ПАТРОННЫЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к области фильтрования, а именно к жидкостным фильтрам, предназначенным преимущественно для очистки природных и сточных вод, а также нефтепродуктов от взвешенных загрязнений.
Известен фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус, разделенный трубными решетками на камеры исходной суспензии и фильтрата, распределительное устройство и фильтрующие элементы, установленные в трубных решетках и выполненные в виде перфорированной обоймы с отверстиями в торцах и размещенным внутри фильтрующим материалом и каркасом из пластин (патент США №3416669, Кл. 210-333, оп. 1968 г.).
Недостатком фильтра является малоэффективная очистка фильтрующего материала от загрязнений при промывке его, так как промывка осуществляется при большом расходе промывной воды, подаваемой в обратном фильтрующем потоку направлении.
Известен самоочищающийся фильтр, содержащий установленные неподвижно в корпусе фильтрованные элементы трубчатой формы с внутренней поверхностью фильтрования, с одним из концов, имеющим форму тупика, сгруппированные внутри фильтра вокруг оси вращения. Во входной камере фильтра, имеется промывное устройство, состоящее из рычага обратной промывки с каналом, соединенным с патрубком стока концентрата загрязнений, вращающееся вокруг оси фильтра. Это устройство приводится во вращение от приводного устройства через понижающий передаточный механизм и последовательно соединяется с открытыми концами фильтровальных элементов (патент Франции №2374935, Кл. BOI D 29/24, 1976)
Недостатком данного фильтра является неполная очистка по длине неподвижных фильтровальных элементов при их регенерации, ухудшающаяся по мере приближения к их тупиковым концам.
Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату является фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус, выполненный в виде трубы, фильтрующие патроны с открытыми концами в сторону поступающего в корпус потока очищаемой жидкости, и со снабженными запорными клапанами на противоположных концах для выпуска фильтровальных загрязнений в дренажную систему. Фильтровальные патроны, расположенные вдоль трубчатого корпуса, сгруппированы в каждом секторе трубы, образованном глухими радиальными перемычками. Отфильтрованная жидкость в каждом секторе потоком вдоль оси трубчатого корпуса отводится потребителю, а очистка фильтрующих патронов осуществляется с помощью промывного устройства с вращающимся от электродвигателя полым коленом по сигналу от датчика, фиксирующего перепад давлений поступившей и отфильтрованной жидкости (авторское свидетельство СССР №654265, Кл. BOI D 27/12, опубл. 30.03.79 - прототип).
Недостатками прототипа являются:
- сложность конструкции;
- недостаточно высокая эффективность работы вследствие неоптимального расположения фильтрующих патронов в камере корпуса фильтра;
- высокая стоимость устройства из-за применения в конструкции агрегата для очистки фильтрующих патронов.
Техническим результатом полезной модели является создание новой конструкции патронного фильтра, обладающей простой, высокой эффективностью работы и невысокой стоимостью.
Технический результат достигается в новой конструкции патронного фильтра, содержащего корпус, имеющий форму трубы, фильтрующие патроны, расположенные внутри корпуса с направлением фильтрации изнутри наружу, а направлением промывки - снаружи вовнутрь, патрубки: подачи очищаемой жидкости к входам фильтрующих патронов, отвода потребителю фильтрата из корпуса, сброса в дренаж грязи через автоматические запорные клапаны после промывки патронов, датчики расположенные снаружи корпуса и фиксирующие разность давлений между фильтратои внутри корпуса и очищаемой жидкостью внутри каждого патрона, при этом датчики связаны с соответствующими автоматическими запорными клапанами патрубков сброса грязи в дренаж после промывки патронов, в котором, согласно полезной модели, на патрубках подачи очищаемой жидкости смонтированы автоматические запорные клапаны, связанные с соответствующими датчиками давления, при этом фильтрующие патроны расположены и закреплены в два ряда под углом друг к другу.
В конструкции такого патронного фильтра использовано гораздо меньше рабочих узлов, чем в конструкциях аналогичного назначения, что свидетельствует о ее простоте.
Оптимальное расположение фильтрующих патронов в корпусе фильтра позволяет повысить эффективность его работы.
Оригинальность конструкции заявляемого патронного фильтра позволяет избежать применения специального промывочного устройства, что намного сокращает себестоимость заявляемого устройства.
Сопоставительный анализ заявленного устройства и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемой полезной модели по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию полезной модели «новизна».
Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, заключающийся в создании новой конструкции патронного фильтра, обладающей простотой, высокой эффективностью работы и низкой себестоимостью.
Использование заявляемой модели в области жидкостного фильтрования обеспечивает ей соответствие критерию «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель изображена на чертежах: фиг.1 - общий вид патронного фильтра; фиг.2 - разрез по A-A фиг.1.
Патронный фильтр содержит корпус 1, имеющий форму трубы, фильтрующие патроны 2, расположенные внутри корпуса 1 и имеющие направление фильтрации изнутри наружу, а направление промывки снаружи вовнутрь, патрубки: 3 - подачи очищаемой жидкости к входам фильтрующих патронов 2, 4 - отвода потребителю фильтрата из корпуса 1, 5 - сброса в дренаж грязи через автоматические запорные клапаны 6 после промывки патронов 2, датчики - 7, расположенные снаружи корпуса 1 и фиксирующие разность между давлениями фильтрата внутри корпуса 1 и очищаемой жидкости внутри каждого патрона 2, при этом датчики 7 связаны с соответствующими автоматическими запорными клапанами 6 патрубков 5 сброса в дренаж грязи после промывки патронов 2, причем на патрубках 3 подачи очищаемой жидкости смонтированы автоматические клапаны 8, связанные с соответствующими датчиками давления 7, при этом фильтрующие патроны 2 расположены и закреплены в два ряда под углом друг к другу.
Количество фильтрующих патронов 2 внутри одного патронного фильтра выбирается, исходя из потребности, но не менее 4-х для обеспечения промывки одного из них (из 3-х патронов берут фильтрат для промывки четвертого). Торцы корпуса 1 могут быть заглушены или оборудованы фланцами для соединения корпусов патронных фильтров друг с другом последовательно или для установки крышек.
Материалом для изготовления фильтрующего патрона могут быть любые полимерные материалы, при этом их конструкции могут быть мембранными, сетчатыми, щелевыми и другими, обеспечивающими фильтрацию изнутри патрона наружу, а промывку снаружи вовнутрь.
Корпус патронного фильтра может быть изготовлен из титана или конструкционных сталей.
Патронный фильтр работает следующим образом.
Подлежащая очистке жидкость подается по патрубкам 3 внутрь фильтрующих патронов 2 при закрытом автоматическом запорном клапане 5. При этом создается напор поступающей в патрон 2 очищаемой жидкости, под действием которого производится фильтрация ее через стенку патрона 2, и выход ее в виде фильтрата во внутреннее пространство корпуса 1 фильтра. Откуда фильтрат через патрубок 4 отводится потребителю.
В процессе фильтрации взвешенные частицы и другие загрязнения очищаемой жидкости задерживаются в порах стенки каждого фильтрующего патрона, в результате чего уменьшается фильтрация и возрастают потери напора в одном или нескольких патронах. При достижении величины перепада давления очищаемой жидкости в одном из патронов и фильтрата в корпусе фильтра заданного установленного предела, фиксируемого датчиками давления 7, начинается промывка этого патрона. При этом по сигналу датчика 7 открывается автоматический запорный клапан 8 патрубка 5 и закрывается автоматический запорный клапан 6 на входном патрубке 3 этого патрона. После чего осуществляется промывка патрона фильтратом вследствие повышения давления фильтрата в полости корпуса при одновременной работе в режиме фильтрации остальных патронов. При промывке происходит продавливание грязи фильтратом внутрь патрона и вынос ее в дренаж через открытый клапан 8. При снижении величины перепада давления до установленного значения по сигналу датчика давления 7 происходит закрытие клапана 8, открытие клапана 6 и возвращение работы этого патрона в режим фильтрации.
Предлагаемый патронный фильтр обладает простой конструкцией, повышенной эффективностью работы и меньшей себестоимостью по сравнению с прототипом.