ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2022 года по МПК B01D35/12 B01D29/66 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к фильтрующему устройству для очистки потока жидкости от загрязняющих частиц со множеством фильтрующих элементов, установленных в фильтровальных камерах в качестве компонентов общего корпуса фильтра и сгруппированных вокруг устройства обратной промывки, содержащего поршневой аккумулятор, который служит для приема обратного промывного объема, и в корпусе которого установлен с возможностью продольного перемещения поршень, который, будучи управляемым рабочей средой, передающей давление, выполнен с возможностью направления запасенного в корпусе аккумулятора обратного промывного объема по меньшей мере к одному фильтрующему элементу, подлежащему промывке в обратном направлении для его очистки, через устройство обратной промывки, также выполненное с возможностью отведения обратного промывного объема из фильтрующего устройства.

Уровень техники

Аналогичное фильтрующее устройство известно, например, из патентного документа WO 2012/150011 А1. Известное фильтрующее устройство содержит устройство управления давлением для поддержки обратной промывки отдельных фильтрующих элементов, содержащее аккумулятор давления, жидкостная камера которого во время процесса фильтрации может заполняться некоторым количеством очищенной жидкости, и который для осуществления процесса обратной промывки выполнен с возможностью соединения с чистой стороной подлежащего очистке фильтрующего элемента через трубопровод обратной промывки. Другая жидкостная камера аккумулятора давления для осуществления процесса обратной промывки может быть нагружена давлением газа, чтобы в результате вызываемого им перемещения разделительного элемента аккумулятора давления снова по меньшей мере частично подавать из жидкостной камеры заправленное количество очищенной жидкости для процесса обратной промывки фильтрующего элемента.

Такие фильтрующие устройства обычно применяются также в области судоходства, в частности, для судовых двигателей. Международная морская организация (International Maritim Organisation, IMO) стандартом Tier III, действующим с 2016 года, ужесточила предельно допустимые концентрации отработанных газов, оказывающих влияние на климат и выделяемых судами, в частности, оксидов азота и оксидов серы. В соответствии с этим изготовители современных судовых двигателей все больше полагаются на, так называемые, аккумуляторные топливные системы высокого давления дизельных двигателей (Common-Rail-System) для снижения расхода топлива и выбросов отработанных газов. Из-за этого возникают новые требования к эффективному управлению жидкостями судовых двигателей и проистекающие из этого повышенные требования к чистоте горючесмазочных материалов на борту судов.

Для таких фильтрующих устройств обычно поставляются, так называемые, байпасные фильтры, через которые исключительно в целях очистки пропускается подлежащий очистке поток жидкости, обычно образованный тяжелым топливом, дизельным топливом, биотопливом и смазочным маслом, при этом байпасный фильтр с помощью переключающего устройства позволяет осуществлять управление остановкой действующего фильтрующего устройства в целях его технического обслуживания и инспектирования, в том числе для замены использованных фильтрующих элементов новыми элементами.

Как показывает опыт, вышеописанные решения имеют громоздкую конструкцию, а с технологической точки зрения монтаж на месте часто является трудоемким и, следовательно, дорогостоящим. Кроме того, вследствие различных мест монтажа фильтрующих устройств и содержащихся в них байпасных фильтров, даже если они расположены вблизи друг от друга, возникают различные температурные рабочие состояния, что может неблагоприятно влиять на работу с жидкостями, в частности, в рамках фильтрации жидкостей.

Кроме того, в принципе, имеется цель, использовать хорошо зарекомендовавшую себя технологию фильтрации в области обеспечения топливом судовых двигателей и их смазки для новых областей применения, например, с целью фильтрации смазочно-охлаждающих жидкостей для станков и т.п.

Раскрытие сущности изобретения

Исходя из указанного уровня техники, задача изобретения заключается в том, чтобы при сохранении достоинств известных фильтрующих устройств, а именно, обеспечения надежного отделения загрязняющих частиц от жидкостей, внести определенные дополнительные усовершенствования, чтобы сделать доступными новые области применения для этой технологии фильтрации и уменьшить требуемое монтажное пространство для установки, а также затраты при одновременном улучшении термических режимов во время эксплуатации таких устройств. Указанная задача решена фильтрующим устройством с признаками пункта 1 формулы изобретения в целом.

Благодаря тому, что согласно отличительной части пункта 1 формулы изобретения, определенный фильтрующий элемент в виде байпасного фильтрующего элемента, который выбран из множества фильтрующих элементов устройства, после приведения в действие переключающего устройства осуществляет исключительно очистку от частиц, в то время как другие фильтрующие элементы не участвуют в этой очистке, указанный байпасный фильтрующий элемент или сам байпасный фильтр является составной частью общего корпуса фильтра вместе с другими фильтрующими элементами устройства, каждый из которых имеет свою собственную фильтровальную камеру, которые совместно образуют корпус фильтра в целом. При практической реализации изобретения показано также, что в результате установки байпасного фильтрующего элемента в общий блок фильтрующих элементов только в одном корпусном устройстве, в частности, при получении корпуса фильтра из литой стали, в фильтрующем устройстве с байпасным устройством обеспечивается равномерное тепловое распределение, таким образом, во первых, эффективно устранена существовавшая до сих пор опасность возникновения в корпусе термически обусловленных трещин, вызываемых напряжениями, и, во вторых, при работе устройства происходит равномерный нагрев со стороны горячей или обычно прогретой жидкости, поступающей в корпус с установленными в нем отдельными компонентами, в частности, с фильтрующим элементом и устройством обратной промывки, что благоприятно влияет на фильтрацию жидкостей.

Фильтрующее устройство согласно изобретению имеет также компактную конструкцию, и поэтому может быть установлено в таких местах, где имеются лишь ограниченные монтажные пространства, как например, например, в случае фильтрации смазочно-охлаждающих средств для металлообрабатывающих станков. Поскольку требуется установка только одного корпуса фильтра с фильтровальными камерами для всех фильтрующих элементов, включая байпасный фильтрующий элемент, предпочтительно - в рамках отдельной стальной отливки, фильтрующее устройство согласно изобретению является также благоприятным для изготовления, а благодаря центральному расположению всех компонентов в центральном корпусе и на нем, затраты на монтаж и техническое обслуживание также уменьшаются.

В предпочтительном варианте осуществления байпасный фильтр, встроенный в корпус фильтра, с его фильтрующим элементом может применяться также для запуска топливного и иного гидравлического оборудования любого типа, в котором может иметь место очень высокое содержание загрязняющих частиц, при этом вначале другое фильтрующее устройство с его фильтрующими элементами исключается из процесса фильтрации. Если соответствующий байпасный фильтрующий элемент оказывается непригодным для работы по причине загрязненности, он может быть заменен на новый элемент, при этом соответствующую замену можно также многократно производить до получения нормальной рабочей ситуации, при которой затем осуществляется переключение на нормальный режим фильтрации вместе с обратной промывкой с использованием другого фильтрующего устройства и с обходом байпасного фильтра.

В другом предпочтительном варианте осуществления может быть также предусмотрен такой выбор расположения байпасного фильтрующего элемента и других фильтрующих элементов фильтрующего устройства, который позволяет производить очистку всех фильтрующих элементов, последовательно установленных друг за другом, с помощью только одного устройства обратной промывки. При этом байпасный фильтрующий элемент дополнительно к его вышеуказанной байпасной фильтрации также можно использовать для фильтрации в качестве иного фильтрующего элемента, как и другие фильтрующие элементы фильтрующего устройства.

В одном предпочтительном варианте осуществления фильтрующего устройства согласно изобретению переключающее устройство также установлено в общем корпусе фильтра и содержит распределительное устройство, которое в одном положении переключения с обходом байпасного фильтрующего элемента подводит нефильтрованный поток к другим фильтрующим элементам, если они не подвергаются обратной промывке, и отводит фильтрованный поток, а в другом положении переключения с обходом этих фильтрующих элементов подводит нефильтрованный поток к байпасному фильтрующему элементу и отводит фильтрованный поток. Распределительное устройство надежно устанавливает правильное разветвление и связь путей жидкости в фильтрующем устройстве. В пусковом режиме сильно загрязненный поток жидкости в виде нефильтрованного потока направляется к байпасному фильтрующему элементу и очищается там при пропускании через подходящий фильтрующий материал с предпочтительно грубой степенью очистки, при этом другие фильтрующие элементы исключены из процесса фильтрации.

В нормальном режиме работы фильтрующего устройства неочищенный или загрязненный поток жидкости в виде нефильтрованного потока направляется к другим фильтрующим элементам и очищается при прохождении через подходящий заданный фильтрующий материал, при этом байпасный фильтрующий элемент исключен из режима фильтрации. Однако после окончания пускового режима и соответствующей очистки с помощью устройства обратной промывки, в принципе, возможно подключать байпасный фильтрующий элемент в нормальном режиме фильтрации. Благодаря компактному расположению компонентов фильтрующего устройства согласно изобретению, в одном общем корпусе фильтра, предпочтительно изготовленном из литой стали, фильтрующие элементы, используемые в нормальном режиме работы, равномерно нагружаются жидкостью, также имеющей соответствующую высокую рабочую температуру, например, 130°С, поэтому вредные тепловые напряжения в корпусе фильтра исключаются.

Переключающее устройство предпочтительно расположено вблизи байпасного фильтрующего элемента и может приводиться в действие оператором вручную или механически. Кроме того, предпочтительно, чтобы переключающее устройство было выполнено в виде переключающего клапана, переводимого вручную с помощью ручного рычага между положениями переключения. Особенно предпочтительно, чтобы рычаг, выполненный в виде одноплечевого рычага, был расположен на месте, легко доступном для оператора, предпочтительно - на верхней стороне корпуса фильтра. Наряду с простотой и удобством управления и простотой конструкции достоинство рычага заключается в том, что соответствующее положение переключения переключающего клапана отображается положением рычага и может быть легко проверено оператором. Для повышения надежности эксплуатации и в целях дистанционного обслуживания в фильтрующем устройстве согласно изобретению может быть предусмотрен по меньшей мере один датчик для контроля положения переключения переключающего устройства.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения по меньшей мере один фильтрующий элемент из множества фильтрующих элементов, включая байпасный фильтрующий элемент, выполнен с возможностью промывки с помощью устройства обратной промывки. Фильтрующие элементы, установленные в отдельных фильтровальных камерах, как правило, промываются один за другим в непрерывной последовательности, при этом загрязняющие частицы, прилипшие к соответствующему фильтрующему материалу, удаляются в обратном потоке. Непрерывная и отвечающая потребностям обратная промывка отдельных фильтрующих элементов учитывает высокие требования к чистоте топливных и смазочных материалов, и, кроме того, благодаря сопутствующему удалению загрязнений, обеспечивается высокая производительность фильтрующего устройства.

Для осуществления обратной промывки фильтрующего элемента устройство обратной промывки, предпочтительно установленное с возможностью поворота вокруг оси симметрии корпуса фильтра, поворачивается к фильтрующему элементу, подлежащему промывке. Обратный промывной объем под действием рабочей среды, передающей давление, подается по одному каналу обратной промывки к подлежащему очистке фильтрующему элементу, а по другому каналу обратной промывки и присоединенному к нему трубопроводу обратной промывки отводится из фильтрующего устройства. Каналы обратной промывки представляют собой часть устройства обратной промывки и предпочтительно установлены в корпусе фильтра с возможностью поворота с помощью общего привода. В зависимости от расположения и направления потока через фильтрующие элементы в режиме фильтрации - изнутри наружу или снаружи внутрь - позиция соответствующего канала обратной промывки относительно фильтрующего элемента выбирается сверху, снизу или сбоку. Особенно компактная конструкция фильтрующего устройства согласно изобретению обеспечивается в случае цилиндрической формы устройства обратной промывки, которое установлено в основной части корпуса фильтра с возможностью поворота, и каналы обратной промывки которого в отдельных положениях обратной промывки расположены на жидкостных подводах к фильтровальным камерам или жидкостных отводах от фильтровальных камер, ответвляющихся в боковом направлении от основной части.

В другом предпочтительном варианте осуществления фильтрующего устройства согласно изобретению переключающее устройство содержит шпиндель, который установлен с возможностью поворота в корпусе шпинделя, образующем часть корпуса фильтра, и который, в свою очередь, содержит два проходящих по внешнему периметру и отделенных друг от друга жидкостных канала, которые соединены с впускным отверстием в корпусе фильтра для подведения нефильтрованного потока и с выпускным отверстием для отведения фильтрованного потока, при этом оба жидкостных канала в одном положении переключения переключающего устройства соединены с соответствующим фильтрующим элементом, предусмотренным для фильтрации, а в другом положении переключения - с байпасным фильтрующим элементом. Жидкостные каналы, проходящие на наружной стороне шпинделя предпочтительно горизонтально и вертикально, кроме коротких жидкостных путей обеспечивают хорошую теплопередачу от потока жидкости, поступающего в жидкостные каналы, к частям стенок корпуса фильтра, окружающих шпиндель. При этом термины «горизонтально» и «вертикально» относятся к обычному положению установки или монтажа фильтрующего устройства согласно изобретению, фильтрующие элементы и фильтровальные камеры которого, как правило, проходят в вертикальном направлении монтажа.

Благодаря шпинделю, установленному с возможностью поворота в части корпуса фильтра, получается компактная конструкция переключающего устройства, которая требует небольшого монтажного пространства. Монтажные размеры корпуса шпинделя обычно сравнимы с монтажными размерами фильтровальной камеры. Впускное отверстие и выпускное отверстие предпочтительно расположены на части наружной стенки корпуса фильтра, окружающей корпус шпинделя, при этом особенно предпочтительно, чтобы впускное отверстие и выпускное отверстие были расположены в вертикальном направлении друг над другом для экономии монтажного пространства.

В другом предпочтительном варианте осуществления фильтрующего устройства согласно изобретению на внутренней стенке корпуса фильтра относительно позиции поршневого аккумулятора внутри корпуса фильтра имеются два отделенных друг от друга жидкостных трубопровода, которые по меньшей мере частично охватывают поршневой аккумулятор, и которые в одном положении переключения переключающего устройства соединены по текучей среде с соответствующим связанным жидкостным каналом, чтобы обеспечить возможность фильтрации с помощью соответствующего предусмотренного для этого фильтрующего элемента, через который для очистки от частиц предусмотрена возможность протекания потока в направлении снаружи внутрь. Благодаря жидкостным каналам и жидкостным трубопроводам, выполненным в корпусе фильтра, обеспечивается определенное направление потока подлежащей очистке жидкости, соответствующее действующему положению переключения переключающего устройства.

В другом предпочтительном варианте осуществления фильтрующего устройства согласно изобретению устройство обратной промывки осуществляет очистку от загрязняющих частиц соответствующего предусмотренного для этого фильтрующего элемента в противотоке относительно направления фильтрации, при этом два канала обратной промывки, расположенные напротив друг друга, при перекрытии обоих жидкостных трубопроводов для осуществления процесса фильтрации расположены в корпусе фильтра с возможностью перемещения, образуя связь по текучей среде с обоими противоположными концами подлежащего обратной промывке фильтрующего элемента. Оба канала обратной промывки, по одному из которых находящийся под давлением обратный промывной объем подается предпочтительно сверху, а по другому - загрязненный обратный промывной объем предпочтительно отводится снизу, предпочтительно установлены с возможностью поворота с помощью общего привода и с возможностью позиционирования по мере необходимости на жидкостном подводе и жидкостном отводе подлежащего очистке фильтрующего элемента. Длительность и частота процесса обратной промывки отдельного фильтрующего элемента могут быть выбраны в соответствии с индивидуальными требованиями или автоматически установлены согласно заданному циклу очистки. Так, при обнаружении определенной степени загрязнения фильтрующих материалов фильтрующих элементов, например, при превышении заданной разности давлений, начинается обратная промывка, при этом фильтрующие элементы очищаются один за другим с помощью устройства обратной промывки.

Особенно компактная и прочная конструкция фильтрующего устройства согласно изобретению обеспечивается в том случае, если отдельные фильтрующие элементы являются закрытыми на их нижнем конце со стороны днища, а на их верхнем конце содержат жидкостный отвод, закрытый относительно соответствующей фильтровальной камеры, в которой на некотором радиальном расстоянии находится данный фильтрующий элемент. При расположении фильтрующих элементов, закрытых на одном конце, в соответствующей фильтровальной камере путь потока жидкости для очистки установлен таким образом, чтобы нефильтрованный поток поступал по образованным в корпусе фильтра жидкостным трубопроводам с радиальной стороны в соответствующую фильтровальную камеру и проходил через расположенный в ней фильтрующий элемент в направлении снаружи внутрь. При прохождении потока через фильтрующий элемент в направлении снаружи внутрь загрязняющие частицы остаются на наружной стороне фильтрующего материала соответствующего фильтрующего элемента, а фильтрованный поток через жидкостный отвод на верхнем конце фильтрующего элемента возвращается к выпускному отверстию.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения поршневой аккумулятор над его поршнем содержит камеру для фильтрата, поступающего из фильтрующего устройства, а под поршнем - камеру управления для приема сжатого газа, который перемещает вверх поршень, вытесняющий фильтрованный поток в камеру для фильтрата, который проходит по верхнему каналу обратной промывки и далее через жидкостный отвод в фильтрующем элементе, очистка которого от загрязняющих частиц осуществляется в направлении изнутри наружу. В камере для фильтрата может находиться по меньшей мере часть жидкости, очищенной на отдельных фильтрующих элементах, которая под действием поршня, управляемого сжатым газом, в качестве рабочей среды, передающей давление, используется как промывная жидкость для очистки подлежащего очистке фильтрующего элемента. Предпочтительно весь объем фильтрованного потока, содержащегося в камере для фильтрата, используется в качестве обратного промывного объема в процессе обратной промывки и направляется по соответствующему каналу обратной промывки в фильтровую полость фильтрующего элемента. Очистка соответствующего фильтрующего элемента осуществляется в направлении изнутри наружу, противоположно направлению фильтрации. Вследствие гидравлического удара, возникающего при перемещении поршня в поршневом аккумуляторе, обеспечивается импульсная очистка фильтрующего материала.

При этом предпочтительно, чтобы нижний канал обратной промывки устройства обратной промывки, соединенный с фильтровальной камерой промываемого фильтрующего элемента, служил для отведения загрязняющих частиц из фильтрующего устройства. Таким образом, обеспечивается компактный и надежный в работе вариант осуществления обратной промывки, выполняемой параллельно нормальному режиму фильтрации.

Краткое описание чертежей

Другие достоинства и признаки изобретения следуют из приведенного ниже описания и прилагаемых чертежей. Указанные выше и раскрытые далее признаки изобретения могут быть реализованы по отдельности или в любых сочетаниях в фильтрующем устройстве согласно изобретению. Элементы, показанные на чертежах, следует понимать как чисто схематические и представленные без соблюдения масштаба. На чертежах показаны:

ФИГ. 1 - вид под углом в аксонометрии варианта осуществления фильтрующего устройства согласно изобретению;

ФИГ. 2 - вид сверху фильтрующего устройства с ФИГ. 1;

ФИГ. 3 - вид под углом в аксонометрии с частичным разрезом фильтрующего устройства с ФИГ. 1 для наглядного изображения байпасного режима;

ФИГ. 4 - вид под углом в аксонометрии с частичным разрезом фильтрующего устройства с ФИГ. 1 для наглядного изображения режима фильтрации; и

ФИГ. 5 - вид под углом в аксонометрии с частичным разрезом фильтрующего устройства с ФИГ. 1 для наглядного изображения режима обратной промывки.

Осуществление изобретения

На ФИГ. 1 показан общий вид фильтрующего устройства согласно изобретению, с корпусом 10 фильтра, который содержит три фильтровальных камеры, а именно, первую фильтровальную камеру 12, вторую фильтровальную камеру 14 и третью фильтровальную камеру 32 (см. ФИГ. 2), корпус 24 шпинделя, основную часть 16 корпуса и приводной блок 22. Впускное отверстие, предусмотренное в корпусе 24 шпинделя для подведения жидкости, подлежащей очистке, обозначено ссылочным номером 28, при этом выпускное отверстие для отведения очищенной жидкости обозначено ссылочным номером 30. В каждой фильтровальной камере 12, 14, 32 используется фильтрующий элемент 34 (см. ФИГ. 3), 60 (см. ФИГ. 4). Центральным компонентом фильтрующего устройства является переключающее устройство 18, которое установлено в корпусе 24 шпинделя, при этом на ФИГ. 1 видно только устройство приведения в действие в виде ручного рычага 26. Далее, в фильтрующем устройстве предусмотрено устройство 20 обратной промывки, которое установлено в основной части 16 корпуса и от которого на ФИГ. 1 виден приводной блок 22, расположенный над основной частью 16 корпуса.

Изображения на ФИГ. 3, 4 и 5 содержат по меньшей мере частичный разрез, при этом на ФИГ. 3 наглядно показан байпасный режим, на ФИГ. 4 - режим фильтрации, а на ФИГ. 5 - режим обратной промывки. Вид сверху фильтрующего устройства на ФИГ. 2 показывает, что фильтровальные камеры 12, 14, 32 и корпус 24 шпинделя расположены по окружности таким образом, что они концентрически окружают аккумулятор давления, находящийся между ними в основной части 16 корпуса. Как показано на ФИГ. 4 и 5, гаккумулятор давления образован поршневым аккумулятором 56.

На ФИГ. 3 наглядно показан байпасный режим, в соответствии с которым, жидкость, поступающая через впускное отверстие 28 в корпус 10 фильтра, очищается на байпасном фильтрующем элементе 34 в первой фильтровальной камере 12 и в виде фильтрованного потока направляется к выпускному отверстию 30. Переключающее устройство 18, выполненное в виде переключающего клапана, может вручную переключаться с помощью ручного рычага 26 между положениями переключения и содержит шпиндель 25, установленный с возможностью поворота в корпусе 24 шпинделя. В положении переключения переключающего устройства 18, показанном на ФИГ. 3, жидкостные каналы 36, 38, образованные на шпинделе 25, находятся в соединении по текучей среде с первой фильтровальной камерой 12. В первой фильтровальной камере 12 установлен цилиндрический байпасный фильтрующий элемент 34, который закреплен в гнезде 42 и имеет закрытое основание 40.

Из впускного отверстия 28 нефильтрованный поток проходит по образованному в шпинделе 25 горизонтальному первому жидкостному каналу 36 и по первому соединительному элементу 37, образованному в корпусе 24 шпинделя, во входную часть 46 первой фильтровальной камеры 12, при этом входная часть 46 радиально окружает байпасный фильтрующий элемент 34. В показанном варианте осуществления основание 40 байпасного фильтрующего элемента 34 находится на расстоянии от днища первой фильтровальной камеры 12, поэтому часть внутреннего пространства первой фильтровальной камеры 12, расположенная под основанием 40, также относится к входной части 46. Из входной части 46 нефильтрованный поток проходит через байпасный фильтрующий элемент 34, очищаясь при этом, и поступает в фильтровую полость 48. Из фильтровой полости 48 фильтрованный поток проходит в жидкостный отвод 44, расположенный над гнездом 42, затем через второй соединительный элемент 39, образованный в корпусе 24 шпинделя, и по второму жидкостному каналу 38, образованному в шпинделе 25, выходит через выпускное отверстие 30.

Первый и второй соединительные элементы 37, 39 имеют ширину канала, сравнимую с шириной жидкостных каналов 36, 38 и отличаются путем жидкости, поскольку первый соединительный элемент 37 опускается вниз от первого жидкостного канала 36 со ступенчатым уклоном к входной части 46, а второй соединительный элемент 39 опускается вниз от жидкостного отвода 44 со ступенчатым уклоном ко второму жидкостному каналу 38. Показанное на ФИГ. 3 направление потока жидкости является возможным, потому что корпус 24 шпинделя расположен в непосредственной близости к первой фильтровальной камере 12 и предпочтительно выполнен как единое целое с ней. Это близкое расположение наглядно показано на виде сверху на ФИГ. 2. На ФИГ. 2 показано также, что вторая и третья фильтровальные камеры 14, 32 и корпус 24 шпинделя расположены на основной части 16 корпуса на одинаковом расстоянии друг от друга относительно оси R симметрии (см. ФИГ. 1) основной части 16 корпуса. Ось R симметрии основной части 16 корпуса одновременно является осью вращения выходного вала приводного блока 22, выполненного, например, в виде электродвигателя.

Байпасный фильтрующий элемент 34 и фильтрующий элемент 60 (см. ФИГ. 5), расположенный в третьей фильтровальной камере 32 имеют форму полого цилиндра, при этом кроме цилиндрической формы возможна также коническая сужающаяся форма. Фильтрующие элементы 34, 36 могут быть выполнены в виде фильтровальных свечей. В качестве фильтрующего материала предпочтительно используется нетканый материал из металлических волокон (т.н. «металлический войлок»), репсовая сетка или сетчатая ткань с квадратной ячейкой. Фильтрующий элемент 60, применяемый для очистки от загрязняющих частиц в нормальном режиме работы, предпочтительно содержит фильтрующий материал с более высокой тонкостью фильтрации, чем байпасный фильтрующий элемент 34.

В режиме фильтрации фильтрующего устройства, показанном на ФИГ. 4, положение переключения переключающего устройства 18 выбрано таким образом, чтобы в обход байпасного фильтрующего элемента 34 подавать нефильтрованный поток к другим фильтрующим элементам 60, если они не подвергаются обратной промывке, и отводить фильтрованный поток. При этом рычаг 26, жестко соединенный со шпинделем 25 повернут относительно положения в байпасном режиме, показанном на ФИГ. 2, примерно на 120° по часовой стрелке на виде сверху.

В показанном на ФИГ. 4 рабочем положении фильтрующего устройства нефильтрованный поток, входящий через впускное отверстие 28 в корпус 10 фильтра, проходит по первому жидкостному каналу 36 и по первому соединительному элементу 37 в находящуюся со стороны днища камеру 53 в основной части 16 корпуса и далее через первый следующий соединительный элемент 58 поступает в следующую входную часть 59 третьей фильтровальной камеры 32. В третьей фильтровальной камере 32 фильтрующий элемент 60 расположен аналогично байпасному фильтрующему элементу 34 в первой фильтровальной камере 12 (см. ФИГ. 3). Из следующей входной части жидкость проходит через фильтрующий элемент 60 в радиальном направлении и через следующую фильтровую полость 61 поступает в следующий жидкостный отвод 62. Через второй следующий соединительный элемент 63 фильтрованный поток выходит из следующего жидкостного отвода 62 в камеру 55, расположенную со стороны крышки в основной части 16 корпуса, и через второй соединительный элемент 39 и второй жидкостной канал 38 поступает к выпускному отверстию 30.

В основной части 16 корпуса соосно с осью R симметрии установлен поршневой аккумулятор 56, в корпусе 64 которого перегородкой 65 отделены друг от друга камера 53, расположенная со стороны днища, и камера 55, расположенная со стороны крышки. На внутренней стенке корпуса 10 фильтра относительно положения поршневого аккумулятора 56 расположены два отделенных друг от друга жидкостных трубопровода 52, 54, которые по меньшей мере частично охватывают поршневой аккумулятор 56, и которые в показанном на ФИГ. 4 положении переключения переключающего устройства 18 соединены с соответствующим жидкостным каналом 36, 38.

В рабочем положении фильтрующего устройства, показанном на ФИГ. 5, осуществляется обратная промывка фильтрующего элемента 60, установленного в третьей фильтровальной камере 32. Устройство 20 обратной промывки содержит два промывочных протока 68, 70, которые установлены на поршневом аккумуляторе 56, и которые при соответствующем поворотном движении поршневого аккумулятора 56 направляются в соответствующую фильтровальную камеру 12, 14, 32. С помощью промывочных протоков 68, 70 оба жидкостных трубопровода 52, 54 для осуществления процесса фильтрации запираются в третьей фильтровальной камере 32. Таким образом, появляется возможность фильтрации жидкости с помощью одного фильтрующего элемента с одновременным осуществлением обратной промывки другого фильтрующего элемента. За счет поршня 57, установленного в корпусе 64 аккумулятора с возможностью продольного перемещения, внутреннее пространство поршневого аккумулятора 56 разделяется на камеру 67 для фильтрата, которая служит для приема фильтрованного потока из фильтрующего устройства, и камеру управления для приема сжатого газа. Через заполняющее отверстие 50, которое выполнено в стенке верхнего промывочного протока 68, и которое для получения узкого входного отверстия предпочтительно имеет ступенчатый диаметр, фильтрованный поток проходит из камеры 55, расположенной со стороны крышки, в камеру 67 для фильтрата поршневого аккумулятора 56 и заполняет эту камеру 67 для фильтрата, в то время как поршень 57 поршневого аккумулятора 56 перемещается вниз в положение, показанное на ФИГ. 5.

Газ заправляется в газовый резервуар 66, который установлен вблизи второй и третьей фильтровальной камеры 14, 32 в корпусе 10 фильтра, см. ФИГ. 2. Для осуществления обратной промывки поршень 57 под действием сжатого газа, подаваемого в камеру 49 управления, перемещается вверх, как указано стрелкой 72, чтобы получить из фильтрованного потока, находящегося в камере 67 для фильтрата, поток, создающий гидравлический удар. По верхнему каналу 69 обратной промывки, определяемому верхним промывочным протоком 68, второму следующему соединительному элементу 63 и следующему жидкостному отводу 62 этот гидравлический удар достигает следующей фильтровой полости 61. При прохождении через фильтрующий элемент 60 в направлении изнутри наружу загрязняющие частицы, прилипшие к фильтрующему материалу, отделяются, при этом обратный промывной объем вместе с загрязнениями через следующую входную часть 59 и нижний канал 71 обратной промывки, определяемый нижним промывочным протоком 70, подается в управляемый клапаном трубопровод 74 обратной промывки и по нему выводится из фильтрующего устройства.

Изобретение относится к фильтрующему устройству для очистки потока жидкости от загрязняющих частиц. Фильтрующее устройство содержит множество фильтрующих элементов, которые установлены в фильтровальных камерах (12, 14) в качестве компонента общего корпуса (10) фильтра и сгруппированы вокруг устройства (20) обратной промывки, которое содержит поршневой аккумулятор для приема обратного промывного объема, в корпусе которого установлен с возможностью продольного перемещения поршень, который, будучи управляемым рабочей средой, передающей давление, выполнен с возможностью направления запасенного в корпусе аккумулятора обратного промывного объема по меньшей мере к одному фильтрующему элементу, подлежащему обратной промывке для его очистки, через устройство (20) обратной промывки, также выполненное с возможностью отведения обратного промывного объема из фильтрующего устройства. Определенный фильтрующий элемент, выполненный в виде байпасного фильтрующего элемента и выбранный из множества фильтрующих элементов, выполнен с возможностью, после приведения в действие переключающего устройства (18), осуществления исключительно очистки от частиц, в то время как другие фильтрующие элементы исключены из этой очистки. Переключающее устройство (18) установлено в общем корпусе (10). Технический результат: улучшение термических режимов во время эксплуатации устройства, компактность устройства, надежное отделение загрязняющих частиц от жидкостей. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Фильтрующее устройство для очистки потока жидкости от загрязняющих частиц, содержащее множество фильтрующих элементов (34, 60), которые установлены в фильтровальных камерах (12, 14, 32) в качестве компонента общего корпуса (10) фильтра и сгруппированы вокруг устройства (20) обратной промывки, которое содержит поршневой аккумулятор (56) для приема обратного промывного объема, в корпусе (64) аккумулятора которого установлен с возможностью продольного перемещения поршень (57), который, будучи управляемым рабочей средой, передающей давление, выполнен с возможностью направления запасенного в корпусе (64) аккумулятора обратного промывного объема по меньшей мере к одному фильтрующему элементу (60), подлежащему обратной промывке для его очистки, через устройство (20) обратной промывки, также выполненное с возможностью отведения обратного промывного объема из фильтрующего устройства, отличающееся тем, что определенный фильтрующий элемент, выполненный в виде байпасного фильтрующего элемента (34) и являющийся частью множества фильтрующих элементов (34, 60), выполнен с возможностью, после приведения в действие переключающего устройства (18), осуществления исключительно очистки от частиц, в то время как другие фильтрующие элементы (60) исключены из этой очистки, причем переключающее устройство (18) также установлено в общем корпусе (10) фильтра.

2. Фильтрующее устройство по п. 1, отличающееся тем, что переключающее устройство (18) содержит распределительное устройство, которое в одном своем положении переключения обеспечивает подачу нефильтрованного потока в обход байпасного фильтрующего элемента (34) к другим фильтрующим элементам (60), если они не подвергаются обратной промывке, и отведение фильтрованного потока, а в другом положении переключения обеспечивает подачу нефильтрованного потока в обход этих фильтрующих элементов (60) к байпасному фильтрующему элементу (34) и отведение фильтрованного потока.

3. Фильтрующее устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что переключающее устройство (18), выполненное в виде переключающего клапана, выполнено с возможностью приведения в действие вручную с помощью переведения ручного рычага (26) между положениями переключения.

4. Фильтрующее устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что по меньшей мере один фильтрующий элемент (60) из множества фильтрующих элементов (34, 60), включая байпасный фильтрующий элемент (34, 60), выполнен с возможностью обратной промывки с помощью устройства (20) обратной промывки.

5. Фильтрующее устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что переключающее устройство (18) содержит шпиндель (25), установленный с возможностью поворота в корпусе (24) шпинделя, который представляет собой часть корпуса (10) фильтра, и содержащий проходящие по внешнему периметру два отделенных друг от друга жидкостных канала (36, 38), которые соединены с впускным отверстием (28) корпуса (10) фильтра для подведения нефильтрованного потока и выпускным отверстием (30) для отведения фильтрованного потока, при этом оба жидкостных канала (36, 38) в одном положении переключения переключающего устройства (18) соединены с соответствующим фильтрующим элементом (60), предусмотренным для фильтрации, а в другом положении переключения - с байпасным фильтрующим элементом (34).

6. Фильтрующее устройство по п. 5, отличающееся тем, что на внутренней стенке корпуса (10) фильтра относительно положения поршневого аккумулятора (56) внутри корпуса (10) фильтра имеются два отделенных друг от друга жидкостных трубопровода (52, 54), которые по меньшей мере частично охватывают поршневой аккумулятор (56) и которые в одном положении переключения переключающего устройства (18) соединены по текучей среде с соответствующим связанным жидкостным каналом (36, 38) таким образом, чтобы обеспечить возможность фильтрации с помощью соответствующего предусмотренного для этого фильтрующего элемента (60), через который для очистки от частиц предусмотрена возможность протекания потока в направлении снаружи внутрь.

7. Фильтрующее устройство по п. 6, отличающееся тем, что устройство (20) обратной промывки выполнено с возможностью осуществления очистки от загрязняющих частиц предусмотренного для этого соответствующего фильтрующего элемента (60) в противотоке относительно направления фильтрации, при этом два канала (69, 71) обратной промывки, расположенные напротив друг друга при перекрытии обоих жидкостных трубопроводов (52, 54), для осуществления процесса фильтрации расположены в корпусе (18) фильтра с возможностью перемещения, образуя связь по текучей среде с обоими противоположными концами подлежащего обратной промывке фильтрующего элемента (60).

8. Фильтрующее устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что отдельные фильтрующие элементы (34, 60) являются закрытыми на их нижнем конце со стороны днища, а на их верхнем конце содержат жидкостный отвод (44, 62), закрытый относительно связанной фильтровальной камеры (12, 14, 32), в которой на радиальном расстоянии установлен соответствующий фильтрующий элемент (34, 60).

9. Фильтрующее устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что поршневой аккумулятор (56) содержит над его поршнем (57) камеру (67) для фильтрата для приема фильтрованного потока из фильтрующего устройства, а под указанным поршнем - камеру (49) управления для приема сжатого газа, предназначенного для перемещения вверх поршня (57) с вытеснением фильтрованного потока из камеры (59) для фильтрата, его прохождением через верхний канал (69) обратной промывки и жидкостный отвод (62) в фильтрующий элемент (60) и осуществлением очистки фильтрующего элемента (60) от загрязняющих частиц в направлении изнутри наружу.

10. Фильтрующее устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что нижний канал (71) обратной промывки устройства (20) обратной промывки, соединенный с фильтровальной камерой (32) фильтрующего элемента (60), подлежащего обратной промывке, служит для отведения загрязняющих частиц из фильтрующего устройства.