ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к общему машиностроению и может быть использована при проектировании газовых магистралей с применением фильтров для предварительной очистки транспортируемой среды от твердых включений с размерами не менее 0,2 мм.
В технике широко известно применение в газовых магистралях различных устройств для очистки транспортируемой среды от механических включений одним из которых является фильтр, представляющий собой два полукорпуса с отверстиями для прохождения рабочей среды, между которыми установлен фильтрующий элемент (см., например, «Холодильная техника», издательство «Госторгиздат» г.Ленинград, книга 3, 1962 г., раздел «Торговое холодильное оборудование», подраздел «Линейные фильтры», стр.320, 321).
Фильтрующие устройства такого типа широко используются в технике, однако все они обладают одним недостатком. В процессе эксплуатации фильтрующий элемент засоряется, при этом проходное сечение газового тракта уменьшается, в связи с чем повышается сопротивление в газовом тракте, что приводит к уменьшению производительности.
Чтобы восстановить требуемую производительность необходимо периодически производить замену фильтрующего элемента, а для этого необходимо перекрывать линию, отстыковывать части корпуса фильтра, извлекать фильтрующий элемент и устанавливать на его место новый. Чтобы не прерывать технологический процесс в технике применяют обводные линии с дублирующими фильтрующими устройствами, при этом в газовую линию дополнительно вводят отсечные клапаны перед фильтром и после него. Все это приводит к дополнительным затратам на доработку газовой магистрали.
Техническим результатом полезной модели является повышение производительности устройства, исключение необходимости замены фильтрующих элементов, исключение необходимости процесса демонтажа устройства на магистрали, обеспечение непрерывности технологического процесса, исключение необходимости доработки газовой магистрали.
Технический результат полезной модели достигается благодаря тому, что фильтрующее устройство содержит полый корпус с отверстиями для прохождения рабочей среды, в котором установлен, по меньшей мере, один фильтрующий элемент, при этом 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, которые сообщаются с магистралью для рабочей среды и технологической линией очистки фильтров.
Полый корпус с отверстиями может быть выполнен из трех частей:
центральной и двух боковых, при этом боковые части корпуса расположены относительно центральной части корпуса симметрично, а их стыковочные торцы параллельны и ориентированы перпендикулярно оси корпуса.
Кроме того, пары отверстий для прохождения рабочей среды выполнены в центральной части корпуса, а их центры равнорасположены по экватору.
Кроме того, 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 образованы полуоси, а на частях оболочки - выступы с цилиндрическими отверстиями, в которых расположены полуоси, одна из которых может быть выполнена с возможностью взаимодействия с ней средства для ее поворота.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показано фильтрующее устройство, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху по стрелке Б на фиг.1; на фиг.3 - то же, разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - то же, разрез Г-Г на фиг.3; на фиг.5 показаны части фильтрующего устройства в разобранном положении, в аксонометрическом виде.
Фильтрующее устройство содержит полый сферический корпус 1, который выполнен из трех частей: центральной 2 и двух боковых 3 (фиг.3-5). В центральной части 2 выполнены две пары отверстий 4, 5 (фиг.3), 6, 7 (фиг.4) для прохождения рабочей (очищаемой) среды, центры которых равнорасположены по окружности (по экватору) данной части 2 корпуса 1. Боковые части 3 корпуса 1 имеют симметричное расположение относительно центральной части 2 корпуса 1, а их стыковочные торцы 8 и 9 параллельны и ориентированы перпендикулярно оси 10 корпуса 1. На диаметрально противоположных полюсах боковых частей 3 корпуса 1 образованы полуоси 11 и 12, расположенные соосно относительно друг друга и оси которых совпадают с осью 10 корпуса 1.
Внутри центральной части 2 корпуса 1 расположена перегородка 13, замкнутая на ее сферической оболочке, разделяющая полость корпуса 1 на две камеры с соответствующими противолежащими парами отверстий 4, 5 и 6, 7 для прохождения рабочей среды. Камеры корпуса 1 с соответствующими парами противолежащих отверстий 4, 5 и 6, 7 образуют два взаимоперекрещивающихся между собой канала 14, (фиг.3) и 15, (фиг.4) для прохождения рабочей среды. В каждом канале 14 и 15 между центральной частью 2 корпуса 1 и каждой боковой частью 3 установлен в пазах 16 и 17 фильтрующий элемент 18, ориентированный перпендикулярно направлению потока рабочей (очищаемой) среды в соответствующем канале 14, 15 (фиг.3, 4).
Корпус 1 размещен в охватывающей его оболочке 19 со сферической внутренней поверхностью с обеспечением герметичности и возможностью его поворота. Оболочка 19 выполнена из двух частей, разделенных диаметральным разъемом 20 (фиг.2), ориентированным перпендикулярно оси 10 корпуса 1. Внутренняя сферическая поверхность оболочки 19 плотно прилегает к внешней сферической поверхности корпуса 1, при этом на диаметрально противоположных полюсах частей оболочки 19 образованы выступы 21 с соосными цилиндрическими отверстиями, в которых расположены полуоси 11 и 12. В местах выхода отверстий 4, 5, 6, 7 оболочка 19 имеет на стыках своих частей отверстия 22, 23, 24, 25, образующие горловины, сообщающиеся с соответствующими каналами 14, 15 корпуса 1. Корпус 1 заключен в сферической оболочке 19 с возможностью поворота вокруг оси 10 и попеременного совмещения соответствующих пар отверстий 4, 5, 6, 7 корпуса 1 с отверстиями 22, 23, 24, 25 горловин оболочки 19, а также фиксации корпуса 1 относительно оболочки 19 в требуемом положении.
Одна из полуосей, например, полуось 12 боковой части 3 корпуса 1, имеет участок 26 (квадрат), предназначенный для связи с приводом (не показан).
Каждое отверстие 22, 23, 24, 25 заканчивается торцем в виде фланца 27 для присоединения к магистрали 28, 29.
Сборка фильтрующего устройства.
Стыковка частей 2, 3 корпуса 1 осуществляется фланцевыми соединениями по стыковочным торцам 8 и 9, которые содержат центрующие элементы, гнезда для установки уплотнительных колец и детали крепежа (не показаны).
Перед стыковкой частей 2, 3 корпуса 1 в пазы 16, 17 устанавливают фильтрующие элементы 18.
В кольцевые канавки (не показаны) вокруг отверстий 4, 5, 6, 7 центральной части 2 корпуса 1 устанавливают уплотнительные кольца 30 (фиг.3, 4).
Собранный из частей 2, 3 корпус 1 со сферической внешней поверхностью устанавливают в охватывающую его сферическую оболочку 19, соединяя обе его части фланцевым соединением по стыку 20 (фиг.2) с предварительным нанесением тонкого слоя герметика.
Работа фильтрующего устройства.
Фильтрующее устройство в исходном положении соединено с магистралью 28, которая подает очищаемую (рабочую) среду через горловину 22 в отверстие 4 корпуса 1, в канал 14, проходит фильтрующий элемент 18, далее из канала 14 через отверстие 5 корпуса 1 и горловину 23 выходит очищенной в магистраль 28.
В процессе работы фильтрующий элемент 18 засоряется, при этом величина перепада давления в магистрали, до и после фильтрующего элемента 18, увеличивается и при достижении определенного значения оператору установки подается сигнал о необходимости замены фильтрующего элемента 18.
Приводят в действие привод корпуса 1, связанный механически через квадрат 26 с полуосями 11, 12.
Корпус поворачивают вокруг оси 10 по направлению стрелки В (фиг.1, 5) на угол 90° и фиксируют в этом положении, при этом очищаемая среда из магистрали 28 через горловину 22 попадает в отверстие 6 корпуса 1, в канал 15, проходит чистый фильтрующий элемент 18, выходит в канал 15 и через отверстие 7 корпуса 1 и горловину 23 попадает очищенной в магистраль 28.
Одновременно отверстие 5 корпуса 1 совмещается с горловиной 24, соединенной с технологической линией 29 очистки фильтров. В линию 29 подается импульсами газ в направлении противоположном рабочему, при этом происходит очистка фильтрующего элемента 18, который вновь становится пригодным к работе.
При очередном выходе из строя фильтрующего элемента 18 осуществляют очередной разворот корпуса вокруг оси 10 на 90°, при этом очищенный фильтр 18 вновь совмещается с магистралью очищаемой среды 28, а использованный фильтрующий элемент 18 совмещается с технологической линией 29 для очистки фильтра.
Достоинства предлагаемого фильтрующего устройства по сравнению с известными очевидны и заключаются в том, что процесс очистки среды осуществляется непрерывно без задержек для проведения замены фильтрующего элемента и не требует усложнения магистрали в части изготовления обводных линий оснащенных дополнительной арматурой.
Предлагаемое устройство позволяет осуществить замену фильтрующего элемента автоматически, вводя соответствующие дополнения в алгоритм системы автоматизации.