ФИЛЬТР ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ
FLUID CLEANING FILTER

Изобретение относится к фильтрованию, а именно к фильтрам, предназначенным для очистки жидкости от примесей, и может быть использовано в системах производственного и бытового водоснабжения, в пищевой и химической технологии.
Известен патронный фильтр (патент США 3920553, B01D 27/08, заявл. 27.06.74, опубл. 18.11.75, аналог), содержащий крышку, в которой выполнены патрубки для подвода и отвода жидкости, съемный цилиндрический корпус, соединенный с крышкой посредством резьбы, фильтровальный элемент, стягивающий стержень с прижимным устройством. Очищаемая жидкость подается в патрубок подвода жидкости, просачивается очищаясь через стенки фильтрующего элемента и отводится через соответствующий патрубок из его полости. Известный фильтр отличают простота и надежность конструкции. Однако для очистки горячей воды или агрессивных жидкостей части фильтра должны быть изготовлены из нержавеющей стали. В частности крышка известной конструкции изготавливается литьем тугоплавких коррозионно-стойких сталей, что значительно повышает ее материалоемкость, трудоемкость изготовления и ведет к удорожанию фильтра в целом.
Известен патронный фильтр (патент РФ 2040306, B01D 27/08. Авт. Алферов М.Я., Барсуков И.Б., Куликов Л.Б., приоритет от 29.08.91, опубл. 27.07.95, Бюл. №21, прототип), содержащий днище с жестко закрепленными патрубками подвода и отвода жидкости, съемный цилиндрический корпус, в котором концентрично расположены фильтровальные элементы, разделительную перегородку, соединенную стягивающим стержнем с прижимным устройством, воздействующим на фильтровальные элементы, запорное устройство. Перечисленные детали фильтра изготовлены из стали, что значительно расширяет область его применения при очистке жидкостей. Корпус фильтра, а также его днище изготовлены штамповкой из листа, что способствует снижению материалоемкости конструкции фильтра. В то же время жесткое крепление патрубков подвода и отвода жидкости к плоскому днищу посредством кольцевых сварных швов повышает трудоемкость изготовленного фильтра, так как сварка сопровождается возникновением остаточных напряжений, из-за которых искривляется поверхность днища, что приводит к большим трудностям при выставлении торцов патрубков в одну линию в процессе сборки крышки. Плоское днище способствует возникновению значительных меридиональных напряжений в корпусе фильтра, что снижает его долговечность при нагружении давлением жидкости.
Технический результат: повышение надежности фильтра и удобства в эксплуатации при одновременном снижении материалоемкости конструкции и трудоемкости изготовления.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном фильтре очистки жидкости, содержащем крышку, на которой жестко закреплены патрубки для подвода и отвода жидкости, съемный цилиндрический корпус, фильтровальный элемент, стягивающие стержни с прижимным устройством, запорное устройство, крышка выполнена штампованной в виде оболочки вращения, преимущественно сферической, на которой жестко под острым углом друг к другу закреплены патрубки для подвода и отвода жидкости, продольная ось одного из которых совпадает с продольной осью фильтровального элемента.
Штампованная конструкция крышки фильтра способствует снижению материалоемкости, а конструктивное выполнение ее в виде оболочки вращения, преимущественно сферической, снижает меридиональные и окружные напряжения в процессе эксплуатации фильтра. Таким образом надежность фильтра повышается. Патрубки подвода и отвода жидкости жестко закреплены на крышке посредством кольцевых сварных швов. При этом для снижения трудоемкости изготовления продольные оси патрубков направлены по нормали к сферической поверхности крышки, откуда следует, что патрубки подвода и отвода жидкости закреплены под острым углом друг к другу. Корпуса фильтров с указанным расположением патрубков, как более дешевые, целесообразно применять, когда подсоединение к трубопроводу осуществляется с помощью гибких шлангов. Соосное расположение продольной оси одного из патрубков с продольной осью фильтровального элемента упрощает установку последнего в корпус фильтра, т.е. повышается удобство в его эксплуатации.
Таким образом предлагаемая конструкция крышки фильтра отличается низкой материалоемкостью, высокой надежностью. Трудоемкость ее изготовления в сравнении с прототипом значительно ниже.
На фиг.1 изображен общий вид фильтра очистки жидкости;
на фиг.2 - продольный разрез А-А фиг.1;
на фиг.3 - крышка фильтра очистки жидкости;
на фиг.4 - продольный разрез Б-Б фиг.3.
Фильтр очистки жидкости содержит крышку 1, выполненную штампованной в виде оболочки вращения, преимущественно сферической, на которой жестко под острым углом друг к другу закреплены патрубки 2, 3 соответственно для подвода и отвода жидкости, съемный цилиндрический корпус 4, фильтровальный элемент 5, стягивающие стержни 6, 7 с прижимным устройством 8, запорное устройство 9 в виде хомута 10 с уплотняющей прокладкой 11. Продольная ось 12 патрубка 3 для отвода жидкости совпадает с продольной осью 13 фильтровального элемента 5, который устанавливается и центрируется в крышке 1 при помощи чашки 14.
Пример конкретного применения. В начале эксплуатации фильтра на чашку 14 крышки 1 устанавливают фильтровальный элемент 5 в виде пустотелого цилиндра из полипропилена и прижимают его к чашке 14 посредством прижимного устройства 8 и стягивающих стержней 6, 7. Крышку 1 соединяют со съемным цилиндрическим корпусом 4 запорным устройством 9 в виде хомута 10 через уплотняющую прокладку 11. В патрубок 2 для подвода жидкости подают воду из магистрали (не показано) под давлением 0,34 МПа. Вода проходит через фильтровальный элемент 5, очищается до требований ГОСТа 2874-82 «Вода питьевая» и поступает через патрубок 3 для отвода жидкости к потребителю.
Испытания фильтра очистки жидкости, проведенные по методике NSF, показали, что конструкция фильтра выдержала более 300 000 циклов нагружения внутренним давлением от 0 до 1 МПа без разрушения (при нормативе в 100000 циклов). Повышению надежности (циклической долговечности) фильтра способствовало жесткое закрепление в крышке 1 патрубка 2 подвода и патрубка 3 отвода жидкости под острым углом друг к другу, или по нормали к сферической поверхности крышки 1. При этом продольная ось 12 патрубка 3 совпадает с продольной осью 13 фильтровального элемента 5. Указанное расположение патрубков позволило снизить трудоемкость изготовления корпуса фильтра в целом на 30%. Масса фильтра без фильтровального элемента 5 составила 1,1 кг при диаметре съемного цилиндрического корпуса 4 90 мм. Данные весовые характеристики достигнуты благодаря штампосварной конструкции крышки 1 в виде сферической оболочки, выполненной из сплава 12Х18Н10Т.
Крышка 1 может быть выполнена в виде конической оболочки. Однако в данном случае возникает необходимость формирования плоской площадки на конической поверхности (не показано) крышки 1 под патрубок 2 подвода жидкости.