ФИЛЬТР

Полезная модель относится к машиностроительной и другим отраслям промышленности, где производятся и используются фильтры для очистки жидкостей и газов от дисперсной фазы. В частности, заявляемое техническое решение может быть использовано в нефтяной промышленности при создании фильтров к насосам для добычи и перекачки нефти и многофазных сред различной вязкости.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является фильтр, содержащий корпус, фильтрующий элемент из спирально намотанной фасонной проволоки, входной и выходной каналы, разделенные фильтрующим элементом, а в фильтрующем элементе размещен, по крайней мере, один калибровочный элемент, имеющий точки контакта с соседними витками спирально намотанной фасонной проволоки, калибровочный элемент выполнен в виде однослойной или многослойной ленты, уложенной между витками фасонной проволоки, с образованием зазоров и щелевых каналов между витками фасонной проволоки, а образованный зазор равен толщине ленты в зоне контакта ленты (Патент на полезную модель №130873. МПК B01D 29/00 / ФИЛЬТР. - Опубликовано: 10.08.2013. Бюл. №22).
Недостатком известного устройства является его относительно высокое гидравлическое сопротивление из-за частичного перекрытия центрального канала калибровочным элементом, что ограничивает область применения фильтра.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является усовершенствование конструкции проточной части фильтра для улучшения эксплуатационных качеств.
Техническим результатом является создание гидравлически совершенных фильтров, за счет использования оптимальной конструкции проточной части фильтра.
Указанный технический результат достигается тем, что фильтр, содержит корпус, фильтрующий элемент из спирально намотанной фасонной проволоки, входной и выходной каналы, разделенные фильтрующим элементом. В фильтрующем элементе размещен, по крайней мере, один калибровочный элемент, имеющий точки контакта с соседними витками спирально намотанной фасонной проволоки. Калибровочный элемент выполнен в виде однослойной или многослойной ленты, уложенной между витками фасонной проволоки, с образованием зазоров и щелевых каналов между витками фасонной проволоки. Образованный зазор равен двойной толщине ленты в зоне контакта ленты с соседними витками фасонной проволоки. Калибровочные элементы могут быть зафиксированы с помощью фиксирующего устройства. Фиксирующее устройство может быть выполнено в виде кольца, например кольца из эластомера (резины).
Совокупность существенных признаков заявляемого технического решения может быть многократно использована в производстве фильтров различного назначения.
На фигуре 1 представлен продольный разрез фильтра.
На фигуре 2 представлена отдельно одна секция секционного калибровочного элемента, выполненного в виде однослойной или многослойной ленты (вид и изометрия).
Фильтр, по фигурам 1-2, содержит корпус 1, фильтрующий элемент 2 из спирально намотанной фасонной проволоки, входной 3 и выходной 4 каналы, разделенные фильтрующим элементом 2. В фильтрующем элементе 2 размещен, по крайней мере, один калибровочный элемент 5, имеющий точки контакта с соседними витками 6 спирально намотанной фасонной проволоки. Калибровочный элемент 5 выполнен в виде однослойной или многослойной ленты, уложенной между витками 6 фасонной проволоки, с образованием зазоров (зазор на фигуре 1 обозначен - «e») и щелевых каналов 7 между витками 6 фасонной проволоки. Образованный зазор равен двойной толщине ленты 5 «s» (фиг. 2) в зоне контакта ленты с соседними витками 6 фасонной проволоки. В конструкции фильтра предусматривается увеличения зазора между соседними витками 6 фасонной проволоки при наличии линейного удлинения «ΔL» и при соответствующей деформации фильтрующего элемента 2. На подвижной части фильтрующего элемента 2 может быть установлена заглушка 8. А неподвижная часть фильтрующего элемента 2 может быть закреплена на крышке 9. Корпус 1 также может иметь выход 10, для выполнения очистки фильтрующего элемента 2, за счет обратной промывки, как это предусмотрено во многих известных технических решениях.
Калибровочный элемент 5, выполненный в виде однослойной или многослойной ленты, содержит отдельные секции, так, что образованный зазор в фильтрующем элементе равен двойной толщине ленты 5 - «s» (фиг. 2) в зоне контакта ленты с соседними витками 6 фасонной проволоки.
Калибровочный элемент 5, выполненный в виде однослойной или многослойной ленты, может быть зафиксирован на фильтрующем элементе
с помощью фиксирующего устройства 11.
Фиксирующее устройство 11 может быть выполнено в виде кольца, например кольца из эластомера (резины).
Фильтр, по фигурам 1-2, работает следующим образом. Поток текучей среды (жидкости, или газа, или газожидкостной смеси) через входной канал поступает в корпус 1 и далее к фильтрующему элементу 2. Через щелевые каналы 7 текучая среда отводится к выходу 4. Твердые частицы, размер которых превышает значение зазора «e», задерживаются на входе в каналы 7 и накапливаются в корпусе 1. Мелкодисперсная фаза, с размерами меньше межвитковых зазоров «e», проходит с потоком текучей среды в выходной канал 4. Постоянство межвитковых зазоров «е», практически по всей фильтрующей поверхности, обеспечивается за счет калибровочного элемента 5, имеющего точки контакта с соседними витками 6 фасонной проволоки. В местах крепления фильтрующего элемента 2 (в данном примере в местах соединения фильтрующего элемента 2 к крышке 9 и к заглушке 8) названный выше зазор уменьшается до нуля, поскольку в этих местах установка калибровочного элемента 5 может не потребоваться, из конструктивных соображений.
Калибровочный элемент 5 может быть выполнен в виде однослойной или многослойной ленты. В этом случае за счет суммарной толщины ленты можно настраивать фильтр на различные режимы работы, регулируя суммарную толщину калибровочного элемента 5, и таким образом, регулируя тонкость фильтрации. Используя один набор заготовок, в том числе заготовок из ленты для сборки элемента 5, можно производить широкую гамму фильтров, под разные условия работы.
Калибровочный элемент 5, выполненный в виде однослойной или многослойной ленты, содержит отдельные секции, так, что образованный зазор в фильтрующем элементе равен двойной толщине ленты 5 - «s» (фиг. 2) в зоне контакта ленты с соседними витками 6 фасонной проволоки. При этом исключено перекрытие центрального канала (калибровочным элементом 5) в фильтрующем элементе 2, и увеличена площадь сечения центрального канала в сравнении с известным техническим решением, что способствует уменьшению гидравлического сопротивления фильтра. Тем самым решается техническая задача по усовершенствованию конструкции проточной части фильтра, для улучшения эксплуатационных качеств фильтра и для расширения его области применения.
Калибровочный элемент 5, выполненный в виде однослойной или многослойной ленты, может быть зафиксирован на фильтрующем элементе 2 с помощью фиксирующего устройства 11, для улучшения эксплуатационных качеств фильтра. Фиксирующее устройство 11 может быть выполнено в виде кольца, например кольца из эластомера (резины).
В рабочем состоянии фильтра (в режиме фильтрации, для примера, представленного на фигуре 1), образованный зазор «e» практически равен двойной толщине ленты «s» в зоне контакта калибровочного элемента 5 с соседними витками 6 фасонной проволоки. В конструкции фильтра также предусматривается возможность увеличения зазора «e», между соседними витками 6 фасонной проволоки, при наличии линейного удлинения «ΔL» и при соответствующей деформации фильтрующего элемента, под действием сил от перепада давления при обратной циркуляции, проводимой для очистки фильтрующего элемента 2. Для очистки фильтрующего элемента 2 закрывают вход 3, открывают выход 10, а в выходной канал 4 подают под избыточным давлением жидкость или газ. При этом жидкость (или газ) вымывает твердые частицы из фильтрующего элемента 2, и твердые частицы удаляются из корпуса 1 через канал - выход 10. Фиксирующее устройство 11 надежно удерживает секции калибровочного элемента 5 на фильтрующем элементе 2. После остановки обратной промывки систему фильтрации приводят в исходное состояние, как это предусмотрено во многих известных технических решениях.
Фильтры (фильтрующие элементы) также можно соединять последовательно и параллельно, как это предусмотрено во многих известных технических решениях.
Использование секционного калибровочного элемента 5 и применение фиксирующего устройства 11 представляется более эффективным решением, поскольку увеличивается площадь поперечного сечения центрального канала фильтрующего элемента 2. Для изготовления фильтрующего элемента 2, как и в известных технических решениях, можно использовать фасонную проволоку с различной формой поперечного сечения, в том числе, круглую, квадратную, трапециевидную, V-образную. Форма самого фильтрующего элемента 2 может быть цилиндрической, конической или иной, как и во многих известных технических решениях. В зависимости от условий эксплуатации можно подбирать различные комбинации форм фильтрующего элемента 2 и калибровочного элемента 5, и также можно подбирать комбинации конструкционных материалов для их изготовления.
Таким образом, полезная модель обеспечивает снижение гидравлического сопротивления фильтра, а усовершенствование конструкции проточной части фильтра способствует улучшению эксплуатационных качеств фильтра. Что также способствует расширению области применения фильтров с заявленным усовершенствованием проточной части фильтра.