Фильтр очистки жидкости Российский патент 2022 года по МПК B01D27/00 B01D29/11 

Область техники

Изобретение относится к фильтрованию, а именно к патронным фильтрам, в том числе мешочного типа с каркасом, предназначенным для очистки жидкости от механических примесей, и может быть использовано в системах производственного и бытового водоснабжения, в пищевой и химической технологии.

Уровень техники

Известен патронный фильтр для очистки жидкостей (авт.св. СССР 488598, МПК B01D 27/08, заявл. 26.05.72, опубл. 25.10.75, авторы В.Б. Роднянский, М.И. Браславский, В.М. Тендлер, А.С. Козлов, Б.Г. Ченосов, П.А. Романов, аналог), содержащий корпус и фильтрующий элемент, выполненный из осевой перфорированной трубки и фильтрующего материала, зажатого между подвижной и неподвижной шайбами, причем подвижная шайба контактирует с установленной в корпусе перегородкой, делящей его на рабочую и отстойную камеры. Перегородка увеличивает производительность фильтра, но ухудшает взаимозаменяемость фильтрующих элементов, так как они имеют существенный разброс по длине.

Наиболее близким техническим решением из известных является самоочищающийся патронный фильтр для очистки воды (авт.св. СССР 1535589, МПК B01D 27/08, заявл. 05.04.88, опубл. 15.01.90, авторы Г.Г. Рудзский, А.Н. Ким, В.Б. Гусаковский, М.К. Негматов, Е.Г. Ризо, А.И. Езерский, прототип), содержащий цилиндрический корпус с патрубками подачи и отвода жидкости, перегородку, разделяющую корпус на камеру загрязненной жидкости, в которой установлен фильтрующий элемент, закрепленный на перегородке, и камеру очищенной жидкости. Фильтрующий элемент выполнен из перфорированной трубки с размещенными на ней кольцами из пористого фильтрующего материала, отделенными друг от друга непроницаемыми прокладками. Фильтр снабжен полым штоком с расположенным в его нижней части диском с коническими отверстиями и приводным механизмом. Благодаря винтовому возвратно-поступательному движению полого штока при регенерации фильтрующего элемента обеспечивается интенсивный срыв частиц загрязнений, задержанных в порах фильтрующего материала.

В то же время конструкция фильтра не является технологичной, так как горизонтальная перегородка связана со стенками корпуса стационарно, например сваркой, что увеличивает трудоемкость изготовления, а сварочные поводки в свою очередь могут вызвать перекосы при установке фильтроэлемента. При этом снижается эксплуатационная надежность фильтра.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности при одновременном снижении трудоемкости изготовления фильтра очистки жидкости и расширении номенклатуры используемых фильтрующих элементов за счет применения в его конструкции перегородки, выполненной с возможностью осевого перемещения при ее установке и разделяющей корпус на камеры загрязненной и очищенной жидкости.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в известном фильтре очистки жидкости, содержащем цилиндрический корпус с патрубками подачи - отвода жидкости, перегородку, разделяющую цилиндрический корпус на камеры загрязненной - очищенной жидкости, фильтрующий элемент, закрепленный на перегородке, перегородка выполнена с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического корпуса при ее установке и имеет разъем в горизонтальной плоскости, делящий перегородку на верхнюю и нижнюю части, при смыкании которых обеспечивается герметизация стыка перегородки и корпуса за счет сжатия уплотнительного кольца.

Конструкция фильтра патронного типа предусматривает деление его внутренней полости на две камеры - загрязненной и очищенной жидкости. Достигается это посредством применения перегородки, жестко скрепленной с корпусом фильтра с помощью, например, сварки, В этом случае появляются остаточные сварочные напряжения, приводящие к короблению и поводкам перегородки, что сказывается на точности изготовления корпуса фильтра в целом и требует применения повышенных толщин проката для изготовления корпуса фильтра. Таким образом эксплуатационная надежность фильтра очистки жидкости снижается при одновременном возрастании трудоемкости его изготовления. Кроме того, в известных технических решениях положение перегородки относительно корпуса фильтра жестко зафиксировано и требует применения фильтрующих элементов определенного типа.

В заявляемом техническом решении перегородка изготавливается независимо от других частей фильтра. Трудоемкость изготовления при этом снижается в сравнении с известными техническими решениями, в том числе за счет исключения сварочных операций. Перегородка не скреплена с цилиндрическим корпусом, а выполнена с возможностью перемещения при установке вдоль оси, ее положение может быть зафиксировано в любом месте. Следовательно, соотношение размеров камер загрязненной и очищенной жидкости не является постоянной величиной, что позволяет расширить номенклатуру используемых фильтрующих элементов в зависимости от длины. Кроме того, появляется возможность замены перегородки на иную, предназначенную для установки фильтрующих элементов другого типа, что также способствует расширению номенклатуры. При этом фиксирование положения перегородки при установке в корпус фильтра осуществляется при смыкании ее верхней и нижней частей за счет сжатия уплотнительного кольца с одновременной герметизацией стыка перегородки и корпуса.

Технический результат: повышается эксплуатационная надежность при одновременном снижении трудоемкости изготовления фильтра очистки жидкости и расширении номенклатуры используемых фильтрующих элементов.

Изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 представлен фильтр очистки жидкости (продольный разрез), вариант расположения камеры загрязненной жидкости под перегородкой, а камеры очищенной жидкости - над перегородкой;

на фиг. 2 представлен фильтр очистки жидкости (продольный разрез), вариант расположения камеры загрязненной жидкости над перегородкой, а камеры очищенной жидкости - под перегородкой;

на фиг. 3 представлено зафиксированное положение перегородки (продольный разрез).

Описание устройства.

Фильтр очистки жидкости включает цилиндрический корпус 1 с патрубками 2, 3 подачи - отвода жидкости, перегородку 4, разделяющую цилиндрический корпус 1 на камеры 5, 6 загрязненной-очищенной жидкости, фильтрующий элемент 7, имеющий наружную поверхность 8, внутреннюю поверхность 9, снабженный при необходимости каркасом 10 и закрепленный на перегородке 4. Перегородка 4 выполнена с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического корпуса 1 при ее установке и имеет разъем 11 в горизонтальной плоскости, делящий перегородку 4 на верхнюю 12 и нижнюю 13 части, при смыкании которых при помощи шпилек 14 и гаек 15 обеспечивается герметизация стыка 16 перегородки 4 и цилиндрического корпуса 1 сжатием уплотнительного кольца 17. Нижняя часть 13 перегородки 4 имеет гнездо 18 посадки фильтрующего элемента 7 с уплотнительным кольцом 19, сжатие которого обеспечивается посредством нажимного кольца 20 при помощи шпилек 21 и гаек 22. Для установки и замены фильтрующего элемента 7 цилиндрический корпус 1 снабжен крышкой 23 с запорным устройством 24.

Работает устройство следующим образом.

После демонтажа запорного устройства 24 с крышкой 23 устанавливают в цилиндрический корпус 1 перегородку 4. При помощи шпилек 14 и гаек 15 смыкают верхнюю 12 и нижнюю 13 части перегородки 4. Уплотнительное кольцо 17 при этом сжимается, фиксируя положение перегородки 4 относительно цилиндрического корпуса 1 с обеспечением герметизации стыка 16.

В гнездо 18 перегородки 4 устанавливают фильтрующий элемент 7, обеспечивая сжатие уплотнительного кольца 19 посредством нажимного кольца 20 при помощи шпилек 21 и гаек 22.

Соединяют цилиндрический корпус 1 с крышкой 23 посредством запорного устройства 24.

Если фильтрующий элемент 7 очищает жидкость в результате ее просачивания в направлении от наружной поверхности 8 к внутренней 9 (фиг. 1), камера 5 загрязненной жидкости, снабженная патрубком подачи 2, будет находиться под перегородкой 4, а камера 6 очищенной жидкости, снабженная патрубком отвода 3 - над перегородкой 4.

Если фильтрующий элемент 7 очищает жидкость в результате ее просачивания в направлении от внутренней поверхности 9 к наружной 8 (фиг. 2), камера 5 загрязненной жидкости, снабженная патрубком подачи 2, будет находиться над перегородкой 4, а камера 6 очищенной жидкости, снабженная патрубком отвода 3 - под перегородкой 4.

Жидкость поступает через патрубок подачи 2 в камеру 5 загрязненной жидкости, просачивается через фильтрующий элемент 7, очищаясь при этом от примесей, попадает в камеру 6 очищенной жидкости и с помощью патрубка 3 отводится к потребителю (фиг. 1, 2).

Пример 1.

Вода, подлежащая очистке, содержала в себе механические примеси. Необходимо было подвергнуть ее фильтрованию для удаления из нее всех частиц, поперечный размер которых превышает 10 мкм.

Для достижения указанного результата применялся фильтр очистки жидкости, выполненный из коррозионно-стойкой стали AISI 304 (фиг. 1), включающий цилиндрический корпус 1 наружным диаметром 160 мм с патрубками 2, 3 подачи - отвода жидкости, имеющими условный проход Ду=32 мм, перегородку 4, разделяющую цилиндрический корпус 1 на камеры 5, 6 загрязненной-очищенной жидкости, фильтрующий элемент 7 в виде стакана из полипропилена длиной 508 мм, имеющий наружную поверхность 8 диаметром 63 мм, внутреннюю поверхность 9 диаметром 28 мм, закрепленный на перегородке 4. Перегородка 4 с наружным диаметром 155 мм выполнена с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического корпуса 1 при ее установке и имеет разъем 11 в горизонтальной плоскости, делящий перегородку 4 на верхнюю 12 и нижнюю 13 части, при смыкании которых при помощи шпилек 14 и гаек 15 обеспечивается герметизация стыка 16 перегородки 4 и цилиндрического корпуса 1 сжатием уплотнительного кольца 17 наружным диаметром 158 мм с диаметром сечения 5 мм, выполненного из резины ТМКЩ. Нижняя часть 13 перегородки 4 имеет гнездо 18 диаметром 64 мм посадки фильтрующего элемента 7 с уплотнительным кольцом 19 внутренним диаметром 63 мм с диаметром сечения 5 мм из резины ТМКЩ. Для замены фильтрующего элемента 7 цилиндрический корпус 1 снабжен крышкой 23 с запорным устройством 24 в виде авиационного хомута.

Работает устройство следующим образом (фиг. 1, 3).

После демонтажа запорного устройства 24 с крышкой 23 устанавливают в цилиндрический корпус 1 перегородку 4. При помощи шпилек 14 и гаек 15 смыкают верхнюю 12 и нижнюю 13 части перегородки 4. Уплотнительное кольцо 17 при этом сжимается, фиксируя положение перегородки 4 относительно цилиндрического корпуса 1 на расстоянии 130 мм от его верхнего края с обеспечением герметизации стыка 16. В гнездо 18 перегородки 4 устанавливают фильтрующий элемент 7 в виде стакана из полипропилена, обеспечивая сжатие уплотнительного кольца 19 внутренним диаметром 63 мм с диаметром сечения 5 мм посредством нажимного кольца 20 при помощи шпилек 21 и гаек 22. Соединяют цилиндрический корпус 1 с крышкой 23 посредством запорного устройства 24. Фильтрующий элемент 7 в виде стакана из полипропилена очищает жидкость в результате ее просачивания в направлении от наружной поверхности 8 к внутренней 9. Следовательно камера 5 загрязненной жидкости, снабженная патрубком подачи 2, будет находиться под перегородкой 4, а камера 6 очищенной жидкости, снабженная патрубком отвода 3 - над перегородкой 4. Вода поступает с расходом 2,6 куб.м/час через патрубок подачи 2 в камеру 5 загрязненной жидкости, просачивается через фильтрующий элемент 7, очищаясь при этом от частиц, поперечный размер которых превышает 10 мкм, попадает в камеру 6 очищенной жидкости и с помощью патрубка 3 отводится к потребителю (фиг. 1).

Пример 2.

Вода, подлежащая очистке, содержала в себе механические примеси. Необходимо было подвергнуть ее фильтрованию для удаления из нее всех частиц, поперечный размер которых превышает 5 мкм.

Для достижения указанного результата применялся фильтр очистки жидкости, выполненный из коррозионно-стойкой стали AISI 304 (фиг. 2), включающий цилиндрический корпус 1 наружным диаметром 265 мм с патрубками 2, 3 подачи - отвода жидкости, имеющими условный проход Ду=80 мм, перегородку 4, разделяющую цилиндрический корпус 1 на камеры 5,6 загрязненной-очищенной жидкости, фильтрующий элемент 7 КВФ мешочного типа из полипропилена, снабженный каркасом 10 из нержавеющей сетки, длиной 813 мм, имеющий диаметр 178 мм и закрепленный на перегородке 4. Перегородка 4 с наружным диаметром 261 мм выполнена с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического корпуса 1 при ее установке и имеет разъем 11 в горизонтальной плоскости, делящий перегородку 4 на верхнюю 12 и нижнюю 13 части, при смыкании которых при помощи шпилек 14 и гаек 15 обеспечивается герметизация стыка 16 перегородки 4 и цилиндрического корпуса 1 сжатием уплотнительного кольца 17 наружным диаметром 262 мм с диаметром сечения 5 мм, выполненного из резины ТМКЩ. Нижняя часть 13 перегородки 4 имеет гнездо 18 диаметром 182 мм посадки фильтрующего элемента 7 в каркасе 10 с уплотнительным кольцом 19 наружным диаметром 179 мм с диаметром сечения 5 мм, Для замены фильтрующего элемента 7 цилиндрический корпус 1 снабжен крышкой 23 с запорным устройством 24 в виде авиационного хомута.

Работает устройство следующим образом (фиг. 2, 3).

После демонтажа запорного устройства 24 с крышкой 23 устанавливают в цилиндрический корпус 1 перегородку 4. При помощи шпилек 14 и гаек 15 смыкают верхнюю 12 и нижнюю 13 части перегородки 4. Уплотнительное кольцо 17 при этом сжимается, фиксируя положение перегородки 4 относительно цилиндрического корпуса 1 на расстоянии 160 мм от его верхнего края с обеспечением герметизации стыка 16. В гнездо 18 перегородки 4 устанавливают фильтрующий элемент 7 КВФ в каркасе 10, обеспечивая сжатие уплотнительного кольца 19 наружным диаметром 179 мм с диаметром сечения 5 мм, посредством нажимного кольца 20 при помощи шпилек 21 и гаек 22. Соединяют цилиндрический корпус 1 с крышкой 23 посредством запорного устройства 24. Фильтрующий элемент 7 КВФ очищает жидкость в результате ее просачивания в направлении от внутренней поверхности 9 к наружной 8. Следовательно камера 5 загрязненной жидкости, снабженная патрубком подачи 2, будет находиться над перегородкой 4, а камера 6 очищенной жидкости, снабженная патрубком отвода 3 - под перегородкой 4. Вода поступает с расходом 19 куб.м/час через патрубок подачи 2 в камеру 5 загрязненной жидкости, просачивается через фильтрующий элемент 7, очищаясь при этом от частиц, поперечный размер которых превышает 5 мкм, попадает в камеру 6 очищенной жидкости и с помощью патрубка 3 отводится к потребителю (фиг. 2).

Приведенные примеры свидетельствуют о расширении номенклатуры фильтрующих элементов применительно к данному корпусу фильтра очистки жидкости как за счет варьирования их длинами благодаря подвижности перегородки при установке в корпус (ее положение может быть зафиксировано в любом месте), так и за счет возможности замены перегородки на иную, предназначенную для установки фильтрующих элементов другого типа. При этом трудоемкость изготовления фильтра снижается на 15-20%, а эксплуатационная надежность возрастает благодаря снижению влияния сварочных остаточных напряжений.

Изобретение предназначено для очистки жидкости и может быть использовано в системах производственного и бытового водоснабжения, в пищевой и химической технологии для удаления механических примесей. Фильтр очистки жидкости содержит цилиндрический корпус (1) с патрубками (2), (3) подачи - отвода жидкости, перегородку (4), разделяющую цилиндрический корпус (1) на камеры (5), (6) загрязненной - очищенной жидкости, фильтрующий элемент (7), закрепленный на перегородке (4). Перегородка выполнена с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического корпуса при ее установке и имеет разъем (11) в горизонтальной плоскости, делящий перегородку на верхнюю и нижнюю части, при смыкании которых обеспечивается герметизация стыка перегородки (4) и цилиндрического корпуса (1) за счет сжатия уплотнительного кольца (17). Технический результат: повышение эксплуатационной надежности при одновременном снижении трудоемкости изготовления фильтра и расширении номенклатуры используемых фильтрующих элементов. 3 ил., 2 пр.

Фильтр очистки жидкости, содержащий цилиндрический корпус с патрубками подачи - отвода жидкости, перегородку, разделяющую цилиндрический корпус на камеры загрязненной - очищенной жидкости, фильтрующий элемент, закрепленный на перегородке, отличающийся тем, что перегородка выполнена с возможностью перемещения вдоль оси цилиндрического корпуса при ее установке и имеет разъем в горизонтальной плоскости, делящий перегородку на верхнюю и нижнюю части, при смыкании которых обеспечивается герметизация стыка перегородки и цилиндрического корпуса за счет сжатия уплотнительного кольца.