Система фильтрации для очистки жидких и газообразных сред от механических примесей с автоматической регенерацией высокого давления Российский патент 2019 года по МПК B01D29/68 B01D29/15 B01D29/33 B01D46/24 

Система фильтрации для очистки жидких и газообразных сред от механических примесей с автоматической регенерацией высокого давления

Изобретение относится к фильтрующим устройствам для очистки жидких и газообразных сред от механических примесей, и может быть применено на любом объекте, промышленном или хозяйственном, где требуется очистка жидкостей или газов.

Известен автоматический фильтр (https://www.sab-bremen.de/en/filters/automatikfilter/automatikfilter-f450.html).

Недостаток аналога – повышенный расход промывочной жидкости.

Известен мембранный фильтр для очистки жидких сред от механических примесей (патент RU2638845, МПК B01D 29/00, опубл. 18.12.2017 г.). Фильтр включает вертикальный корпус с днищем и крышкой, фильтроэлемент, установленный под крышкой, дефлектор, расположенный соосно продольной оси корпуса и имеющий вид осесимметричной геометрической фигуры, поперечное сечение которой выполнено с уменьшением в направлении к днищу, входной и отводящий патрубки, выведенные через днище, выходной патрубок, проходящий через крышку, и вентили на входном, выходном и отводящем патрубках. Устройство дополнительно снабжено установленной соосно продольной оси корпуса форсункой, причем дефлектор укреплен на нижней поверхности фильтроэлемента, причем конструкцию проточной части между дефлектором и форсункой выбирают из условия

где:

F - площадь проходного сечения проточной части между дефлектором и форсункой, м2;

G - массовый расход очищаемой жидкости, кг/ч;

ρ - плотность очищаемой жидкости, кг/м3;

1000 - размерный эмпирический коэффициент, м/ч.

Известен автоматический фильтр TEKLEEN (https://www.tekleen.com/ru/water-filtration-101/), который является самопромывным и работает за счёт давления в трубопроводе, не требуя внешнего источника энергии. По мере прохождения воды через фильтр частицы грязи накапливаются на сетке фильтра. Это приводит к постепенному падению давления воды. Когда оно достигает предварительно установленного уровня, включается цикл обратной промывки. Вакуумная система очистки принудительно всасывает грязь с внутренней поверхности сетки фильтра и отводит её через сливное отверстие. Цикл обратной промывки выполняется без прерывания основного потока. Фильтр включает вертикальный корпус с днищем и крышкой, фильтрующий элемент, установленный в корпусе, форсунки высокого давления. Принято за прототип.

Недостаток - повышенный расход промывочной жидкости, сложность регенерации фильтрующего элемента при вязких загрязнениях и более тонкой степени очистки, необходимость использования только фильтруемой жидкости для промывки.

Задачей изобретения является эффективная очистка жидкости или газа от механических примесей с возможностью автоматической регенерации фильтрующего элемента и применением любого жидкого агента для промывки.

Технический результат – повышение эффективности очистки фильтрующего элемента при снижении расхода жидкости на промывку и возможностью применения любого жидкого агента для промывки.

Задача решается, а технический результат достигается фильтрующим устройством для очистки жидких и газообразных сред от механических примесей, включающим вертикально ориентированный корпус с днищем и крышкой, фильтрующий элемент, установленный внутри корпуса, как минимум одну форсунку подачи промывочной жидкости. В отличие от прототипа фильтрующий элемент выполнен цилиндрической формы и расположен по длине корпуса соосно его продольной оси, а по длине фильтрующего элемента размещен полый элемент подачи промывочной жидкости с возможностью перемещения вдоль него посредством линейного актуатора, причем на одном конце элемента подачи промывочной жидкости размещена как минимум одна форсунка высокого давления, а другим концом элемент подачи промывочной жидкости соединен с насосом высокого давления через шланг для подачи промывочной жидкости.

Согласно изобретению:

- элемент подачи промывочной жидкости выполнен в виде штока и соединен со шлангом для подачи промывочной жидкости через линейный актуатор;

- элемент подачи промывочной жидкости выполнен в виде трубы высокого давления, имеющей соединение с кареткой линейного актуатора, выполненного в виде пневмоцилиндра;

- фильтрующий элемент имеет тонкость очистки до 2 мкм;

- фильтрующий элемент выполнен с возможностью вращения;

- фильтрующий элемент выполнен гофрированным;

- устройство содержит две форсунки высокого давления, размещенные через поворотное устройство.

Технический результат достигается следующим.

Технический результат достигается конструктивным решением устройства, позволяющим производить промывку фильтрующего элемента под высоким давлением (до 200 бар) в процессе промывки. Применение форсунок высокого давления позволяет очищать поверхность фильтрующего элемента при минимальных затратах промывочной жидкости. Возможность применения любой жидкости обеспечивается тем, что линия промывки изолирована от фильтруемой среды.

Сущность изобретения поясняет чертеж, на котором изображено заявляемое устройство в одном из частных случаях выполнения.

На чертеже обозначено:

1. Корпус фильтра

2. Фильтрующий элемент

3. Насос питательный

4. Насос промывочный

5. Задвижка ножевая

6. Монтажная труба

7. Линейный актуатор в виде пневмоцилиндра

8. Воздушный клапан

9. Элемент подачи промывочной жидкости в виде трубы высокого давления

10. Шланг для подачи промывочной жидкости

11. Клапан входной

12. Клапан выходной

13. Клапан дренажный

14. Датчик давления

15. Поворотное устройство

16. Форсунки высокого давления

17. Каретка пневмоцилиндра

Устройство работает следующим образом.

Очищаемая жидкость поступает в корпус фильтра 1 через клапан входной 11 посредством питательного насоса 3, при этом очищаемая жидкость поступает во внутреннюю часть фильтрующего элемента (ФЭ) 2, который может быть выполнен гофрированным. В этом случае достигается многократное увеличение поверхности фильтрации за счет гофрированной поверхности фильтрэлемента.

Проходя через сетку ФЭ, жидкость очищается, оставляя на внутренней поверхности фильтрующего элемента механические и другие примеси повышенной плотности. Выход очищенной жидкости из корпуса фильтра осуществляется через клапан выходной 12. При помощи датчиков давления 14, установленных на входе и выходе из фильтра, определяется перепад давления. Определенная предустановленная автоматикой величина перепада дает сигнал на цикл дренажа и промывки (регенерации) фильтра. Дренаж происходит через дренажный клапан 13. После дренажа системы в автоматическом режиме начинается промывка (регенерация). Открывается ножевая задвижка 5 и при помощи актуатора 7 (например, в виде пневмоцилиндра) элемент 9 подачи промывочной жидкости (например, в виде трубы высокого давления) с форсунками 16 начинает опускаться вдоль фильтрующего элемента. При этом включается насос промывочный 4 и промывочная жидкость под высоким давлением осуществляет регенерацию фильтрующего элемента.

При этом вращение форсунок осуществляется за счет реактивной силы при распылении; при наличии двух форсунок скорость вращения задаётся углом между двумя противонаправленными форсунками. Контроль и управление системой осуществляется в автоматическом режиме при помощи средств автоматизации (например, производства компании Siemens).

По завершении промывки актуатор 7 становится в верхнюю позицию, закрывается ножевая задвижка, и система переходит в режим фильтрации до достижения следующей отсечки по перепаду.

Таким образом, достигается эффективная очистка жидкости или газа от механических примесей с возможностью автоматической регенерации фильтрующего элемента и применением любого жидкого агента для промывки.

Изобретение относится к фильтрующим устройствам для очистки жидких и газообразных сред от механических примесей и может быть применено на любом объекте, промышленном или хозяйственном, где требуется очистка жидкостей или газов. Фильтрующее устройство для очистки жидких и газообразных сред от механических примесей включает вертикально ориентированный корпус с днищем и крышкой, фильтрующий элемент, установленный внутри корпуса, как минимум одну форсунку подачи промывочной жидкости. Фильтрующий элемент выполнен цилиндрической формы и расположен по длине корпуса соосно его продольной оси. По длине фильтрующего элемента размещен полый элемент подачи промывочной жидкости с возможностью перемещения вдоль фильтрующего элемента посредством линейного актуатора. На одном конце элемента подачи промывочной жидкости размещена как минимум одна форсунка высокого давления, а другим концом элемент подачи промывочной жидкости соединен с насосом высокого давления через шланг для подачи промывочной жидкости. Технический результат: повышение эффективности очистки фильтрующего элемента при снижении расхода жидкости на промывку и применение любого жидкого агента для промывки. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Фильтрующее устройство для очистки жидких и газообразных сред от механических примесей, включающее вертикально ориентированный корпус с днищем и крышкой, фильтрующий элемент, установленный внутри корпуса, как минимум одну форсунку подачи промывочной жидкости, отличающееся тем, что фильтрующий элемент выполнен цилиндрической формы и расположен по длине корпуса соосно его продольной оси, а по длине фильтрующего элемента размещен полый элемент подачи промывочной жидкости с возможностью перемещения вдоль него посредством линейного актуатора, причем на одном конце элемента подачи промывочной жидкости размещена как минимум одна форсунка высокого давления, а другим концом элемент подачи промывочной жидкости соединен с насосом высокого давления через шланг для подачи промывочной жидкости.

2. Фильтрующее устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент подачи промывочной жидкости выполнен в виде штока и соединен со шлангом для подачи промывочной жидкости через линейный актуатор.

3. Фильтрующее устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент подачи промывочной жидкости выполнен в виде трубы высокого давления, имеющей соединение с кареткой линейного актуатора, выполненного в виде пневмоцилиндра.

4. Фильтрующее устройство по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий элемент имеет тонкость очистки до 2 мкм.

5. Фильтрующее устройство по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий элемент выполнен с возможностью вращения.

6. Фильтрующее устройство по п.1, отличающееся тем, что фильтрующий элемент выполнен гофрированным.

7. Фильтрующее устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит две форсунки высокого давления, размещенные через поворотное устройство.