ФИЛЬТР

Техническое решение относится к области машиностроения и может использоваться при проектировании и изготовлении оборудования для очищения технологических, оборотных и сточных вод в тепло и водоснабжении коммунального и сельского хозяйства, а так же в горной и химической промышленности.
Известный фильтрующий элемент для очищения воды [1], что содержит корпус с входным и выходным патрубками и крышку. В середине корпуса расположены два фильтрующие элемента в виде мешков. Фильтрующие элементы расположены один над другим.
Недостатком такого фильтра является то, что исходный патрубок расположен в нижней части корпуса. Это значит, что частички грязи будут выноситься через этот патрубок.
Также известный ряд решений [2], [3], [4]. Указанные технические решения имеют корпус с патрубками. В середине корпусов размещена загрузка из самых разных материалов: деревянной коры, стружки, тирсы, торфа, целолиту, пенопласта.
Недостатком таких фильтров является частое загрязнение фильтрующей загрузки. Для очищения от грязи загрузку промывают. Но не все материалы экономически выгодно промывать. Затраты на промывку часто занимают много времени и воды. Они бывают на столько большими, что составляют стоимость, больше стоимости фильтрующего материала. В таком случае, фильтрующий материал заменяют. Для этого необходимо иметь запас этого материала, обеспечив его хранение, с поддержкой качества. Это пользователю фильтра придает некоторые неудобства.
Известный фильтр для очистки воды [5]. Который включает корпус, в середине которого находится фильтрующая загрузка. На трубопроводе, который подходит к корпусу, расположены магниты. Таким образом, на жидкость, которая проходит в трубопроводе, действует магнитное поле. Металлоемкие частички грязи прилипают к внутренней поверхности трубопровода. На выходе воды из трубопровода в корпус, давление и скорость быстро уменьшаются. Металлоемкие частички грязи успевают прилипнуть к металлической стенке корпуса. Кроме того, к недостаткам данного фильтра есть то, что выход очищенной воды расположен внизу корпуса. Это может привести к выносу частичек грязи чистой водой.
Также известный фильтр для очистки воды [6], который имеет корпус с крышкой сверху, в середине корпуса размещена фильтрующая загрузка. Над фильтрующей загрузкою расположены магниты (система магнитной коррекции), действующая на воду. Над магнитами установленный трубопровод, который подает воду. В середине фильтрующей загрузки размещена система электродов. Обе указанные системы подключены к постоянному току. В нижней части корпуса установленный трубопровод отвода чистой воды и трубопровод отвода промывной воды.
Указанный фильтр также имеет некоторые недостатки. Так, фильтр имеет одну крышку. При замене фильтрующей загрузки, необходимо полностью отделить фильтр от трубной обвязки.
В процессе работы фильтра вода с частичками грязи попадает на магниты, что приводит к налипанию последних. Эффективность работы фильтра быстро снижается.
Для устранения указанных недостатков поставленная задача, создать фильтр надежный в работе и удобный в обслуживании.
Для решения поставленной задачи предложенный фильтр, как и известный, содержит корпус цилиндрической формы с входным и выходным патрубками, верхним и нижним днищами и верхнюю крышку, в середине корпуса расположенный фильтрующий элемент.
В отличие от известного, в предложенном фильтре, входной и выходной патрубки размещены в средней части корпуса по одной оси и направлены в разные стороны перпендикулярно продольной оси корпуса. Корпус снабжен дополнительной крышкой, которая размещена внизу. Обе крышки размещены на горловинах. В середине корпуса, напротив отверстия входного патрубка, помещен отбойник. В нижней части отбойника установлены магниты в виде вертикального кольцевого набора с промежутками между ними. В верхней части корпуса расположен цилиндрический фильтрующий элемент. Набор и фильтрующие элементы снабжены рукоятками, которые направлены в разные стороны. Кроме того, набор магнитов и фильтрующий элемент имеют одинаковый стяжной крепежный элемент и расположены они по продольной оси корпуса.
Отличительные признаки предложенного решения имеют ряд положительных свойств, которые влияют на технический результат, а именно:
- в фильтре входной и выходной патрубки размещены в средней части корпуса по одной оси и направлены в разные стороны перпендикулярно продольной оси корпуса. Это разрешает, без погрешности в перекосах, провести быстрый и качественный монтаж фильтра;
- корпус снабжен дополнительной крышкой, которая размещена внизу. Этим самым, повышается удобство в обслуживании, а именно, при замене или промывании фильтрующего элемента;
- обе крышки размещены на горловинах. Наличие горловин обеспечили место для расположения рукоятки фильтрующего элемента и рукоятки узла с магнитами;
- в середине корпуса, напротив отверстия входного патрубка, помещен отбойник. Отбойник направляет входной поток, меняя два раза его направления. Таким образом, при изменении направления на поток действует центробежная сила, которая, прежде всего, влияет на частички грязи с большей массой сравнительно с водой. Частички грязи выводят из потока и по инерции направляются в нижнюю часть фильтра;
- в нижней части отбойника установлены магниты в виде вертикального кольцевого набора. В нижней зоне происходит изменение направления потока, скорость жидкости - маленькая. Металлоемкие частички попадают в магнитное поле и оседают на магнитах;
- магниты установлены с промежутками между ними. Это разрешает увеличить площадь налипания металлоемких частичек.
Итак, расположение магнитов в нижней части фильтра, обеспечивает внизу отобрать металлоемкие частички. Поднимание этих частичек к выходному патрубку невозможно;
- в верхней части корпуса расположенный цилиндрический фильтрующий элемент. Такое расположение цилиндрического фильтрующего элемента обеспечило конечное очищение воды без металлоемких частичек. Т.е., цилиндрический фильтрующий элемент очищает воду от частичек грязи, на которые не действует магнитное поле. Это значит, что нагрузка на фильтрующий элемент будет небольшая;
- набор магнитов и фильтрующие элементы снабжены рукоятками, которые направлены в разные стороны. Наличие рукояток в выше упомянутых узлах и размещение их повышает удобство обслуживания фильтра;
- набор магнитов и фильтрующий элемент имеют одинаковые рукоятки и стяжные крепежные элементы. Такое решение разрешило оптимально унифицировать эти два узла;
- набор магнитов и фильтрующий элемент расположены по продольной оси корпуса.
Привязка к продольной оси корпуса разрешает изготовить корпус, днища, горловины с их фланцами, а также обработать посадочные места под установку фильтрующего цилиндрического элемента и набора магнитов в обычном режиме резания на широко применяемом отечественном оборудовании.
Перечисленные выше отличительные признаки необходимые и достаточные для решения поставленной задачи. Все отличительные признаки находятся в причинно-следственной связи с полученным результатом и разрешают на высоком техническом уровне создать конструкцию фильтра, который имеет отбойник, набор магнитов и фильтрующий элемент.
Суть технического решения объясняется чертежом, на котором показанный фильтр в разрезе.
Фильтр имеет корпус 1 цилиндрической формы с входным и выходным патрубками 2, 3. К корпусу внизу и вверху прикреплено по днищу 4 с горловинами 5. Последние закрыты крышками 6. В середине корпуса, напротив отверстия входного патрубка 2, расположен отбойник 7. Внизу в корпусе установленный набор магнитов 8 в виде вертикального кольцевого набора. В верхней части корпуса закреплен сетчатый цилиндрический фильтрующий элемент 9. Магниты и фильтрующий элемент имеют одинаковые стяжные крепежные элементы 10 и рукоятку 11. Также в середине корпуса есть колено 12 с площадкой 13, что соединяет пустоту фильтрующего элемента 9 с отверстием выходного патрубка 3. Для установления набора магнитов 8 предусмотрена перемычка 14.
Фильтр работает так.
Во входной патрубок 2 поступает жидкость, например, вода, в которой есть металлоемкие и неметаллоемкие механические частички грязи. Вследствие наличия отбойника 7, на выходе из входного патрубка поток воды делает поворот на 90°. При выходе из полости, созданной отбойником, поток делает второй поворот на 180°. В этих зонах действуют центробежная и гравитационная составляющая, происходит уменьшение скорости и изменение направления движения потока. Большие частички грязи отделяются и по инерции падают вниз. Кроме того, в нижней зоне действует магнитное поле, которое собирает на магниты 8 металлоемкие частички. Таким образом, в нижней части фильтра проходит очистка жидкости от больших неметаллоемких и металлоемких частичек грязи. Дальше жидкость поступает на фильтрующий элемент 9, который задерживает малые фракции грязи. Жидкость, которая прошла через фильтрующий элемент, попадает в полость этого элемента и через колено 12 - в выходной патрубок 3.
Чистку фильтра проводят так.
Снимают верхнюю и нижнюю крышки 6. Выкручивают стяжные крепежные элементы 10 (болты, шпильки) и за ручку вниз вынимают набор магнитов 8, а вверх - фильтрующий элемент 9. После очищения от грязи, узлы ставят на свои места. Фильтрующий элемент крепят к площадке 13, а набор из магнитов - к перемычке 14.
Для облегчения изготовления фильтра используются унифицированные детали, такие как: входной и выходной патрубки с фланцами, днища с горловинами, рукоятки и крепежные элементы. Изготовление фильтра проводят на обычном оборудовании, стандартным инструментом.
Данное техническое решение - новое и полезное, как на бытовом, так и на промышленном уровне.