Автоматический фильтр с противоточной промывкой фильтроэлементов Советский патент 1985 года по МПК B01D37/04 

Изобретение относится к секционированным фильтрующим устройствам для очистки жидкости, например топлива, под давлением с автоматической противоточной промывкой фильтрующих элементов и может быть использовано в теплоэнергетике, нефтехимии и других отраслях.

Известен фильтр с противоточной промывкой фильтрующих элементов, установленных в закрытом корпусе по окружности, содержащий поворотный патрубок с исполнительным механизмом, устройство измерения перепада давления, трубопровод промывки и клапан, установленный в трубопроводе промывки 1.

Однако такой фильтр не обеспечивает достаточную эффективность промывки фильтроэлементов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является автоматический фильтр с противоточной промывкой фильтроэлементов, установленных в закрытом корпусе по окружности, содержащий входной и выходной трубопроводы, поворотный патрубок с исполнительным механизмом, трубопровод промывки, клапан с электромагнитом, устаноБленн-1Й в трубопроводе промывки, устройство измерения перепада давления, ограничитель вращения поворотного патрубка, первый генератор импульсов и счетчик импульсов, вход которого связан с выходом первого генератора импульсов, а выход - с его входом, выход устройства измерения перепада давления соединен через ограничитель вращения и первый генератор импульсов с исполнительным механизмом поворотного патрубка и непосредственно с первым генератором импульсов 2.

Однако известный фильтр не обеспечивает эффективную промывку фильтроэлементов, что снижает его ресурс. Физическая сущность процесса противоточной промывки фильтроэлементов заключается в том, что отрыв загрязнений от фильтрующей поверхности фильтроэлемента производится за счет движения промывочной жидкости противотоком со скоростью, превыщающей скорость фильтрования. При этом удаляются частицы, расположенные на поверхности фильтроэлемента (металлической сетки) свободно без сцепления. В тех случаях, когда загрязнения связаны с сеткой дополнительными силами сцепления, промывка .фильтрующей поверхности фильтроэлемента противотоком затруднена. Опыты показали, что силы сцепления частиц (даже близких по форме) с проволочками, образующими ячейки сетки, не одинаковы. В результате того, что часть трудно отделяемых загрязнений, связанных с сеткой силами сцепления, при промывке противотоком не удаляется, эффективность

очистки фильтроэлемента снижается, умены шается ресурс фильтра.

Целью изобретения является повыщение эффективности промывки фильтроэлементов 5 за счет серии гидроударов в трубопроводе промывки.

Поставленная цель достигается тем, что автоматический фильтр с противоточной промывкой фильтроэлементов, установленных в закрытом корпусе по окружности, содержащий входной и выходной трубопроводы, поворотный патрубок с исполнительным механизмом, трубопровод промывки, клапан с электромагнитом, установленный в трубопроводе промывки, устройство измерения перепада давления, ограничитель вращения поворотного патрубка, первый генератор импульсов и счетчик импульсов, вход которого связан с выходом первого генератора импульсов, а выход - с его входом, выход устройства измерения перепада давления соединен через ограничитель вращения и первый генератор импульсов с исполнительным механизмом поворотного патрубка и непосредственно с первым генератором импульсов, дополнительно содержит второй генератор импульсов и реле времени, при этом входы второго генератора импульсов и реле времени соединень с выходом счетчика импульсов, выход второго генератора импульсов связан с электромагнитом клапана, а выход реле времени соединен с входом счетчика импульсов. .

Кроме того, клапан, установленный в трубопроводе промывки, выполнен седельным двухходовым нормально закрытым. На чертеже схематически изображен

автоматический фильтр с промывкой фильтроэлементов.

Фильтр содержит фильтроэлементы 1, установленные в закрытом корпусе 2, входной 3 и выходной 4 трубопроводы, поворотный патрубок 5, перемещаемый исполни0 тельным механизмом 6.

Поворотный патрубок 5 соединен трубопроводом 7 промывки с седельным двухходовым нормально закрытым клапаном 8, в котором имеется тарельчатый затвор 9,

5 закрывающийся пружиной 10.

Тарельчатый затвор 9 открывается с помощью электромагнита 11, при этом трубопровод 7 промывки соединяется с трубопроводом 12 слива.

Перепад давления, возникающий между

0 входным 3 и выходным 4 трубопроводами при движении фильтруемой жидкости, контролируется устройством 13 измерения перепада давления, выход которого связан с входом ограничителя 14 вращения поворотного патрубка, а также с первым входом первого генератора 15 импульсов. Выход ограничителя 14 вращения связан с вторым входом первого генератора 15 импульсов. Первый выход первого генератора 15 импульсов соединен с исполнительным механизмом 6, второй выход соединен с первым входом счетчика 16 импульсов, первый выход которого связан с входом второго генератора 17 импульсов и входом реле 18 времени, а второй выход - с третьим входом первого генератора 15 импульсов, второй вход счетчика 16 импульсов соединен с выходом реле 18 времени. Выход второго генератора 17 импульсов связан с электромагнитом 11 клапана 8, установленного в трубопроводе промывки. Основным отличием работы предлагаемого фильтра от известного является то, что электромагнит И седельного клапана 8 включается посредством второго генератора 17 импульсов, время работы которого задается реле 18 времени. При этом клапан 8 непосредственно связан с трубопроводом 12 слива, минуя мерный бачок, что позволяет повысить скорость жидкости в фильтроэлементе при промывке. Соответственно, из схемы исключены датчики верхнего и нижнего уровней жидкости в мерном бачке. Фильтр работает следующим образом. Для удаления загрязнений из жидкости ее подают по входному трубопроводу 3 к фильтроэлементам 1, установленным по окружности в закрытом корпусе 2. Очищенная жидкость отводится по выходному трубопроводу 4. По мере загрязнения фильтроэлементов 1 увеличивается перепад давления меж,ду входным 3 и выходным 4 трубопроводами. Когда величина перепада давления превысит заданную, устройство 13 измерения перепада давления выдает сигнал начала промывки, который поступает на первый вход первого генератора 15 импульсов и на вход ограничителя 14 вращения. В результате на первом выходе первого генератора 15 импульсов появляется сигнал, по которому исполнительный механизм 6 начинает перемещать поворотный патрубок 5 из исходного нулевого положения до установки его под первым фильтроэлементом 1. После остановки поворотного патрубка 5 первый генератор 15 импульсов переносит сигнал включения со своего первого выхода на второй, при этом исполнительный механизм 6 возвращается в исходное состояние. Второй выход первого генератора 15 импульсов соединяется с первым входом счетчика 16 импульсов по сигналу включения в реле 18 времени. При отсутствии на втором входе счетчика сигнала включения на первом выходе счетчика 16 импульсов появляется сигнал, который включает второй генератор 17 импульсов и реле 18 времени. Второй генератор 17 импульсов функционирует таким образом, что при подаче сигнала на его вход он выдает импульсы заданной частоты и скважности до тех пор, пока сохраняется сигнал на его входе. На практике частота следования импульсов составляет 0,4-0,8 Гц, а их скважность (отнощение периода импульса к длительности паузы) составляет от 25-20. Параметры второго генератора 17 импульсов выбираются исходя из следующих соображений. Длительность импульса должна быть несколько большей времени открытия тарельчатого затвора 9, а пауза между импульсами должна быть несколько большей времени закрытия тарельчатого затвора 9. При поступлении импульса с второго генератора 17 импульсов срабатывает электромагнит 11, который преодолевая сопротивление пружины 10, открывает тарельчатый затвор 9 седельного клапана 8. Под действием перепада давления между выходным трубопроводом 4 и сливным трубопроводом 12 отфильтрованная жидкость, которая в данном случае используется в качестве промывочной жидкости, устремляется противотоком через фильтроэлемент 1, поворотный патрубок 5, трубопровод 7 промывки и клапан 8 в трубопровод 12 слива. При этом из пор фильтрующей поверхности фильгроэлемента 1 вымывается часть загрязнений. В трубопроводе 7 промывки после полного открытия тарельчатого затвора 9 устанавливается движение промывочной жидкости с максимально возможной для фильтра скоростью, определенной давлением жидкости на выходе фильтра и суммарным гидравлическим сопротивлением магистрали промывки, включающей фильтроэлемент 1, поворотный патрубок 5, трубопровод 7 промывки, клапан 8 и трубопровод 12 слива. По окончании первого импульса, поступившего от второго генератора 17 импульсов, электромагнит 11 обесточивается и тарельчатый затвор 9 резко закрывается под действием пружины 10 и гидродинамической силы, возникающей в движущейся жидкости и направленной в сторону его закрытия. Предлагаемая конструкция клапана 8 обеспечивает малое время его закрытия (на практике время закрытия клапана не превышает сотых долей секунды). Внезапная остановка движения жидкости в трубопроводе 7 промывки вызывает гидравлический удар. Ударная волна повышенного давления распространяется к фильтроэлементу 1 и вызывает отрыв трудноотделимых частиц от фильтрующей поверхности. После короткой паузы (на практике время паузы составляет 0,05-0,1 с) второй генератор 17 импульсов выдает следующий импульс, по которому снова происходит

открытие тарельчатого затвора 9, вымывание загрязнений и слив промывочной жидкости в сливной трубопровод 12. При этом с фильтрующей поверхности фильтроэлемента 1 вымывается и трудноотделяемая часть загрязнений, выбитая ударной волной.

Таким образом, процесс промывки каждого фильтроэлемента сопровождается серией гидроударов, обеспечивающих отрыв трудноотделяемых загрязнений с фильтрующей поверхности, что повыщает эффективность очистки фильтра..

Длительность промывки одного фильтроэлемента (на практике она составляет 20-30 с) определяется реле 18 времени. Реле 18 функционирует таким образом, что цо истечении заданного отрезка времени с момента подачи сигнала на его вход иа его выходе появляется сигнал. Этот сигнал поступает на второй вход счетчика 16 импульсов. При этом последний снимает сигнал со своего первого выхода, т. е. отключает второй генератор 17 импульсов, переводит в исходное положение реле 18 времени и устанавливает сигнал на своем втором выходе, который соединен с третьим входом первого генератора 15 импульсов. В результате первый генератор 15 импульсов переносит сигнал включения со своего второго выхода на первый выход, при этом происходят включение исполнительного механизма 6 и перемещение поворотного патрубка 5 от первого фильтроэлемента 1 к последующему. Дальнейщий процесс работы фильтра аналогичен. Этот процесс продолжается до тех пор, пока поворотный патрубок 5 не совершит полный оборот и не вернется в исходное нулевое

положение. Контроль положения поворотного патрубка 5 осуществляется ограничителем 14 вращения, который механически связан с поворотным патрубком 5. Ограничитель 14 вращения выдает сигнал включения промывки при любом положении патрубка 5, отличном от исходного. Этот сигнал, поступающий на второй вход первого генератора 15 импульсов, обеспечивает заверщение полного цикла промывки даже в том случае, когда устройство 13 измерения перепада давления прекращает подачу сигнала.

Таким образом, процесс промывки осуществляется до тех пор, пока перепад давления между входом и выходом фильтра не станет меньще заданного и пока поворотный патрубок не установится в исходное положение.

Применение предлагаемого фильтра позволяет повысить эффективность промьтки за счет создания серии гидроударов в трубопроводе промывки и, тем .самым, увеличить ресурс работы фильтроэлементов.

Экономическая эффективность предложенного фильтра обеспечивается за счет экономии фильтрующих материалов, так как благодаря эффективной очистке фильтрующей поверхности фильтроэлемента увеличивается ресурс фильтра, а также снижаются затраты на замену фильтроэлементов. Ресурс фильтра с противоточной промывкой фильтроэлементов, в котором создается серия гидроударов в промывочной жидкости, увеличивается примерно в два раза.

1. АВТОМАТИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР С ПРОТИВОТОЧНОЙ ПРОМЫВКОЙ ФИЛЬТРОЭЛЕМЕНТОВ, установленных в закрытом корпусе по окружности, содержащий входной и выходной трубопроводы, поворотный патрубок с исполнительным механизмом, трубопровод промывки, клапан с электромагнитом, установленный в трубопроводе промывки, устройство измерения перепада давления, ограничитель вращения поворотного патрубка, первый генератор импульсов и счетчик импульсов, вход и выход которого связаны соответственно с выходом и входом первого генератора импульсов, а выход устройства измерения перепада давления соединен через ограничитель вращения и первый генератор импульсов с исполнительным механизмом поворотного патрубка и непосредственно с первым генератором импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности промывки фильтроэлементов за счет создания серии гидроударов в трубопроводе промывки, фильтр дополнительно содержит второй генератор импульсов и реле времени, при этом входы второго генератора i импульсов и реле времени соединены с выходом счетчика импульсов, выход второго (Л генератора импульсов связан с электромагнитом клапана, а выход реле времени соединен с входом счетчика импульсов. 2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что клапан, установленный в трубопроводе промывки, выполнен седельным двухходовым и нормально закрытым. С5 сд 4 СО 1чЭ