ФИЛЬТР САМООЧИЩАЮЩИЙСЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Полезная модель относится к устройствам для отделения механических примесей от жидкости, в частности для выделения из нефти твердых частиц, например, песка, глины, окалины, ржавчины.
Известен фильтр типа СДЖ производства ОАО ″Курганхиммаш″, состоящий из вертикального корпуса и одного фильтрующего элемента, установленного по вертикальной оси. Главный недостаток фильтра данного типа - отсутствие возможности самоочищения и невозможности установки фильтрующих элементов с высокой степенью фильтрации для фильтрации авиационного керосина по причине их быстрого засорения. Кроме того, недостатком известного фильтра является необходимость перехода на резервный фильтр для очистки фильтра.
Также известен фильтр типа ФГК производства ООО «Техинвест» (см. Фильтр гидроциклонный картриджный, http://tehinvest.net), состоящий из корпуса и вертикально установленных фильтрующих элементов. Недостатком предложенного устройства является то, что для запуска процесса регенерации фильтрующих элементов необходим переход на резервный фильтр.
Задачей настоящей полезной модели заключается в повышении эффективности работы магистрального нефтепродуктопровода, за счет исключения аварийной остановки магистрального нефтепродуктопровода по причине засорения фильтрующих элементов.
Техническим результатом является повышение качества фильтрации и обеспечением регенерации фильтра без перерыва процесса перекачки.
Задача решается, а технический результат достигается за счет того, что фильтр самоочищающийся для очистки нефтепродуктов состоящий из корпуса и вертикально установленных фильтрующих элементов при этом имеет нижний корпус, верхний корпус, верхнюю крышку, нижнюю крышку, очищающую систему, стойку под электропривод, опоры, которыми он устанавливается на фундамент, нижний корпус и верхний корпус соединяются между собой с помощью двух фланцев, которые при помощи сварки соединены с нижним корпусом и верхним корпусом, а между корпусами устанавливаются две горизонтальные перегородки - опорная перегородка и технологическая перегородка с отверстиями под фильтрующие элементы, перегородка опорная фиксирует фильтрующий элемент в осевом направлении, а перегородка технологическая в радиальном направлении, фильтрующий элемент в верхней части удерживает крышка фильтрующего элемента с резьбой, которая вкручивается в верхнюю вспомогательную пластину.
К нижнему корпусу приварены приемный патрубок, патрубок байпасной линии предназначенной для приема нефтепродукта в фильтр в случае засорения ловушки, труба для удаления грязного нефтепродукта, смотровое окно, сливной патрубок, быстроразъемный затвор с рельсами, с возможностью закатывания ловушки, предназначенной для улавливания крупных механических примесей, причем ловушка выполнена в виде цилиндрического каркаса из металлических пластин с ячейкой 80×80 мм.
Верхний корпус имеет выкидной патрубок, смотровое окно, штуцер для сброса воздуха, в верхнем корпусе установлена верхняя крышка, в центре которой на резьбе и с фиксацией сваркой от поворота закреплена стойка, где размещены подшипниковый узел, сальниковый узел, а к торцу стойки присоединен электропривод, причем на верхней крышке установлены быстроразъемные затворы по количеству фильтрующих элементов.
Предложенное устройство имеет очищающую систему, состоящую из подвижной и неподвижной частей, с возможностью регенерация фильтрующих элементов, а подвижная часть очищающей системы включает шток основной, который через штифт соединяется с промежуточным штоком, к которому в свою очередь приварена труба с патрубком, а неподвижная часть очищающей системы состоит из чашки неподвижной, отвода и трубы с фланцам, с возможностью удаления грязного нефтепродукта из очищающей системы.
Фильтрующие элементы представляют собой щелевые трубы, изготовленные из проволоки клиновидного сечения, которая обмотана и приварена к жесткому каркасу, причем проволока изготовлена из нержавеющего профиля Δ-образной формы и поперечных опорных элементов, соединенных сваркой в каждой точке их пересечения с возможностью создания гладкого, жесткого экрана с продольными или поперечными щелями размера от 25 до 12500 мкм с допуском ±15 мкм на размер щели, а фильтрующие элементы могут быть плоскими, цилиндрическими или иметь другую форму.
Полезная модель поясняется Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3.
На фиг. 1 представлена схема фильтра самоочищающегося для очистки нефтепродуктов.
На фиг. 2 представлен рисунок в аксонометрии фильтра самоочищающегося для очистки нефтепродуктов.
На фиг. 3 представлен фильтрующий элемент: а) общий вид фильтрующего элемента, б) общий вид фильтрующего в разрезе.
На фигурах приняты следующие обозначения:
1 - Нижний корпус.
2 - Верхний корпус.
3 - Фильтрующий элемент.
4 - Приемный патрубок.
5 - Быстроразъемный затвор для демонтажа ловушки.
6 - Сливной патрубок.
7 - Ловушка.
8 - Рельс.
9 - Опоры.
10 - Нижняя крышка.
11 - Патрубок байпасной линии.
12 - Чашка неподвижная.
13 - Отвод.
14 - Труба.
15 - Чашка подвижная.
16 - Шток промежуточный.
17 - Шток основной.
18 - Выкидной патрубок.
19 - Сальниковый узел.
20 - Стойка.
21 - Электропривод.
22 - Быстроразъемный затвор.
23 - Штуцер для сброса воздуха.
24 - Окно смотровое.
25 - Перегородка технологическая.
26 - Перегородка опорная.
27 - Верхняя крышка.
28 - Фундамент.
29 - Фланец.
30 - Фланец.
31 - Крышка фильтрующего элемента.
32 - Вспомогательная пластина.
33 - Подшипниковый узел.
34 - Штифт.
35 - Подвижный отвод.
36 - Труба с патрубком.
Полезная модель относится к средствам для очистки нефтепродуктов на магистральных нефтепродуктопроводах фильтрованием с возможностью поочередной регенерации фильтрующих элементов, не прерывая процесса перекачки.
Основными частями фильтра самоочищающегося для очистки нефтепродуктов являются: нижний корпус 1, верхний корпус 2, верхняя крышка 27, нижняя крышка 10, очищающая система, стойки 20 под электропривод 21, опоры 9, которыми он устанавливается на фундамент 28.
К нижнему корпусу 1 приварены приемный патрубок 4, патрубок байпасной линии 11, предназначенный для улавливания крупных частиц, труба для удаления грязного нефтепродукта 14, смотровое окно 24, сливной патрубок 6, быстроразъемный затвор 5, через который по рельсам 8 закатывается ловушка 7, предназначенная для улавливания крупных механических примесей. Ловушка 7 представляет собой цилиндрический каркас из металлических пластин с ячейкой 80×80 мм. Перпендикулярно приемному патрубку 4 в нижнем корпусе предусмотрен патрубок байпасной линии 11, предназначенной для приема нефтепродукта в фильтр в случае засорения ловушки 7. Патрубок байпасной линии 11 расположен перпендикулярно приемному патрубку 4, вследствие этого крупные примеси, содержащие в нефтепродукте, пройдут технологический тройник (на фиг. 1 не показан) по ходу движения нефтепродукта в ловушку 7.
Верхний корпус 2 имеет выкидной патрубок 18, смотровое окно 24, штуцер для сброса воздуха 23. В верхнем корпусе 2 установлена верхняя крышка 27, в центре которой на резьбе и с фиксацией сваркой от поворота закреплена стойка 20, где размещены подшипниковый узел 33, сальниковый узел 19, а к торцу стойки 20 присоединен электропривод 21.
На верхнюю крышку 27 устанавливаются быстроразъемные затворы 22 по количеству фильтрующих элементов 3.
Нижний корпус 1 и верхний корпус 2 соединяются между собой с помощью двух фланцев 30, которые при помощи сварки соединены с нижним корпусом 1 и верхним корпусом 2. Между корпусами устанавливаются две горизонтальные перегородки - опорная перегородка 26 и технологическая перегородка 25 с отверстиями под фильтрующие элементы 3. Перегородка опорная 26 фиксирует фильтрующий элемент 3 в осевом направлении, а перегородка технологическая 25 в радиальном направлении. Фильтрующий элемент 3 в верхней части удерживает крышка фильтрующего элемента 31 с резьбой, которая вкручивается в верхнюю вспомогательную пластину 32.
Очищающаяся система состоит из подвижной и неподвижной частей.
Подвижная часть очищающей системы включает шток основной 17 который через штифт 34 соединяется с промежуточным штоком 16, к которому в свою очередь приварена труба с патрубком 36. Труба с патрубком 36 соединена с подвижной чашкой 15 для грязного нефтепродукта через подвижный отвод 35.
Неподвижная часть очищающей системы состоит из чашки неподвижной 12, отвода 13 и трубы 14 с фланцем 29 для удаления грязного нефтепродукта из очищающей системы.
Для исключения искрообразования (обеспечение взрывобезопасности) в фильтре: шток промежуточный 16, чашка подвижная 15 и чашка неподвижная 12 - выполнены из бронзы.
Фильтрующие элементы 3 представляют собой щелевые трубы - проволока клиновидного сечения, обмотанная и приваренная к жесткому каркасу. Жидкость проходит между ними, очищаясь, выходит наружу. При этом частицы механических загрязнений остаются на ровной внутренней поверхности фильтрующего элемента 3. По мере роста загрязнения фильтрующих элементов 3 возрастает и разница давлений между чистой и грязной сторонами фильтра. Тонкость фильтрации достигается за счет интервалов обмоточных петель. Фильтрующие элементы 3 являются многоразового использования.
Данные изделия выполнены из высокоточного нержавеющего профиля Δ-образной формы и поперечных опорных элементов различного сечения, соединенных сваркой в каждой точке их пересечения. Выполнение фильтрующего элемента из нержавеющего профиля обеспечивает предупреждение развития коррозии. Таким образом Δ-образный профиль создает гладкий, жесткий экран с продольными или поперечными щелями строго определенного размера от 25 до 12500 мкм с допуском ±15 мкм на размер щели. Фильтрующие элементы могут быть плоскими, цилиндрическими или иметь специальную форму. Предлагаемый фильтрующий элемент 3 имеет коническую форму, благодаря этому площадь поверхности увеличивается на 15%.
Коническая форма фильтрующих элементов 3 - обеспечивает равномерное распределение потока жидкости при малых потерях давления и полной промывке фильтрующих элементов.
3
1
2
3
4
5
6
Размеры спроектированного фильтра для магистрального нефтепродуктопровода с производительностью до 1500 м/ч, например, L=4 м, L=1,2 м, L=1,7 м, L=0,3 м, L=0,13 м, L=0,2 м.
Работа предложенного устройства.
Нефтепродукт через приемный патрубок 4 заполняет нижний корпус 1 и через отверстия в опорной перегородке 26 и технологической перегородке 25 поступает во внутреннюю полость фильтрующего элемента 3 и, пройдя процесс фильтрации очищенная жидкость, выходит наружу через выкидной патрубок.
Регенерация фильтра.
Процесс самоочистки происходит следующим образом. По мере роста загрязнения фильтрующих элементов 3 на дифференциальном манометре возрастает разница давлений между грязной и чистой сторонами. Когда перепад давления достигает 0,09 МПа или по команде оператора НПС (при нажатии кнопки «Самоочистка») начинается процесс автоматической самоочистки фильтра. Открывается шаровой кран на трубопроводе для отвода грязного нефтепродукта. Из-за перепада давления между стороной фильтрата и дренажным трубопроводом небольшая часть фильтрата направляется в обратную сторону, промывая фильтрующие элементы 3. Загрязнения, осевшие на внутренней стороне фильтрующего элемента 3, отмываются и сбрасываются в чашку подвижную 15, далее через отвод 35 трубу с патрубком 36 в неподвижную чашку 12 из которой через отвод 13 смываются через трубу 14 в дренажную систему. После того как закончится время промывки фильтроэлемента, примерно 2-4 с. Шаровой кран на дренажном трубопроводе закрывается, электропривод 21 поворачивает чашку подвижную 15 к следующему фильтрующему элементу 3. Таким образом, промываются друг за другом все фильтрующие элементы 3. Цикл промывки завершен, когда все фильтрующие элементы 3 прошли очистку.
Достоинства разработанного фильтра:
- полная автоматизация его работы, не требующая постоянного контроля процесса фильтрации (процесс фильтрации нефтепродуктов, даже во время цикла самоочистки);
- наличие ловушку для улавливания крупных механических примесей;
- применение быстроразъемных затворов для монтажа и демонтажа фильтрующих элементов и ловушки.
Преимущества фильтрующих элементов изготовленных по типу щелевых решеток перед сетчатым и бумажным исполнением:
- возможность обратной промывки фильтрующего элемента;
- короткое время промывочного цикла и небольшие потери жидкости при промывке фильтрующих элементов;
- обеспечение минимального гидравлического сопротивления;
- существенное снижение засорения фильтрующей поверхности фильтрующих элементов (частицы контактируют с ней только в двух точках треугольного профиля);
- экран из профильной проволоки обеспечивает идеальные условия для обратной промывки;
- исключение появления застойных зон;
- низкая засоряемость щелей, поскольку механические частицы находятся на фильтрующей поверхности в неустойчивом положении;
- максимальный перепад давления на загрязненном фильтрующем элементе без выхода из строя до 10,0 МПа;
Применение предложенного устройства позволяет повысить эффективность работы магистрального нефтепродуктопровода за счет исключения аварийной остановки магистрального нефтепродуктопровода по причине засорения фильтрующих элементов. Также предлагаемый фильтр повышает качество фильтрации нефтепродукта от крупных и мелких механических примесей и обеспечивает регенерацию фильтра без перерыва процесса перекачки.