САМООЧИЩАЮЩИЙСЯ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к фильтрованию и предназначена для очистки топлив и масел в системах двигателей внутреннего сгорания, в которых регенерация фильтрующей поверхности осуществляется противотоком в процессе работы.
Известен самоочищающийся фильтр для очистки топлив и масел (авт. св-во. СССР №1443933, кл. B01D 27/12, 29/38), содержащий корпус, разделенный на прямоугольные камеры поперечными и продольными перегородкам, на ребра которых установлены трубные доски с фильтрующими элементами. В нижней части корпуса установлен пустотелый цилиндр с окнами, которые, сообщают его внутреннюю полость с каждой камерой. Внутри цилиндра соосно ему установлена, с возможностью вращения, отводная труба регенерирующего устройства. Отводная труба по всей длине имеет патрубки, имеющие на своих торцевых поверхностях примыкающие к ним насадки для сообщения ее внутренней полости через окна с фильтровальными камерами. Патрубки размещены радиально, относительно трубы и цилиндра, смещены один относительно другого по окружности, а их торцы сопряжены с внутренней поверхностью цилиндра. Регенерация фильтрующих элементов в процессе работы осуществляется одновременно с фильтрованием. Это достигается следующим образом. Поворотный механизм вращает отводную трубу регенерирующего устройства и вместе с ней патрубки, совмещая их входные отверстия поочередно с фильтровальными камерами через окна пустотелого цилиндра. При совмещении входного отверстия патрубка с одним из окон цилиндра происходит отключение соответствующей фильтровальной камеры от процесса фильтрования и соединение ее посредством отводной трубы с областью пониженного давления (атмосферой). Вследствие перепада давления между полостью очищенной жидкости и областью пониженного давления образуется обратный поток жидкости, который проходит через фильтрующие элементы отключенной фильтровальной камеры, регенерируя их поверхность.
Достоинством известного изобретения является полная унификация его конструкции и размеров, что ведет к сокращению объемов и срока разработки, подготовки производства, изготовления, проведения технического обслуживания и ремонта, повышению экономической эффективности создания и эксплуатации фильтров за счет снижения затрат в процессе проектирования, изготовления и технического обслуживания.
Недостатком работы известного фильтра является его недостаточная эффективность эксплуатации, недостаточное время на регенерацию при равномерном вращении регенерирующего устройства т.к. при переходе
патрубка от одной фильтровальной камеры к другой прерывается процесс регенерации.
Технической задачей полезной модели является создание самоочищающегося фильтра с повышенной эффективностью и надежностью работы.
Поставленная задача решается тем, что в известном самоочищающемся фильтре, содержащем корпус с патрубками подвода исходной жидкости, отводной трубы, имеющие на своих торцевых поверхностях примыкающие к ним насадки, патрубки отвода фильтрата и промывочной жидкости, фильтровальную камеру с фильтрующими элементами, установленными на трубной доске, регенерирующее устройство с механизмом поворота. При этом фильтр выполнен в виде модулей, корпус каждого из которых выполнен в средней части прямоугольной формы и разделен на фильтровальные камеры продольными и поперечными перегородками, на которых установлены трубные доски с фильтрующими элементами. В нижней части корпус выполнен в виде пустотелого цилиндра с окнами для сообщения с фильтровальными камерами, продольные перегородки которых примыкают к наружной поверхности цилиндра, внутри которого установлено регенерирующее устройство, выполненное в виде отводной трубы с патрубками по числу рядов камер, причем каждый модуль снабжен дополнительно патрубком подвода исходной жидкости, соединенным с внутренней полостью цилиндра, патрубками отвода фильтрата и промывочной жидкости, последний из которых установлен на торце цилиндра, а модули соединены между собой посредством вышеназванных патрубков, в ОТЛИЧИЕ от него, в заявленном патрубки отводной трубы на своих торцовых поверхностях имеют такие примыкающие к ним насадки, каждая из которых выполнена форме прямоугольника в плане и в форме цилиндра в вертикальном сечении. Торцовые поверхности насадок, в свою очередь, сопряжены с внутренней поверхностью пустотелого цилиндра, каждая из насадок имеет по вертикальной оси сквозное внутреннее отверстие, сообщенное с полостью примыкающего к ней патрубка, и выполнена со сферической этой сопрягаемой наружной поверхностью, длина дуги которой по окружности установлена из соотношения:
L=S+А мм,
где:
L мм - длина дуги наружной сферической поверхности насадки;
S мм - расстояние между окнами соседних фильтровальных камер;
А мм - ширина окна пустотелого цилиндра.
В заявляемом фильтре регенерация фильтрующего элемента осуществляется аналогично частично известному фильтру-прототипу. При этом, регенерирующее устройство, постоянно вращаясь, последовательно отсоединяет фильтровальные камеры от процесса фильтрования на их регенерацию.
Однако этот вывод фильтровальных камер из режима фильтрования в режим регенерации, в отличие от данного известного решения (у которого при переходе от одной фильтровальной камеры к другой процесс регенерации прерывается), происходит непрерывно, в связи с чем сама эта непрерывная регенерация фильтрующего элемента заявляемого решения занимает более длительный промежуток времени. За счет этого увеличивается ее эффективность.
Наличие в совокупности заявляемой формы и размера насадки позволяет это обеспечить. Так, выполнение насадки со сквозным внутренним отверстием, сообщенным с полостью ее патрубка, имеющей форму прямоугольника в плане и цилиндра в вертикальном сечении, торцовая сферическая поверхность которой (насадки) сопряжена с внутренней поверхностью пустотелого цилиндра фильтруемой жидкости, обеспечивает в совокупности данную непрерывность регенерации фильтрующего элемента. В момент прекращения регенерации, проходящей потоком через сообщающее окно пустотелого цилиндра предыдущей (первой) фильтровальной камеры, вращающаяся - с сопряжением своей сферической поверхности с внутренней поверхностью пустотелого цилиндра - прямоугольная в плане насадка противоположными набегающими сопрягаемыми буртиками своих соответствующих сторон производит перекрытие и почти одновременно последующее открытие соответствующих краев смежного с ней сообщающего окна цилиндра последующей (второй) фильтровальной камеры. Т.е. данная регенерация не прерывается, что позволяет обеспечить более длительный промежуток времени регенерации ее фильтрующих элементов, тем самым увеличивая эффективность ее и самой работы фильтра.
Этому способствует в совокупности и наличие достаточно высокого значения размера длины дуги по окружности «L» сферической поверхности насадки, равной соотношению: L=S+А мм, где «S» мм - расстояние между окнами соседних фильтровальных камер, «А» мм - ширина окна пустотелого цилиндра. При этом, этого размера, применяемого в совокупности с увеличенной площадью сопряжения сферической поверхности прямоугольной насадки с внутренней поверхностью пустотелого цилиндра, благодаря ее
прямоугольной форме, что повышает также и надежность работы фильтра при вращении насадки.
Т.о. достигается технический результат и поставленная техническая задача.
На фиг. 1 приведен модуль фильтра с приводом регенерирующего устройства, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - местный разрез на фиг. 1; на фиг. 4 - насадка, вид сверху.
Каждый модуль содержит корпус 1. Средняя часть его выполнена прямоугольной формы и разделена на прямоугольные камеры 2 поперечными (не показано) и продольными перегородками 3, на ребра которых установлены трубные доски 4 (или одна трубная доска) с фильтрующими элементами 5. В каждой камере установлены, например, два фильтрующих элемента. Трубные доски образуют перегородку, делящую корпус на полости очищенной (вверху) и неочищенной (снизу) жидкости, а каждая трубная доска с фильтрующими элементами - соответствующий модульный узел в модульном фильтре. В нижней части корпуса 1 установлен пустотелый цилиндр 6 с окнами 7, которые сообщают его внутреннюю полость 8 с каждой камерой 2. Количество окон и их размещение соответствует числу камер и их размещению. Продольные перегородки 3 камер плотно примыкают к наружной поверхности цилиндра 6. Внутри цилиндра соосно ему установлена с возможностью вращения отводная труба 9 данного образованного регенерирующего устройства, а на его торце - механизм 10 поворота, который соединен с трубой 9. Отводная труба 9 имеет патрубки 11 для сообщения ее внутренней полости 12 через окно 7 с фильтровальными камерами 2. Количество патрубков 11 соответствует числу рядов камер, размещенных вдоль трубы. Патрубки размещены радиально относительно трубы 9 и цилиндра 6, смещены один относительно другого по окружности. На торце патрубка установлена насадка 13 прямоугольной в плане формы и в форме цилиндра в вертикальном сечении, имеющая сферическую наружную поверхность. Длина дуги наружной поверхности насадки определяется уравнением L=S+A, где L - длина дуги наружной поверхности насадки, мм; S - расстояние между окнами соседних фильтровальных камер, мм; А - ширина окна 7, мм. Насадка имеет сквозное, в частности ступенчатое отверстие 14. Наружной поверхностью насадка сопряжена с внутренней поверхностью цилиндра.
Корпус каждого модуля имеет патрубки 15, 16 и 17 соответственно для подвода суспензии в полость между внутренней поверхностью цилиндра 6 и наружной поверхностью отводной трубы 9, для отвода фильтрата из полости 18 и для отвода промывной жидкости из отводной трубы 9 и дополнительные патрубки 19, 20 и 21 для присоединения других модулей при сборке многомодульного фильтра. Во всех случаях (фильтр из одного модуля или многомодульный) один патрубок 19 служит для установки привода 10 регенерирующего устройства. Привод 10 устанавливается с любой стороны любого модуля в зависимости от места расположения фильтра в системе.
Соединение модулей между собой может быть осуществлено посредством патрубков основных и дополнительных или через катушки 22, 23 и 24.
Проходные сечения патрубков 19, 20, 21, 15, 16 и 17 и отводной трубы 9 выполнены из расчета обеспечения заданной пропускной способности сборного фильтра из максимального количества модулей.
Модуль работает следующим образом.
Преимуществом полезной модели является то, что за счет изменения конструкции насадки в процессе работы поочередный вывод камер из режима фильтрования в режим регенерации происходит непрерывно, регенерация фильтрующих элементов занимает более длительный промежуток времени, тем самым увеличивая ее эффективность.
Фильтруемая жидкость, через патрубок 15 подвода, поступает в полость 8, ограниченную внутренней поверхностью цилиндра 6 и наружной поверхностью отводной трубы 9 регенерирующего устройства, далее через окно 7 цилиндра 6 направляется в фильтровальные камеры 2, проходит через фильтрующие элементы 5, очищается и попадает в полость 18 очищенной жидкости, откуда отводится, через патрубок 16 к потребителю.
Одновременно осуществляется регенерация фильтрующих элементов 5 путем последовательного соединения каждой фильтровальной камеры 2 патрубками 11 с насадками 13, отводной трубы 9 регенерирующего устройства с областью низкого давления (в данном случаи с атмосферой). Это достигается следующим образом. Поворотный механизм 10 вращает отводную трубу 9 регенерирующего устройства и вместе с ней патрубки 11 с насадками 13, совмещая их входные отверстия поочередно с фильтровальными камерами 2 через окна 7 пустотелого цилиндра 6. Так как патрубки 11 смещены один относительно другого, и на каждый ряд фильтровальных камер 2 приходится один патрубок, то в каждый момент времени регенерируется только фильтрующие элементы одной фильтровальной камеры. При совмещении входного отверстия насадки 13 с одним из окон 7 цилиндра 6 происходит отключение соответствующей фильтровальной камеры от процесса фильтрования и соединение ее посредством отводной трубы 9 с областью пониженного давления (атмосферой). Вследствие перепада давления между полостью 18 очищенной жидкости и областью пониженного давления (атмосферой) образуется обратный поток жидкости, который проходи через фильтрующие элементы 5 отключенной фильтровальной камеры в направлении, обратном процессу фильтрования, смывает осевшие на фильтрующих элементах частицы загрязнения и выводит их через окно 7 цилиндра 6 во внутреннюю полость 12 отводной трубы 9 регенерирующего устройства и далее через патрубки 17 и 22 отвода промывной жидкости в грязевую емкость (не показана). Так, постоянно вращаясь, регенерирующее устройства последовательно отсоединяет фильтровальные камеры от процесса фильтрования на регенерацию. При этом наличие увеличенных дуги сопряжения L и площади сопряжения поверхности насадки 13 с внутренней поверхностью цилиндра 6
и периода совмещения отверстий 14 и окон 7 приводит к непрерывному и более длительному периоду регенерации.