ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВЫСОКОВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к устройствам для очистки высоковязких жидкостей от посторонних твердых примесей и предметов и может использоваться в процессах фильтрации преимущественно водоугольных суспензий - водоугольного топлива (ВУТ), а также глинистых и цементных растворов и других подобных суспензионных жидкостей.
Известны фильтры грубой очистки марки Г 41-1 ((Г 41-2) с ручным приводом для очистки рабочей поверхности от отложений (см.1. Коновалов В.М., Скрицкий В.Я., Рокнивский В.А., Очистка рабочих жидкостей в гидроприводах станков. Изд. «Машиностроение», М., 1976, стр.176).
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является конструкция пластинчатых фильтров типа ФПЖ с электрическим приводом для удаления осадка с фильтрующих элементов, описанная в книге (см.2. Тодер И.А., Тарабариев Г.И. Крупногабаритные гидродинамические подшипники. М, «Машиностроение», 1976; с.174, 175).
Отличительными признаками данной конструкции является наличие цилиндрического корпуса с крышкой и днищем, патрубков для подвода и отвода фильтруемой жидкости, фильтрующего элемента, состоящего из одного или нескольких патронов, выполненных из набора вращающихся на валу привода кольцевых фильтрующих пластин установленных с зазорами, которые обеспечиваются дистанционными шайбами, расположенными на приводном валу между пластинами. Съем осадка с фильтрующей поверхности при этом осуществляется за счет набора неподвижных скребков, входящих в зазоры между пластинами. При этом скребки установлены на неподвижной оси, закрепленной снаружи фильтрующего патрона в его фланцах.
Недостатками аналога и прототипа являются:
- значительное гидравлическое сопротивление при фильтрации высоковязких жидкостей, за счет плоских поверхностей фильтрующих пластин (колец);
- низкая эксплуатационная надежность фильтра при фильтрации больших объемов высоковязких жидкостей, содержащих абразивные частицы твердой фазы, вследствие повышенного износа рабочих поверхностей пластин и скребков
Задачи, решаемые предлагаемой полезной модели являются:
- устранение недостатков, присущих аналогу и прототипу;
- снижение гидравлического сопротивления фильтра;
- снижение крутящего момента на валу привода и фильтра;
- повышение эксплуатационной надежности фильтра.
Поставленные задачи решаются тем, что в предлагаемой конструкции фильтра фильтрующая поверхность элемента образована набором колец колосникового профиля, установленных с необходимым зазором, выдержанным за счет дистанционных шайб на стяжных и центрирующих шпильках, закрепленных во фланцах фильтрующего элемента, а на валу оборудована рамка со скребками, одной стороной установленных в пазах рамки, а другой стороной - входящих в зазоры между колосниковыми кольцами с возможностью осевого люфта.
Необходимый зазор между фильтрующими кольцами может быть выдержан также за счет установки их в пазах втулок, размещенных на стяжных шпильках.
Выполнение фильтрующей поверхности элемента путем набора колец колосникового профиля позволяет, во-первых, снизить гидравлическое сопротивление фильтра, а, во-вторых, уменьшить крутящий момент на приводе.
Установка скребков на вращающейся рамке с одной стороны в пазах рамки, а с другой - входящих в зазоры между колосниковыми кольцами с возможностью осевого люфта обеспечивает повышение эксплуатационной надежности фильтра при пропускании больших объемов фильтруемой высоковязкой жидкости с твердыми абразивными частицами. В этом случае не происходит значительного истирания рабочих поверхностей колец и скребков и заклинивания скребков, что обеспечивает снижение вероятности увеличения крутящего момента.
На фиг.1 изображен предлагаемый фильтр, разрез;
на фиг.2 - узел крепления колосниковых колец и скребков (первый вариант).
на фиг.3 - то же, второй вариант;
на фиг.4 - разрез по А-А на фиг.2;
на фиг.5 - разрез по Б-Б на фиг.3.
Предлагаемый фильтр состоит из цилиндрического корпуса 1 с коническим днищем и крышкой 2, патрубками подачи фильтруемой суспензии 3, отвода фильтрата 4 и отвода шлама 5. В корпусе коаксиально установлены фильтрующий элемент 6 и устройство очистки фильтра 7.
Фильтрующий элемент содержит верхний 8 и нижний 9 фланцы, кольца колосникового профиля 10, шпильки 11, дистанционные шайбы 12 (фиг.2) или втулки с пазами для колец 13 (фиг.3). В нижнем фланце имеется опора 14 для приводного устройства очистки.
Устройство очистки содержит вал 15 с рамкой 16, на которой установлены оси 17 со скребками 18. Скребки зафиксированы от поворота упором 19 и опираются концами на пазы в рамке и на фильтрующие кольца.
Фильтр работает следующим образом. Включается электропривод фильтра и фильтруемая жидкость насосом (на рис.не показано) подается во внутреннюю полость фильтрующего элемента 6 через патрубок 3 и проходит в зазоры между кольцами 10. Очищенная жидкость выходит из фильтра через патрубок отвода фильтрата 4. При вращении рамки со скребками 7 происходит очистка зазоров между фильтрующими кольцами от задержанных крупных частиц угля и посторонних включений.
Периодически производится очистка полости фильтра путем выгрузки накопившегося материала шлама через патрубок 5.
Достижение поставленных задач подтверждено результатами экспериментальных и промышленных испытаний разработанных конструкций фильтров.
В таблице 1 представлена характеристика фильтруемой водоугольной суспензии.
Таблица 1
Наименование показателя
Ед. изм.
Кол-во
Содержание твердой фазы
%
60÷65
Крупность частиц
мкм
0-500
Эффективная вязкость при скорости сдвига 10 с и температуре 20°С
мПа·с
700-1000
В таблице 2 представлены характеристики фильтра и результаты его испытаний
Таблица 2
Наименование показателя
Ед. изм.
Кол-во
Производительность фильтра по фильтруемой суспензии
м<sup>3</sup>/ч
2,0
Размер щели фильтрующего элемента
мм
1,5
Перепад давления на фильтре
МПа
не более 0,01
Результаты испытаний показали высокую эксплуатационную надежность работы фильтра. При этом при сжигании опытных партий водоугольных суспензий, пропущенных через разработанный фильтр, исключалось забивание сопел форсунки (при диаметре сопел 3÷4) крупными частицами угля и посторонними включениями.