ФИЛЬТРУЮЩИЙ КОЛПАЧОК

Полезная модель относится к конструкциям дренажно-распределительных устройств в области фильтрации и может быть использовано в установках очистки газов, воды или других жидкостей в промышленности, энергетике и коммунальном хозяйстве.
Работоспособность насыпных фильтров и продолжительность их фильтроциклов во многом определяется качеством отмывки и регенерации фильтрующего слоя. Качество отмывки зависит от равномерности распределения промывной жидкости или регенеранта по сечению фильтра. Равномерность распределения обеспечивается конструкцией внутрикорпусного распределительного устройства (РУ) и дренажно-распределительного устройства (ДРУ). Применяемые на практике конструкции ДРУ можно условно разделить на сетчатые и тонкостенные щелевые.
Известен фильтр с дренажным элементом тонкостенного щелевого типа, колпачки которого выполнены из колец, образующих в сборе полусферу. Щели в колпачке имеют горизонтальное расположение или могут быть выполнены по образующим конусов, вершины которых расположены в центре сферы. Кольцевая щель должна обеспечивать кольцевой поток (сток с колпачка) и равномерное распределение жидкости по периферии колпачка и по сечению фильтра. (см. а.с. СССР №1509107, МПК 4 В01D 21/38, 1989).
Недостатком такой конструкции является сложность получения кольцевой щели одинаковой ширины, что приводит к протеканию жидкости преимущественно через участки щели с наибольшей шириной. На участках щелей с меньшей шириной образуются застойные зоны, в которых регенерация не происходит.
Известен фильтрующий колпачок, содержащий втулку и расположенный на ней сжатый крышками пакет колец со скошенными кромками и тупиковыми пазами для образования основных фильтрующих щелей. При этом на крышках выполнены дополнительные фильтрующие щели (см. а.с. СССР №1558428, МПК 5 В01D 24/38, 1990 г.).
Недостатком данного решения является сложность изготовления каждого из колец, требующая большого расхода металла, а также низкая пропускная
способность колпачка, связанная с высоким сопротивлением трению о стенки щелей при истечении жидкости.
Известен дренажный элемент, выполненный в виде набора колец с выступами, размещенных в перфорированных цилиндрах (см. а.с. СССР №1011161, МПК 3 B01D 23/20, 1983 г.)
Недостатком такого дренажного элемента является сложность изготовления, низкая ремонтопригодность.
Известен фильтрующий колпачок, состоящий из кольцевых насадок, образующих горизонтальные щели, в котором отдельные кольца на одной стороне снабжены серией по-разному глубоких дыр и на другой стороне такими же по высоте выступами, причем выступы устанавливаются соответственно в дыры той же самой глубины (см. патент DE №1032223, МПК 6 В01D 24/12, 1958 г.).
Недостатком известного устройства является сложность изготовления кольцевых насадок устройства, а также трудоемкость сборки колпачка, поскольку необходимо подбирать расположение кольцевых насадок.
Наиболее близким решением является фильтрующий колпачок, состоящий из корпуса с закрепленным на нем пакетом плоских пластин с центральным отверстием. В колпачке пакет пластин набран из поочередно расположенных фильтрующих и дистанционирующих пластин. Взаимная конфигурация дистанционирующих пластин и внутренних отверстий фильтрующих пластин выбраны таким образом, чтобы полость внутренних отверстий фильтрующих пластин сообщалась с фильтрующей поверхностью. Наружные размеры дистанционирующих пластин меньше наружных размеров фильтрующих пластин на величину, равную, по крайней мере, десятикратной толщине дистанционирующей пластины (см. патент РФ №2295378, МПК B01D 24/38 (2006.01), 2007 г.).
Недостатком данного устройства является сложность конструкции, необходимость изготовления дистанционирующих пластин сложной конфигурации, сложность сборки фильтрующего колпачка, сопряженная с необходимостью точного позиционирования пластин относительно друг друга (для чего на пластинах выполнены дополнительные отверстия). Кроме того, производительность фильтрующего колпачка снижена из-за того, что отверстия фильтрующих пластин перекрыты дистанционирующими пластинами.
Задача, решаемая полезной моделью - упрощение конструкции, снижение трудоемкости изготовления фильтрующего колпачка, повышение производительности, снижение сопротивления протеканию жидкости через колпачок.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном фильтрующем колпачке, содержащем корпус с закрепленным на нем пакетом плоских пластин с центральным отверстием, причем пакет пластин набран из поочередно расположенных фильтрующих и дистанционирующих пластин в соответствии с полезной моделью, фильтрующие и дистанционирующие пластины выполнены тонкостенными, одинакового внутреннего и наружного диаметра, а рабочая поверхность плоских фильтрующих пластин выполнена в виде чередующихся выступов и впадин.
Корпус фильтрующего элемента выполнен в виде полой трубы с отверстиями в стенках, расположенными в рабочей зоне
Корпус фильтрующего колпачка выполнен в виде двух опорных шайб, соединенных фиксирующими шпильками.
Технический результат от использования полезной модели заключается в том, что выполнение фильтрующего колпачка, содержащего корпус с закрепленным на нем пакетом плоских пластин с центральным отверстием, в котором пакет пластин набран из поочередно расположенных фильтрующих и дистанционирующих пластин выполненных тонкостенными, одинакового внутреннего и наружного диаметра, а рабочая поверхность плоских фильтрующих пластин выполнена в виде чередующихся выступов и впадин, позволяет упростить конструкцию, снизить трудоемкость изготовления фильтрующего колпачка при повышении производительности и снижении сопротивления трения жидкости о поверхность щелей.
Выполнение фильтрующих и дистанционирующих пластин тонкостенными, одинакового внутреннего и наружного диаметра позволяет повысить производительность, снизить сопротивление трения жидкости о поверхность щелей и повысить производительность колпачка.
Выполнение рабочей поверхности плоских фильтрующих пластин в виде чередующихся выступов и впадин позволяет при снижении трудоемкости изготовления колпачка повысить его производительность.
Фиг.1 - фильтрующий колпачок
Фиг.2 - сечение А-А фиг.1
Фиг.3 - сечение Б-Б фиг.1
Фиг.4 - вид В фиг.1 (в увеличенном масштабе)
Фиг.5 - вид Г фиг.1 (в увеличенном масштабе)
Фиг.6 - вариант исполнения колпачка с корпусом в виде опорных шайб, соединенных шпильками
Фиг.7 - вариант исполнения колпачка с корпусом в виде опорных шайб, соединенных шпильками.
Фильтрующий колпачок представляет собой корпус 1, выполненный в виде полой трубы с отверстиями 2 в стенках, расположенными в рабочей зоне. На корпусе при помощи опорных шайб 3, 4 и гайки 5 закреплен пакет плоских пластин. Пакет пластин набран из поочередно расположенных фильтрующих 6 и дистанционирующих 7 пластин. Фильтрующие 6 и дистанционирующие 7 пластины выполнены тонкостенными, одинакового внутреннего d и наружного D диаметра.
Корпус также может быть выполнен в виде двух опорных шайб 3, 4, соединенных фиксирующими шпильками 8. Причем нижняя опорная шайба 4 соединена со штуцером 9. Шпильки 8 могут быть расположены либо вне пластин и служить центрирующим элементом для пластин 6, 7. Либо шпильки 8 могут проходить через отверстия 10, выполненные в пластинах 6, 7.
Рабочая поверхность плоских фильтрующих пластин 6 выполнена в виде чередующихся плоских выступов 11 и впадин 12, обеспечивающих наличие щелей 13 меду пластинами 6, 7.
Тонкостенные фильтрующие 6 и дистанционирующие 7 пластины, имеющие одинаковые внутренний d и наружный D диаметры позволяют снизить сопротивление трения жидкости о поверхность щелей 13 и повысить производительность колпачка. Выполнение пластин 6, 7 одинакового размера уменьшает трудоемкость изготовления, т.к. позволяет использовать для вырубки пластин одно и то же оборудование без переналадки.
Устройство работает следующим образом. При фильтрации фильтрующая среда проходит через фильтрующий слой насыпного материала, например, ионообменной смолы, далее следует через щели 14 фильтрующего колпачка, расположенные по его торцу. Фильтрующая среда, проходя по щелям 13 между фильтрующими пластинами 6 и дистанционирующими пластинами 7, образованной за счет выполненных на рабочей поверхности фильтрующих пластин плоских выступов 11 и впадин 12, поступает в центральное отверстие 15
диаметром d и через приемные отверстия 2 в корпусе попадает в дренажную систему фильтра, из которой через выходной патрубок фильтра проходит в трубопровод.
При выполнении корпуса колпачка в виде двух опорных шайб 3, 4, соединенных фиксирующими шпильками 8, фильтрующая среда из щелей 13 поступает в центральное отверстие 15 диаметром d и далее отводится через штуцер 9 в дренажную систему фильтра.
При регенерации и отмывке поток регенерирующего раствора имеет обратный ход, т.е. из выходного патрубка проходит в дренажную систему, затем в корпус колпачка, через приемные отверстия 2 и, разбиваясь на отдельные минипотоки, в центральное отверстие 15 фильтрующих 6 и дистанционирующих 7 пластин и затем в щели 13 между пластинами. Через фильтрующий край щелей 14 регенерирующий раствор попадает в объем насыпного фильтрующего материала.
Поскольку дистанцирующие и фильтрующие пластины выполнены тонкостенными, использование данных колпачков приводит к наиболее полной и равномерной регенерации и отмывке фильтра, снижает сопротивление трению при истечении жидкости по щелям колпачка и повышает качество фильтрации в целом.
Разработанные колпачки могут производиться с использованием известного технологического оборудования по известной технологии.