Элемент фильтрующий очистки газообразной рабочей среды

Полезная модель предназначена для использования в фильтрах для очистки от механических примесей и растворенной жидкости альтернативного, газообразного топлива на автомобильном транспорте, предпочтительно для двигателей внутреннего сгорания, работающих на газомоторном топливе, а также в промышленных и стационарных установках с газообразной рабочей средой.
Известен фильтр для использования в системе углеводородного топлива включает в себя корпус с фильтрующей средой, заключенной с уплотнением внутри корпуса. Фильтрующая среда включает в себя слои альфа-целлюлозы с промежуточными слоями дополнительной среды, в которых может быть получена специальная скорость потока через фильтр для топлива (патент № RU2216382, МПК B01D 46/52, опубл. 20.11.2003г.).
Известен фильтр топливного газа, содержащий корпус, в котором гнездо фильтрующего элемента расположено на внутреннем конце впуска газа в корпус, неподвижный винтовой стержень расположен вертикально и вверх в центре гнезда фильтрующего элемента, длинный фильтрующий элемент расположен на гнезде фильтрующего элемента, гайка расположена над длинным фильтрующим элементом, длинный фильтрующий элемент закреплен на гнезде фильтрующего элемента с помощью фиксированного винтового стержня и гайки, благодаря конструкции крышки фильтрующий элемент быстро и удобно менять, экономится время смены персонала, а рабочая эффективность повышается (патент № CN203663578, МПК B01D46/00, опубл. 25.06.2014г.).
Известен фильтр для природного газа низкого давления содержащий крышку фильтра и кожух, герметично прилегающий к крышке, узел фильтрующего элемента установлен в полости, определяемой крышкой и кожухом, соединитель для впуска газа расположен на крышке фильтра, соединитель для выпуска газа расположен на верхней части корпуса, в гнезде фильтра выполнено установочное отверстие, а соединитель для впуска воздуха сообщен с установочным отверстием. Узел фильтрующего элемента содержит внутренний каркас, который является цельным цилиндрическим, фильтрующий слой, который является цельным цилиндрическим, намотан снаружи внутреннего каркаса, внешний каркас, который играет поддерживающую роль, соединен с внешней поверхностью фильтрующего слоя, а слой поглощения масла, который выполнен из войлока, соединен за пределами внешнего каркаса; полость, образованная внутренним каркасом, сообщается с монтажным отверстием в гнезде фильтра; между фильтрующим элементом в сборе и внутренней стенкой корпуса образована кольцевая полость, сообщающаяся с соединителем для выпуска воздуха (патент №CN212731416, МПК B01D46/00, опубл. 19.03.2021г.).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является элемент фильтрующий для тонкой очистки углеводородного газа от механических примесей и капельной жидкости содержащий цилиндрический перфорированный каркас, внутри или снаружи которого установлена сменная фильтрующая вставка в форме полого цилиндра, выполненного из многослойного волокнисто-пористого материала с градиентом пористости, реализующая глубинный механизм фильтрации с высокими грязеемкостью и эффективностью отделения капельной жидкости, средство крепления элемента фильтрующего на оборудовании подготовки и переработки газообразных углеводородов, смонтированного в аппарате на полотне тарелки через адаптер, обеспечивающий герметичную посадку элемента фильтрующего посредством уплотнительных материалов, входящих в комплект элемента, средство подачи/отвода очищаемого углеводородного газа в фильтрующий элемент, установленное на торце каркаса и сообщенное с полостью фильтрующей вставки (патент № RU 2673519, МПК B01D 46/24, опубл. 27.11.2018г.).
Недостатками вышеуказанных технических решений является сложность его конструкции, не обеспечивающей достаточной очистки газа от примесей. т.к. фильтрующая вставка расположена только с одной стороны каркаса, кроме того для замены фильтрующего элемента необходимо дополнительное оборудование.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является упрощение конструкции элемента фильтрующего с одновременным улучшением его эксплуатационных качеств, и позволяющей быстрее производить его замену без дополнительного оборудования.
Технический результат совпадает с поставленной задачей и достигается за счет того, что в элементе фильтрующем очистки газообразной рабочей среды, содержащем цилиндрический жесткий каркас с фильтрующей вставкой, выполненной из фильтрующего материала и расположенной как с внутренней, так и с наружной стороны каркаса. Фильтрующая вставка с наружной стороны тоньше, чем с внутренней стороны. Кроме того, с торцов элемент фильтрующий снабжен уплотнениями из эластичного полиуретанового компаунда, выполненными методом заливки торцев фильтрующих вставок с каркасом с одновременным формированием уплотнения с заданными геометрическими параметрами, образующими монолитное герметичное соединение. Каркас может быть выполнен из металлической сетки, листового металла или различных видов пластмасс, а внутренняя и наружная фильтрующие вставки выполнены из синтетического, нетканого материала, из синтетической нити или пористого спеченного материала.
Отличительные признаки, заключающиеся в том, что фильтрующие вставки расположены с двух сторон каркаса и выполнены из фильтрующего материала, причем фильтрующая вставка с наружной стороны тоньше, чем с внутренней сторон, значительно улучшают фильтрующий свойства, кроме того, с торцов элемент фильтрующий снабжен уплотнениями из эластичного полиуретанового компаунда, выполненными методом заливки торцев фильтрующих вставок с каркасом с одновременным формированием уплотнения с заданными геометрическими параметрами, образуя монолитное герметичное соединение, что  позволяет упростить конструкцию фильтрующего элемента, не снижая качества фильтрации, надежности и долговечности фильтрующего элемента. Кроме того, такая конструкция элемента фильтрующего позволяет производить быструю его замену без дополнительного оборудования.
Полезная модель поясняется чертежами:
Фиг. 1 - элемент фильтрующий очистки газообразной рабочей среды, сечение;
Фиг. 2 - принцип работы элемента фильтрующего.
Элемент фильтрующий очистки газообразной рабочей среды, далее по тексту «элемент фильтрующий», предназначен для очистки различных газов и воздуха, находящихся под давлением не более 25 кгс/см² от посторонних, механических загрязнений и растворенных жидкостей (масло, вода и т. п.), по тонкости очистки - более 8 мкм.
Элемент фильтрующий содержит каркас 1, внутри и снаружи которого установлены фильтрующие вставки 2 и 3 соответственно. С торцев элемента фильтрующего расположены уплотнения 4.
Каркас 1 выполнен жестким в виде полого цилиндра из металлической сетки, но может быть выполнен листового металла или различных видов пластмасс. Каркас 1 обеспечивает жесткость элемента фильтрующего, служит опорой для внутренних и внешних мягких фильтрующих вставок, обеспечивает стабильность и сохранность формы и размеров при прохождении через элемент фильтрующий рабочей газообразной среды под давлением.
Внутри и снаружи каркаса 1 расположены фильтрующие вставки 2 и 3.
Внутренняя вставка 2 выполнена из фильтрующего синтетического нетканого материала с мелкими ячейками в виде трех слоев, а наружная вставка 3 выполнена из фильтрующего синтетического нетканого материала в виде двух слоев. Вставки 2 и 3 плотно прижаты к каркасу 1 и образуют с ним единое целое за счет торцевых уплотнений 4 выполненных заливкой эластичным компаундом.
При изготовлении элемента фильтрующего торцы каркаса 1 и фильтрующих вставок 2 и 3 заливаются эластичным полиуретановым компаундом с одновременным формированием уплотнения 4 с заданными геометрическими параметрами, образуя монолитное герметичное соединение. Компаунд надежно скрепляет все составляющие фильтрующего элемента между собой за счет хорошей адгезии к материалам элемента фильтрующего. Заливка выполнена из компаунда стойкого к агрессивным растворителям и газовому конденсату. При установке фильтрующего элемента в корпус фильтра герметичное примыкание к корпусу и гайке обеспечивается за счет эластичных свойств уплотнения 4 из компаунда без дополнительных прокладок и уплотнений, только за счет собственной эластичности материала уплотнения 4.
Материалы элемента фильтрующего 1 должны сохранять работоспособность в температурном диапазоне от минус 50 до плюс 130°С).
Газообразная рабочая среда подается внутрь элемента фильтрующего и проходит через специальный фильтрующий материал, в котором растворенная влага сливается в капли и выдавливается на наружную поверхность фильтрующего материала, благодаря коалесцирующим свойствам фильтрующего материала и порам в фильтрующем материале, расширяющимся к внешней поверхности, капли становятся все более крупными, собираются на внешней поверхности и под действием силы тяжести скатываются вниз и собираются в объемном отстойнике фильтра.
Фильтрующая вставка 2 задерживает механические частицы на внутренней поверхности элемента фильтрующего, таким образом происходит очистка газообразной рабочей среды.
Таким образом, элемент фильтрующий представляет собой самостоятельный узел, простой и надежный, технологичный в изготовлении, обладающий высокими эксплуатационными качествами, легко устанавливающийся в корпус фильтра и легко заменяемый в процессе эксплуатации по мере загрязнения.
Предлагаемая конструкция элемента фильтрующего: простая, надежная и технологичная, позволяет легко изменять форму, состав и рабочие параметры, для различных применений и выполнения требований заказчика и изготавливать сменные фильтрующие элементы отличающиеся: длиной, диаметром, грязеемкостью, тонкостью очистки и другими фильтрующими свойствами, фильтрующими материалами. Изготавливать на его базовой основе модификации и варианты исполнения для разнообразных применений на автотранспорте, на стационарных установках, в заправочных колонках и промышленных системах подготовки газообразных рабочих сред, использующих сжатые газы или воздух.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и может быть реализовано на стандартном технологическом оборудовании из доступных отечественных материалов.