ФИЛЬТР САМООЧИЩАЮЩИЙСЯ
SELF-CLEANING FILTER

Изобретение относится к самоочищающимся фильтрам непрерывного действия для фильтрации жидкостей и может быть использовано в энергетике и в разных отраслях промышленности для фильтрования воды и других жидкостей.
Во многих технологических процессах широко применяются фильтры непрерывного действия. Так, например, при подготовке питательной воды энергетических котлов, первой стадией является очистка сырой воды на фильтре от механических примесей.
Конструкции фильтров представляют собой большое многообразие, однако, вопросы повышения надежности эксплуатации, снижения затрат энергии, уменьшения массогабаритных характеристик и стоимости, всегда актуальны и побуждают к поиску новых технических решений.

Традиционно применяемые самоочищающиеся фильтры с регенерацией фильтрующих элементов противоточной промывкой, как правило, имеют движущие механизмы - ручное или механическое устройство, перемещающее или приводящее во вращательное движение распределительное устройство, подключающее отдельные фильтрующие элементы фильтра для их регенерации противоточной промывкой. При этом применяются электрические или пневматические привода. (HYDAK Autofilt RF6 (http://www.hydac.com.ru/filter-rf6.pdf), патент RU 2064325 Автоматический самоочищающийся фильтр с регенерацией фильтроэлементов противоточной промывкой. Известно, что движущиеся механизмы всегда требуют повышенного внимания при эксплуатации, технического обслуживания, ремонта, а также снижают надежность при эксплуатации. Кроме того, вал привода, проходящий через крышку корпуса фильтра, требует надежного герметичного уплотнения и периодического обслуживания. Наличие уплотнения вала ограничивает давление проведения процесса фильтрации. Как правило, рабочее давление фильтров такой конструкции не превышает 1 МПа.
Многие конструкции самоочищающихся фильтров имеют сдвоенные попеременно подключаемые для работы и регенерации фильтрующих элементов корпуса фильтров. При этом попеременно в одном корпусе осуществляется процесс фильтрации, а в другом - процесс регенерации фильтрующих элементов противоточной промывкой (CN 201940104 (U) - Double-cylinder filter). RU 165331 (U1) - СЕПАРАТОР КОМБИНИРОВАННЫЙ САМООЧИЩАЮЩИЙСЯ). К недостаткам фильтров такой конструкции следует отнести также повышенные массогабаритные характеристики.
Задачей настоящего изобретения является создание компактного, энергосберегающего самоочищающегося фильтра без электрических и других приводов, без вращающихся или перемещающихся деталей.
Задачей настоящего изобретения также является создание самоочищающегося фильтра, способного работать при требуемом заданном давлении фильтруемой жидкости.
Для решения поставленных задач предлагается конструкция самоочищающегося, непрерывно работающего, вертикально устанавливаемого фильтра, включающая цилиндрический корпус с фланцевым разъемом в верхней части. На фланце концентрично корпусу, вдоль его продольной оси, закреплен цилиндрический перфорированный каркас фильтрующего элемента с глухим нижним днищем и верхним днищем, соединенным с патрубком выхода отфильтрованной жидкости. На каркасе фильтрующего элемента закреплена сетка, при этом размер ячейки сетки определяет максимальный размер частиц, подлежащих отделению от фильтруемой жидкости.
В кольцеобразное пространство между цилиндрическим корпусом фильтра и цилиндрическим фильтрующим элементом, а также в цилиндрическое пространство между нижним днищем фильтрующего элемента и нижним днищем фильтра вдоль его продольной оси установлена глухая перегородка, разделяющая эти пространства на две полости. Каждая полость соединена со своим патрубком входа жидкости, подлежащей фильтрации и выхода жидкости при противоточной промывке фильтрующего элемента.
Такое конструктивное выполнение фильтра решает поставленные выше задачи настоящего изобретения. Фильтрующий элемент размещен в одном компактном цилиндрическом корпусе. В конструкции фильтра отсутствуют вращающиеся детали и уплотнительные элементы.
В дальнейшем изобретение поясняется конкретным примером его выполнения и прилагаемыми чертежами фиг. 1, 2 и 3, на которых схематично изображены:
Фиг. 1 Продольный разрез фильтра (сечение Б-Б) с размещенным в нем фильтрующим элементом.
Фиг. 2 Поперечный разрез фильтра (сечение А-А).
Фиг. 3 Направления перемещения потоков среды при фильтрации и обратной промывки фильтрующих элементов полостей фильтра в продольном и поперечном сечении фильтра.
Фильтр содержит цилиндрический корпус 1 с нижним днищем 2 и в верхней части фланцевый разъем 3. На фланце 4 концентрично корпусу, вдоль его продольной оси, закреплен цилиндрический перфорированный каркас фильтрующего элемента 5 с глухим нижним днищем 6 и верхнем днищем 7, соединенным с патрубком выхода отфильтрованной жидкости 8. На каркасе фильтрующего элемента закреплена сетка 9. Кольцеобразное пространство 10 между цилиндрическим корпусом фильтра 1 и цилиндрическим фильтрующим элементом 11, а также в полость цилиндрического пространства 12 между нижним днищем 6 фильтрующего элемента 11 и нижним днищем фильтра 2 вдоль его продольной оси установлена глухая перегородка 13, разделяющая эту полость на две отдельные полости 14 и 15. Каждая полость соединена со своим патрубком 16 и 17 входа жидкости, подлежащей фильтрации и патрубками 18 и 19 выхода жидкости при обратной продувке фильтрующего элемента. Патрубки 16 и 17 входа жидкости, подлежащей фильтрации через трехходовой клапан 20 соединены с патрубком 21 подачи жидкости на фильтр, а патрубки 18 и 19 выхода жидкости при обратной продувке фильтрующего элемента через трехходовой клапан 22 соединены с патрубком 23 выхода жидкости при обратной продувке полостей фильтрующего элемента.
Принцип действия фильтра согласно изобретению состоит в том, что среда, поступающая на фильтрацию, например вода, проходит через трехходовой клапан и поступает в одну из полостей фильтра, далее проходит через фильтрующий элемент этой полости, ограниченный вертикальной перегородкой. Отфильтрованная вода поступает во внутреннюю цилиндрическую полость фильтрующего элемента, а из нее, через патрубок в верхней части фильтра выводится потребителю. При соединении трехходового клапана на дренажной линии с другой полостью происходит процесс очистки фильтрующего элемента этой полости противоточной промывкой. Время непрерывной работы каждой полости фильтра по проведению процессов фильтрации, а также время, требуемое для противоточной промывки, определяется для каждых конкретных условий.
Управление трехходовыми клапанами может быть как ручное, так и автоматическое.
Такое техническое решение конструкции фильтра обеспечивает непрерывность фильтрации, компактность конструкции и простоту управления.