отличающийся тем, что проточная камера расположена наклонно, содержит боковое отверстие (6) с крышкой и выполнена с внутренней поверхностью, имеющей на обеих противоположных стенках (12 и 15) выступы (16), между которыми размещен цилиндрический фильтр с кольцевыми прокладками (11), при этом плоские поверхности внутри камеры расходятся от задней стенки (17) камеры по направлению к краю (18) бокового отверстия (6) относительно поперечной оси (19) симметрии проточной камеры, причем кольцевые прокладки (11) имеют на внутренней стороне круговую выемку (20) для закрепления цилиндрического фильтра, а поперечное сечение каждой кольцевой прокладки (11) имеет форму клина.

2. Сетчатый фильтр по п.1, в котором угол между плоскими поверхностями внутри камеры и поперечной осью (19) симметрии проточной камеры равен 1-3°.

3. Сетчатый фильтр по п.1, в котором кольцевая прокладка (11) снабжена упорным элементом (21) с той стороны поперечного сечения, где ее толщина является максимальной.

4. Сетчатый фильтр по п.1, в котором угол клина кольцевой прокладки (11) равен 0,5-1,5°.

5. Сетчатый фильтр по п.1, в котором кольцевая прокладка (11) имеет боковой канал на ее внешней стороне, где размещено упругое кольцо (14).

6. Сетчатый фильтр по п.1, в котором кольцевая прокладка (11) имеет круговые упругие выступы (13) на ее внешней стороне.