ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ СРЕД

Полезная модель относится к устройствам очистки жидких сред, в частности - масел и топлива, преимущественно для тепловозных дизельных двигателей и бесперебойной подачи масла в систему смазки.
Известен автоматический самоочищающийся фильтр (патент РФ №2224577, МПК B01D 29/62, опублик. 27.02.2004, содержащий корпус с патрубками на входе и выходе, патрубок стока концентрата загрязнений, крышку, верхнюю и нижнюю опорные плиты, перпендикулярные оси вращения с соосными отверстиями, расположенными концентрично относительно оси вращения, по меньшей мере, в один диаметральный ряд, соединенные между собой дистанционной трубой со встроенным предохранительно-перепускным клапаном, фильтрующие элементы, преимущественно трубчатой формы с внутренней поверхностью фильтрации, вставленные в соосные отверстия верхних и нижних опорных плит, отверстия в нижней и верхней опорных плитах для прохода загрязненной жидкости внутри дистанционной трубы, предохранительный фильтр, приводную турбинку, соединенную с передаточным механизмом, при этом в фильтр встроено вращающееся вокруг оси золотниково-распределительное устройство промывки фильтрующих элементов, соединенное с передаточным механизмом и состоящее, по меньшей мере, из одного верхнего и одного нижнего рычагов обратной промывки с отверстиями, и одного нижнего и одного верхнего рычагов прямой промывки с сопловыми отверстиями, каналы в верхнем и нижнем рычагах обратной промывки соединены с каналом трубчатой оси, установленной на подшипниках, размещенных в верхней и нижней опорных плитах, и соединяющейся с патрубком стока концентрата загрязнений, при регенерации фильтрующих элементов, отверстия в верхнем рычаге обратной промывки соединены с верхними отверстиями фильтрующих элементов, а нижние концы этих же фильтрующих элементов соединены с сопловыми отверстиями нижнего рычага прямой промывки и наоборот, что позволяет изменять направление потока обратной промывки концентрата загрязненной жидкости внутри фильтрующих элементов, по меньшей мере, дважды за один оборот золотниково-распределительного устройства.
Недостатком такого устройства является конструктивная сложность, обусловленная большим количеством деталей и конструктивных элементов, что ухудшает условия эксплуатации и снижает надежность работы устройства, а также низкая производительность.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является известный фильтр для очистки жидких сред (патент РФ №178808, МПК B01D 29/11, опублик. 19.04.2018), содержащий корпус, состоящий по крайней мере из двух секций, входной и выходной патрубки, а также патрубки стока концентрата загрязнений, крышку с проходными каналами для жидкой среды, при этом в каждой из секций размещены фильтрующие элементы цилиндрической формы, расположенные на трубчатом элементе с отверстиями, и уплотнительные элементы, внутри каждой секции соосно расположены верхний и нижний тонкостенные стаканы, обращенные открытыми торцами навстречу друг к другу с образованием первого кольцевого зазора между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью стаканов, второго кольцевого зазора между внутренней поверхностью стаканов и внешней поверхностью фильтрующих элементов и дополнительного зазора между открытыми торцами упомянутых стаканов, при этом в крышке расположен завихритель потока жидкой среды с обеспечением прохода закрученного потока жидкой среды в первый кольцевой зазор, причем на внешней поверхности нижнего стакана закреплены успокоители закрученного потока жидкой среды, выполненные в виде наклонных лопастей с обеспечением сброса концентрата загрязнений в нижнюю часть полости секции, выполненной конусообразной, при этом под днищем нижнего стакана в каждой секции расположена нажимная пружина, а патрубки стока концентрата загрязнений установлены в каждой секции корпуса в ее нижней части, а входной и выходной патрубки расположены на крышке с проходными каналами.
Недостатком такого устройства является значительные потери времени на техническое обслуживание, поскольку при эксплуатации известного фильтра приходится вручную через определенные промежутки времени отворачивать гайки на нижнем штуцере и сливать загрязненный концентрат в сливную емкость, а также недостаточная эффективность очистки, обусловленная тем, что из-за турбулентности потока очищаемой жидкости концентрат с загрязнениями будет частично подниматься обратно в полость фильтра.
Технический результат, заключающийся в повышении степени очистки жидкости за счет непрерывного удаления концентрата загрязнений при работе фильтра (самоочистка) и в улучшении условий эксплуатации за счет увеличения промежутка времени между регламентными работами по обслуживанию, достигается в фильтре для очистки жидких сред содержащем корпус, состоящий по крайней мере из двух секций, входной и выходной патрубки, расположенные на крышке с проходными каналами для жидкой среды, а также штуцер стока концентрата загрязнений, расположенный в нижней части каждой секции, в крышке расположен завихритель потока жидкой среды, в каждой из секций размещены фильтрующие элементы, расположенные на трубчатом элементе с отверстиями, внутри каждой секции соосно расположен тонкостенный стакан с образованием кольцевого зазора с внутренней поверхностью корпуса, в нижней части корпуса закреплены успокоители закрученного потока жидкой среды, выполненные в виде наклонных лопастей с обеспечением сбора концентрата загрязнений в нижнюю конусообразную полость секции, тем, что в нижней части каждой секции расположены узлы непрерывного удаления концентрата загрязнений, состоящие из стяжного элемента с проходным профильным осевым каналом и сообщающимся с ним радиальным каналом, втулки с проходными каналами и стержневого дросселя, соосного со втулкой, расположенной в осевом канале стяжного элемента, на верхней торцевой поверхности упомянутой втулки выполнено конусное углубление, в которое вставлен стержневой дроссель с обеспечением возможности вибрации дросселя в осевом направлении при прохождении жидкости с концентратом загрязнений через проходные каналы стяжного элемента и втулки, а штуцер стока концентрата загрязнений закреплен в нижней части стяжного элемента под упомянутой втулкой.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 приведена конструкция фильтра с двумя секциями с разрезом одной секции фильтра;
на фиг. 2 приведен вид на фильтр сверху;
на фиг. 3 приведен вид узла непрерывного удаления концентрата загрязнений (в увеличенном масштабе).
Фильтр для очистки жидких сред (фиг. 1, 2) содержит корпус, состоящий по крайней мере из двух секций 1 и 2, входной 3 и выходной 4 патрубки, расположенные на крышке 5 с проходными каналами 6 для жидкой среды, а также штуцер 7 стока концентрата загрязнений, расположенный в нижней части каждой секции 1 и 2.
В крышке 5 расположен завихритель 8 потока жидкой среды.
В каждой из секций 1 и 2 размещены фильтрующие элементы 9, расположенные на трубчатом элементе 10 с отверстиями.
Внутри каждой секции соосно расположен тонкостенный стакан 11 с образованием кольцевого зазора 12 с внутренней поверхностью корпуса и прижимной элемент 13 с гайкой 14.
В нижней части корпуса расположены успокоители 15 закрученного потока жидкой среды, выполненные в виде наклонных лопастей с обеспечением сбора концентрата загрязнений в нижнюю конусообразную полость секции.
В нижней части каждой секции 1 и 2 расположены узлы 16 непрерывного удаления концентрата загрязнений (фиг. 3), состоящие из стяжного элемента 17 с проходным профильным осевым каналом 18 и сообщающимся с ним радиальным каналом 19, втулки 20 с проходными каналами 21 и 22 и стержневого дросселя 23.
На верхней торцевой поверхности втулки 20 выполнено конусное углубление 24, в которое вставлен стержневой дроссель 23.
Стержневой дроссель 23 вставлен в конусное углубление 24 втулки 20 с обеспечением возможности вибрации дросселя в осевом направлении при прохождении жидкости с концентратом загрязнений через проходные каналы,
Штуцер 7 стока концентрата загрязнений расположен в нижней части стяжного элемента 17.
На крышке 5 расположен дополнительный штуцер с резьбовой заглушкой 25, предназначенной для «сброса» избыточного давления воздуха из полости фильтра при регламентных работах.
Предлагаемый фильтр работает следующим образом.
Фильтруемая жидкость по входному патрубку 3 и проходным каналам 6 в крышке 5 попадает в полость над завихрителем 8, который закручивает и направляет поток жидкости вниз в зону фильтрации, расположенную между внутренней стенкой секций корпуса 1 (2) и наружной стенкой тонкостенного стакана 11.
За счет центробежной силы происходит сепарация фильтруемой жидкости. Твердые и жидкие включения с большей плотностью, чем фильтруемая жидкость, отбрасываются к стенке корпуса, а вокруг наружной стенки стакана 11 проходит поток очищенной жидкости, который достигает зазора между стаканом 11 и успокоителем 15 и поступает внутрь стакана 11 к фильтрующим элементам 10, где происходит его фильтрация и далее очищенный поток жидкости поступает через отверстия в трубчатый элемент 10 далее в выходной патрубок 4 к потребителю.
Вращение потока жидкости, содержащего более плотные фракции (загрязнения), с помощью лопастей успокоителя 15, расположенных под углом к направлению вращения потока жидкости, затормаживается и поток из турбулентного превращается в ламинарный.
При этом происходит осаждение плотных фракций в виде загрязненного концентрата и его непрерывное удаление через проходные каналы 18, 19, 21 и 22 стяжном элементе 17 и втулки 20 с помощью стержневого дросселя 23, находящегося в колебательном движении в осевом направлении. Конусообразное углубление предназначено для центровки стержневого дросселя 23.
Жидкость, содержащая плотные фракции концентрата, проходит через зазор в канале 18, вызывая колебания дросселя (принцип действия, как у жидкостного свистка), которые не дают забиваться отверстию в канале 18 осажденными плотными фракциями, т.е. происходит самоочистка.
Жидкость, содержащая осажденные плотные фракции, из штуцера 7 сливается в фильтр-отстойник (не показан).
В предлагаемом фильтре не происходит уплотнения загрязняющих фракций в нижней конусообразной части секций, и отсутствует необходимость отворачивании гайки на штуцере (как в прототипе) для слива отстоя, а осуществляется постоянный вывод плотных фракций из нижней части полости секций через штуцер 7, т.е. осуществляется самоочистка фильтра от загрязнений. Дозирование при выводе загрязняющих фракций обеспечивается выбором размеров сечений проходных каналов в элементах 17 и 20, а также диаметром стержневого дросселя 23.
Таким образом предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность очистки жидкости за счет непрерывного удаления концентрата загрязнений при работе фильтра (самоочистка) и улучшить условия эксплуатации за счет увеличения промежутка времени между регламентными работами по обслуживанию фильтра.
Предлагаемый фильтр позволяет фильтровать жидкость с высокой степенью очистки при циклично изменяющихся объемах жидкости, проходящих через фильтр.
Детали и узлы фильтра не содержит сложных конструктивных деталей, изготавливаются из доступных материалов (сталь, пластмасса, фильтровальный материал и др.).
Увеличение количества секций с фильтрующими элементами позволяет повысить производительность фильтра.
Устройство прошло испытания, показало высокую надежность и эффективность в эксплуатации и находится в серийном изготовлении.
Конструкция фильтра позволяет осуществлять его монтаж в условиях локомотивных депо во время текущего ремонта тепловоза и капитального ремонта в условиях локомотиворемонтных заводов.