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 фильтрующий элемент из спирально намотанной фасонной проволоки, корпус с входным и выходным каналами, разделенными фильтрующим элементом. На фасонную проволоку спирально намотана, по крайней мере, одна дополнительная проволока, имеющая точки контакта с соседними витками фасонной проволоки: (Патент РФ №2139122. МПК B01D 29/48. Фильтр. Заявка: 95117382/12, 06.10.1995. Опубликовано: 10.10.1999).
Недостатком известного устройства является его относительно низкая технологичность в производстве и в эксплуатации, что ограничивает область применения фильтра.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является усовершенствование конструкции проточной части фильтра для улучшения эксплуатационных качеств.
Техническим результатом является создание более универсальных и технологичных фильтров, за счет использования более совершенной конструкции проточной части фильтра.
Указанный технический результат достигается тем, что фильтр, содержащий 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 толщине ленты в зоне контакта ленты с соседними витками фасонной проволоки. В конструкции фильтра предусматривается возможность увеличения зазора между соседними витками фасонной проволоки при наличии линейного удлинения и деформации фильтрующего элемента.
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 представлен отдельно калибровочный элемент (в изометрии).
На фигуре 3 представлен отдельно калибровочный элемент (в изометрии), выполненный из многослойной ленты (в данном примере - два слоя ленты).
Фильтр, по фигурам 1-3, 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 - «е») и щелевых каналов 7 между витками 6 фасонной проволоки. Образованный зазор «е» практически равен толщине ленты «s» в зоне контакта ленты 5 с соседними витками 6 фасонной проволоки. В конструкции фильтра предусматривается возможность увеличения зазора «е» между соседними витками 6 фасонной проволоки при наличии линейного удлинения «ΔL» и при соответствующей деформации фильтрующего элемента. 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.
Фильтр, по фигурам 1-3, работает следующим образом. Поток текучей среды (жидкости, или газа, или газожидкостной смеси) через входной канал 3 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 «е», задерживаются на входе в каналы 7 и накапливаются в корпусе 1. Мелкодисперсная фаза, с размерами меньше межвитковых зазоров «е», 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 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, как показано на фигурах 2 и 3. В этом случае за счет суммарной толщины ленты можно настраивать фильтр на различные режимы работы, регулируя суммарную толщину 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. Тем самым повышается технологичность в производстве и при эксплуатации фильтров.
В рабочем состоянии фильтра (в режиме фильтрации, для примера, представленного на фигуре 1), образованный зазор «е» практически равен толщине ленты «s» в зоне контакта ленты 5 с соседними витками 6 фасонной проволоки. В конструкции фильтра также предусматривается возможность увеличения зазора «е», между соседними витками 6 фасонной проволоки, при наличии линейного удлинения «ΔL» и при соответствующей деформации фильтрующего элемента. Для очистки фильтрующего элемента 2 закрывают вход 3, открывают выход 10, а в выходной канал 4 подают под избыточным давлением жидкость или газ. За счет избыточного давления и соответствующей гидравлической силы, приложенной к внутренней поверхности заглушки 8, подвижная часть фильтрующего элемента смещается вниз на расстояние «ΔL». Соответственно увеличивается длина фильтрующего элемента 2, по сравнению с исходной длиной «L». Соответственно при этом увеличивается и зазор «е», через увеличенный зазор «е» свободно проходит жидкость или газ, и потоком вымываются твердые частицы из фильтрующего элемента 2, твердые частицы удаляются из корпуса 1 через канал - выход 10. После остановки обратной промывки систему фильтрации приводят в исходное состояние, как это предусмотрено во многих известных технических решениях.
Фильтры также можно соединять последовательно и параллельно, как это предусмотрено во многих известных технических решениях.
Использование калибровочного элемента 5, выполненного в виде однослойной или многослойной ленты, представляется более технологичным решением, поскольку для изготовления и монтажа элемента 5 можно использовать дешевые простые заготовки, с применением различных материалов и массово выпускаемой продукции. 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 повышение технологичности и при производстве фильтров, и при их эксплуатации, универсальность предложенного решения также способствует расширению области применения фильтров с заявленным усовершенствованием проточной части фильтра.