ФИЛЬТР - ГАЗООТДЕЛИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при проектировании нефтяных магистралей с применением фильтров для предварительной очистки транспортируемой среды.
Известно фильтрующее устройство, описанное в п. РФ №125087 поо кл. B01D 35/02. B0D 46/00, з. 04.09.2012 г., оп. 27.02.2013 г.
Известное фильтрующее устройство содержит полый корпус с отверстиями для прохождения рабочей среды, в котором установлен, по меньшей мере, один фильтрующий элемент, и отличается тем, что корпус выполнен со сферической внешней поверхностью, внутри корпуса расположена перегородка, разделяющая полость корпуса на две камеры, каждая из которых имеет пару отверстий для прохождения рабочей среды, а устройство содержит два фильтрующих элемента, каждый из которых размещен в соответствующей камере, корпус размещен в охватывающей его оболочке со сферической внутренней поверхностью, имеющей две пары отверстий для прохождения рабочей среды, с возможностью поворота корпуса относительно оболочки и попеременного совмещения соответствующих пар отверстий корпуса и оболочки друг с другом.
При этом полый корпус с отверстиями может быть выполнен из трех частей: центральной и двух боковых, которые могут быть расположены относительно центральной части корпуса симметрично, а их стыковочные торцы параллельны и ориентированы перпендикулярно оси корпуса. При этом пары отверстий для прохождения рабочей среды могут быть выполнены в центральной части корпуса, а их центры равнорасположены по экватору. Оболочка может быть выполнена из двух частей, разделенных диаметральным разъемом, плоскость которого ориентирована перпендикулярно оси корпуса и на стыках которого образованы горловины с указанными отверстиями для прохождения рабочей среды. Кроме того, на боковых частях корпуса могут быть образованы полуоси, а на частях оболочки - выступы с цилиндрическими отверстиями, в которых расположены полуоси, одна из которых выполнена с возможностью взаимодействия с ней средства для поворота.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции.
Известна конструкция фильтра-газоотделителя, представленная в техническом каталоге продукции ЭМИС 2013 г, выпуск 1. (см. Приложение)..
Известный фильтр-газоотделитель (см. стр. 119, Рисунок 1) содержит полый корпус, включающий проточную часть с отходящими патрубками (5), где расположен фильтрующий элемент (4) в виде мелкой сетки и связанная с корпусом с помощью крышки (3) камера автоматического газоотделителя (2). В полости фильтра расположен сферический поплавок, находящийся на границе раздела газа и жидкости и закрывающий полость выпускного клапана при достижении жидкостью верхнего уровня полости фильтра, (см. стр. 120, Рисунки 2-3). Газовые включения отделяются от жидкости и удаляются через газоотделитель (2).
Недостатком известного фильтра-газоотделителя является то, что для стравливания газа используется один клапан, отверстие которого выполнено узким, что ухудшает качество фильтрации. Большим недостатком предыдущей конструкции фильтра с одним клапаном является также то, что клапан не всегда может открыться, поскольку давление в камере газоотделителя оказывает прижимное усилие на клапан, т.е. работа его ненадежна. Таким образом, известный фильтр-газоотделитель имеет невысокую эффективность очистки.
Задачей является повышение качества фильтрации и обеспечение надежного срабатывания клапанов.
Поставленная задача решается тем, что в фильтре-газоотделителе, содержащем полый корпус, включающий проточную часть с отходящими патрубками, где расположен фильтрующий элемент и связанная с корпусом с помощью крышки камера автоматического газоотделителя, при этом в полости фильтра расположен сферический поплавок, механически связанный с клапаном стравливания газа, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, проточная часть соединена посредством гибкой трубы с камерой газоотделителя, в которой установлен дополнительно второй клапан стравливания газа, расположенный над первым клапаном, при этом в крышке газотделителя выполнен боковой канал для стравливания газа в виде нескольких отверстий.
Наличие гибкой трубы, позволяющей отводить в камеру газоотделителя газ и пары жидкости, скапливающиеся в правой стороне проточной части при протекании потока слева-направо, не допускает скапливание газа в камере газоотделителя и попадание газа в систему, что в совокупности с увеличением числа каналов для стравливания газа за счет дополнительно введенных второго клапана и бокового канала в виде нескольких отверстий позволяет улучшить степень фильтрации, т.е. качество очистки.
Исключение несрабатывания запорных органов обеспечивается тем, что газоотделитель имеет два канала для отвода газа - боковой и центральный каналы. Центральный канал имеет узкое отверстие для выпуска газа и открывается в первую очередь. Газ, который скапливается в камере газоотделителя, не воздействует на запорный орган центрального канала своим давлением, потому что последний имеет малую площадь перекрытия и малые габариты, тем самым обеспечивается его свободное перемещение. После стравливания части газа происходит снижение давления в камере газоотделителя и воздействие давления на запорный орган бокового канала уменьшается и он под собственной силой тяжести опускается, при этом открывается боковой канал с широким отверстием для стравливания газа. Более подробно это можно пояснить следующим образом.
В новой конструкции отверстий для стравливания стало больше, поэтому степень фильтрации улучшилась. Использование дополнительного клапана позволило, одной стороны, увеличить канал для стравливания газа, а с другой стороны, избежать несрабатывания («заедания») клапана. При стравливании газа сначала открывается клапан с малой поперечной площадью для снижения давления в камере газоотделителя, которое препятствует открыванию запорного органа бокового канала, после чего открывается боковой канал.
В заявляемой конструкции клапаны всегда открываются, потому что:
1) конструктив такой, что сначала открывается нижний клапан, габариты которого очень малы по сравнению с открывающим его металлическим поплавком. Поэтому для того, чтобы открыть нижний клапан, требуется небольшое усилие по сравнению с конструкцией с одним клапаном. Когда нижний клапан открывается, газ начинает стравливаться через центральный канал. Проходное сечение центрального канала намного меньше, чем у канала в известном фильтре с одним клапаном, поэтому для центрального канала габариты нижнего клапана, который закрывает центральный канал, небольшие. Тем не менее, центральный канал имеет достаточное проходное сечение, чтобы стравить часть газа, при этом снижается давление в камере газоотделителя.
2) Так как давление в камере газоотделителя снизилось, оно уже не препятствует открыванию вновь введенного более массивного верхнего клапана, который под собственной силой тяжести опускается вниз, открывая боковой канал, состоящий из четырех отверстий, которые обеспечивают быстрое стравливание газа.
В известном фильтре с одним клапаном не имеется возможности разместить канал, который состоит из четырех отверстий, так как это потребует увеличения габаритов клапана.
При увеличении габаритных размеров клапана давление в камере газоотделителя будет оказывать на него еще большее прижимное усилие, т.к. увеличится площадь воздействия, что приведет к заеданию клапана.
Технический результат - увеличение числа каналов для стравливания газа.
Заявляемый фильтр-газоотделитель обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как соединение проточной части посредством гибкой трубы с камерой газоотделителя, установка в последней дополнительно второго клапана для стравливания газа, расположенного над первым клапаном, и выполнение при этом в крышке газоотделителя дополнительного бокового канала для стравливания газа в виде нескольких отверстий, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый фильтр-газоотделитель может быть использован в нефтяных магистралях с применением фильтров для предварительной очистки транспортируемой среды, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 - общий вид фильтра-газоотделителя;
- фиг. 2 - вид камеры газоотделителя;
- фиг. 3 - вид узла газоотделителя;
- фиг. 4 - вид нижнего клапана;
- фиг. 5 - вид верхнего клапана;
- фиг. 6 - вид крышки газоотделителя.
Фильтр-газоотделитель состоит из проточной части 1 с отходящими патрубками где расположен фильтрующий элемент и камеры 2 газоотделителя. В камере 2 газоотделителя находится узел 3 газоотделителя и металлический поплавок 4, который механически связан с нижним клапаном 5 с помощью узла 6. Гибкая труба 7 с одной стороны соединена с проточной частью 1 с помощью штуцера 8 и с другой стороны соединена с камерой 2 газоотделителя с помощью штуцера 9. Узел 3 газоотделителя состоит из крышки 10, в пазу 11 которой расположены нижний клапан 5 и верхний клапан 12. Отверстие 13 служит для уравнивания давления между камерой 2 газоотделителя и пазом 11 для свободного передвижения нижнего клапана 5. Для стравливания скопившегося газа в пазу 11, который оказывает прижимное усилие на верхний клапан 12, служит центральный канал 14, расположенный в верхнем клапане 12. Боковой канал 15 также предназначен для стравливания газа из камеры 2.
Работа фильтра-газоотделителя происходит следующим образом.
При протекании жидкости через фильтр-газоотделитель газ и пары жидкости скапливаются в проточной части 1 и поднимаются в камеру 2 газоотделителя и в паз 11 через отверстие 13. Отверстие 13 уравнивает давление между камерой 2 газоотделителя и пазом 11 для свободного передвижения нижнего клапана 5. В процессе накопления газа в камере 2 газоотделителя уровень жидкости в камере начинает опускаться, при этом опускается поплавок 4, механически связанный с нижним клапаном 5. Скопившийся газ в пазу 11, который оказывает прижимное усилие на верхний клапан 12, стравливается через центральный канал 14, расположенный в верхнем клапане 12, и верхний клапан 12 опускается под собственной силой тяжести, открывая боковой канал 15 и закрывая центральный канал 14. Газ из паза 11 переходит через отверстие 13 в камеру 2 газоотделителя. Газ из камеры 2 газоотделителя стравливается через боковой канал 15. Стравливаемый газ сначала через центральный канал 14, а потом через боковой канал 15 поступает в отводящий тракт 16. При стравливании газа уровень жидкости в камере 2 газоотделителя поднимается, при этом поднимается поплавок 4 и нижний клапан 5. Нижний клапан 5 зацепляет верхний клапан 12 и поднимает его вверх до тех пор, пока верхний клапан 12 не упрется в боковую поверхность отводящего тракта 16, тем самым перекрывая боковой канал 15. Герметичность перекрытия обеспечивается резиновой прокладкой 17, которая плотно соприкасается с боковой поверхностью отводящего тракта 16. В свою очередь нижний клапан 5 перекрывает центральный канал 14. Герметичность перекрытия обеспечивается резиновой прокладкой 18, которая плотно соприкасается с верхним клапаном 12. При протекании жидкости через фильтр-газоотделитель слева-направо поток жидкости сносит часть газа по направлению потока. Гибкая труба 7 служит для отвода в камеру 2 газоотделителя газа и паров жидкости, которые скапливаются в правой стороне проточной части 1.
В сравнении с прототипом заявляемый фильтр-газоотделитель позволяет выполнять более качественную очистку газа и является более надежным в работе.