Спиральный фильтр Советский патент 1988 года по МПК B01D29/44 B01D29/48 

1

Изобретение относится к фильтрованию жидкостей и газов через спи- .ральные фильтры, может быть использовано для фильтрования радиоактивных и агрессивных газовой и жидкой дисперсионных, сред на атомных и тепловых электростанциях, в быту для очистки воды, в автомобилях для очистки масел и воздуха, в пищевой и строительной промышленности при производстве красящих пигментов, в нефтяной и химической промьппленнос- ти. .

Цель изобретения - упрощение конструкции фильтра.

На фиг. 1 представлен спиральный фильтр, работающий под давлением, в режиме фильтрования, общий вид; на фиг, 2 - то же, в режиме регенерации; на фиг. 3 - то же, под разрежением; на фиг. 4 - фильтрующий элемент, вид сверху; на фиг. 5 - схема устройства для изготовления фильтрующего элемента.

Фильтр состоит из корпуса 1 с подводящим патрубком 2 и отводящим патрубком 3 фильтрата, вертикально установленного в корпусе фильтрующего элемента в виде спирали 4. Витки 5 спирали 4 выполнены в виде многоугольников, вершины которых смещены одна относительно другой. Корпус 1 содержит щтуцер 6 для слива загряз нений. В случае работы фильтра под . разрежением отводящий патрубок 3 фильтрата соединен с разделительной емкостью 7 (фиг. 3).

Устройство для изготовления филы ра включает многогранный пруток 8, закрепленный в патроне 9 токарного станка и поджатый центром 10, ролики 11-13 для создания натяжения прово локи, плиту 14, зажатую в резцедержателе 5 станка.

Проволоку наматывают виток к витку на многогранный пруток 8, который вращается в патроне токарного станка. Натяжение проволоки осуществля- ют путем трехкратного перегиба проволоки между роликами 11 - 13. При необходимости усилие натяжения изменяют путем увеличения или уменьшения узла перегиба проволоки. Для этого расстояние между роликами уменьшают или увеличивают. Подача резцедержателя 5 подбирается близкой к диаметру проволоки. После намотки на пруток проволоку обрезают между ро

680032

ликом 11 и прутком 8. Силы упругости, накопившиеся в проволоке во время намотки, заставляют ее раскру5 чиваться, что ведет к смещению многоугольных витков относительно друг друга. Затем полученную спираль снимают с оправки, отжигают в сжатом состоянии и приваривают к ней ку и штуцер.

Указанным способом изготовлены фильтруюш;ие элементы из нержавеющей стали (проволоки 1 2 и 0,72 мм) с внешними диаметрами от 15 до 40 мм.

If Путём изменения числа углов в витках спирали, а также при изменении усилий натяжения проволоки максимальную величину фильтрующих зазоров получают от 6 до 140 мкм. Межвит20 совые фильтрующие зазоры S образуются между смежными многоугольньми витками 5, вершины которых смещены относительно друг друга (фиг. 4). Величина смещения верщин многоуголь25 ных витков относительно друг друга I), угол при вершине многоугольников oi, и радиусы округления вершин .многоугольников г определяют величину виткового зазора 5 . Максимальная ве30 личина зазора S получается, когда вершины предыдуш 1х находятся между двумя вершинами последующих витков: угол сдвига в этом случае равен половине центрального угла у . Б других случаях величина 8 уменьшается и достигает нуля при / J . Для расчета максимальной величины зазора можно использовать формулу, выведенную из геометрических построений:

40

35

,-R.-d-r(--l-7.5 - l)/-d,

где R, - радиус окружности, вписанной в многоугольный виток; 45 К.2 радиус окружности, описанной около многоугольного витка; d - диаметр проволоки; г - радиус скругления вершин многоугольников;

gQ о. - угол при вершине многоугольника ,

Фильтр работает следующим образом. Во время фильтрования при проходе потока .жидкости через патрубок 2 и. gg фильтрующий элемент снарз жи последнего возникает перепад давления, Давление снаружи фильтрующего элемента больше, чем внутри, так как поток жидкости теряет часть своей энергии

3- . j

по ходу движения, преодолевая гидрав лическое сопротивление фильтрующего элемента. Этот перепад давления и является той силой, которая, действуя по .закону Паскаля одинаково по всей наружной поверхности фильтрующего элемента, заставляет сжиматься витки 5 спирали 4 до их соприкосновения друг с другом. Сомкнувшись,, витки 5 спирали 4 сохраняют межвит- ковые зазоры в течение всего времени фильтрования, пока сохраняется или растет перепад давления на фильтрующем элементе за счет подачи фильтруемой жидкости. При этом высота фильтрующего элемента минимальна и равна Н (фиг/ 2), Во время регенерации поток жидкости направляется через фильтрующий элемент в обратном направлении через патрубок 3. Давле- .ние жидкости внутри фильтрующего элемента становится больше, чем снаружи: в этом случае избыток давления оказывается внутри фильтрующего элемента и растягивает спираль 4 до тех пор, пока силы упругости, возникающие в проволоке при растяжении, не уравновесятся гидродинамическим потоком промывной жидкости. Во время регенерации высота фильтру-

68003 .

ющего элемента увеличивается на величину iH, а по окончании регенерации, которая обычно длится 5-7 с, подача промывной жидкости внутрь фильтрующего элемента прекращается и он возвращается в исходное положение, уменьшаясь по высоте до величины, близкой к Н.

0 Использование предлагаемого фильтра позволяет обеспечить устойчивую его работу без дополнительных деталей, возможность получения межвит- ковых зазоров в широком диапазоне пу15 тем изменения усилия натяжения проволоки при намотке спирали или путем изменения числа углов в витках спирали.

20 Формула изобретения

Спиральный фильтр, содержащий корпус с пoдвoдяш м и отводящим патрубками, вертикально установленный в

25 корпусе фильтрующий элемент в виде спирали, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции фильтра, витки спирали выполнены в виде многоугольников, вершины ко30 торых смещены относительно друг друга.

Изобретение относится к отраслям промышленности, эксплуатирующим и изготавливающим фильтры для очистки жидкости или газа от дисперсной фазы. Цель изобретения - упрощение конструкции фильтра. Межвитковые фильтрующие зазоры в фильтрующем элементе спирального фильтра образо - ваны многоугольными витками, вершины которых смещены одна относительно другой. Смещение многоугольных витков производят силами упругости самой проволоки, которые приводят в действие путем обрубки ее между натягивающими роликами и многоугольным прутком, зажатым в патроне токарного станка, по окончании намотки спирали. К спирали, снятой с прутка, приваривают крышку и штуцер. Полученный спираль- нЬш фильтрующий элемент при фильтровании снаружи под воздействием давления фильтруемой жидкости или газа сжимается, а при регенерации от воздействия обратного потока жидкости или газа растягивается, что облегчает регенерацию фильтрующего элемента. Величина получаемого зазора зависит от радиуса вписанной в многоугольный виток окружности R, радиуса описанной около многоугольного витка окружности R, диаметра проволоки d, радиуса округления про- волоки в вершинах многоугольных витков г и угла при вершине многоугольного витка ot . Перечисленные величины служат для расчета максимально возможного зазора S по формуле S ,-а-г/(/созйг,/2- l). 5 ил. : 50

ФичЛ

а рйзнения

Фи9.2

0г/г.

Фиг. 5