ФИЛЬТР

Полезная модель предназначена для использования в конструкции фильтров для очистки жидкостей от механических частиц преимущественно в системах пожаротушения, водяного охлаждения (орошения) и для водяных завес.
Известен фильтр для очистки воды [1], устанавливаемый в трубопроводе для предохранения его от загрязнения. Известный фильтр выполнен в виде сетки, вогнутой стороной обращенной в сторону потока воды, а выпуклой - в сторону обратной потоку.
Этот фильтр прост по устройству, но сильно загрязняется, при этом его необходимо постоянно снимать и очищать, что является трудоемким процессом.
Известен также фильтр [2], содержащий фильтрующий материал в виде конуса с остроигольчатой вершиной, расположенный вдоль корпуса фильтра и направленный острым концом на встречу направлению движения рабочей среды.
Известный фильтр хорошо очищает среду от механических включений и может долго служить без очистки и замены, но его недостатками являются:
- технологическая сложность при изготовлении фильтрующего элемента в виде остроигольчатого конуса;
- полый конус фильтрующего элемента, который при засорении и перекрытии проходного сечения под воздействием возникающей разницы давлений до и после фильтра может деформироваться (сплюснуться), нарушив работоспособность;
- невозможно освободить объем для сбора механических частиц и других загрязнений без полной или частичной разборки;
- не предусмотрена возможность контроля степени загрязненности фильтра;
- после прохождения через фильтрующий материал возникает высокая турбулентность потока рабочей среды, что ограничивает его применение для защиты от засорений технических средств, формирующих сплошные струи воды или других жидкостей.
Цель заявленной полезной модели - расширение функциональных возможностей, повышение технических характеристик и повышение технологичности изготовления фильтра.
Указанная цель достигается тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде конической формы, на вершине которой установлен наконечник, а широкой частью прикреплен к фланцу, в полости фильтрующего элемента установлен каркас, выполненный, по крайней мере, из одного элемента жесткости, корпус выполнен с возможностью отвода наружу отфильтрованных из жидкости частиц и измерения давления до фильтрующего элемента и после фильтрующего элемента.
Фильтрующий элемент, состоящий из фильтрующего материала с наконечником, каркаса и кольца с резьбой, может быть выполнен в виде конуса или усеченного конуса.
В качестве фильтрующего материала может применяться, например, сетка, перфорированный лист.
Наконечник может быть выполнен, например, в виде двух соединенных между собой металлических пластин, между которыми зажата вершина конуса.
На корпусе могут быть предусмотрены присоединительные фланцы или, например, муфты.
Внутри фильтрующего материала, выполненного в виде конуса или усеченного конуса, для придания жесткости устанавливается каркас, на который опирается фильтрующий материал. Каркас может быть выполнен, по крайней мере, из одного элемента жесткости. Элементы жесткости могут представлять собой, например, пластины, выполненные из металла или пластика.
В качестве перекрывного устройства могут быть использованы, например, шаровые краны задвижки, затворы, клапаны, в том числе, с управляемыми приводами. Указанные устройства могут устанавливаться непосредственно на корпусе фильтра.
В полость, образующуюся между входным отверстием корпуса фильтра и фильтрующим материалом, и в полость между фильтрующим материалом и выходным отверстием установлены патрубки, выведенные наружу корпуса фильтра, на которые установлены, например, манометры.
На рисунках 1 и 2 показан внешний вид предлагаемого фильтра.
Предложенный фильтр содержит корпус 1, сетку 2, каркас 3, кольцо с резьбой 4, патрубок 5, на который установлен шаровый кран 6 и пожарная соединительная головка 7, патрубки 8 и 9, присоединительные фланцы 10 и 11, манометры 12 и 13, наконечник 14, хомут 15.
Корпус 1 выполнен из металлической трубы, к которой приварены фланцы 10, 11. В качестве перфорированного материала применена сетка 2, которая выполнена в виде конической формы. На вершине конуса установлен наконечник 14. Наконечник выполнен в виде соединенных между собой с помощью заклепок металлических пластин, между которыми зажата вершина конуса. Внутрь сетки для придания ей жесткости установлен каркас 3, выполненный из взаимно перпендикулярных металлических пластин (см. рисунок 2), которые прикреплены к кольцу с резьбой 4. Металлические пластины каркаса 3 и кольцо 4 закреплены между собой с помощью сварки. Сетка надета на каркас и закрепляется хомутом 15 на кольце с наружной резьбой. Кольцо 4 вкручивается в полость фланца 11, внутри которого предусмотрена внутренняя резьба. Вершина фильтрующего элемента наконечником 14 обращена навстречу направлению движения очищаемой жидкости. На корпусе фильтра для очистки от фильтруемых частиц, установлен патрубок 5, оснащенный шаровым краном 6 и пожарной присоединительной головкой 7. Патрубки 8 и 9 установлены в корпусе таким образом, что патрубок 8 сообщается с полостью корпуса, где скапливаются отфильтрованные частицы, а патрубок 9 сообщается с полостью внутри фильтрующего элемента, куда поступает очищенная жидкость. На данных патрубках снаружи корпуса фильтра установлены манометры 12, 13.
Заявленный фильтр работает следующим образом. Фильтр устанавливается на трубопроводе с помощью фланцевых соединений таким образом, что вершина фильтрующего элемента, оснащенная наконечником 14, направлена навстречу потоку жидкости. Поток жидкости обтекает фильтрующую сетку 2 и далее двигается вдоль каркаса 3 на выход из фильтра. Механические частицы скапливаются вокруг сетки 2 со стороны потока очищаемой жидкости. Размер фильтруемых частиц определяется размером ячейки сетки. Скапливаясь вокруг сетки, отфильтрованные частицы постепенно перекрывают проходные отверстия указанного материала, что приводит к увеличению разницы давлений до фильтрующего элемента и после него. Под воздействием этого давления сетка может сжиматься, теряя свою форму и перекрывая проходное сечение фильтра. Этому препятствует каркас 3, который обеспечивает жесткость формы сетки. С помощью патрубков 8 и 9, на которые установлены манометры 12 и 13, по разности давления до и после сетки определяется степень загрязнения фильтра (визуально или с помощью приборов). В случае переполнения фильтра механическими частицами открывается шаровый кран 6 и производится удаление отфильтрованных частиц. При присоединении к пожарной соединительной головке 7 отводящего шланга, пожарного рукава или другого трубопровода удаление отфильтрованных частиц может осуществляться в установленное удаленное место.
Таким образом, недостаточная технологичность изготовления остроигольчатой вершины сетки устраняется путем установки на вершину наконечника 14.
Прочность сетки 2, выполненной в форме конической формы, обеспечивается тем, что в его полость устанавливается каркас 3, который выполняется из поперечных пластин.
Для борьбы с турбулентностью каркас 3 выполнен с характеристиками успокоителя [3], т.е. для того, чтобы после фильтра сформировать параллельно струйный поток жидкости, площади секций, образующиеся между пластинами, выполнены одинаковыми, а их длина составляет не менее 10 усредненных диаметров секций. Это особенно важно при установке предложенных фильтров для защиты технических средств подачи воды или других жидкостей в виде компактных, сплошных или распыленных струй.
Патрубки 8 и 9, сообщающиеся с соответствующими полостями фильтра, с манометрами 12 и 13 позволяют измерять давление до и после сетки и оценивать степень засорения фильтра.
Патрубок 5, установленный в зоне скопления отфильтровываемых частиц и оснащенный шаровым краном 6, позволяет освобождать фильтр от отфильтрованных частиц путем открытия проходного сечения перекрывного устройства, в т.ч. без прекращения подачи жидкости в трубопровод.
Разработанное техническое решение повышает его технологичность, расширяет функциональные возможности фильтра и позволяет его эффективно использовать в системах и установках пожаротушения, водяного охлаждения (орошения), при работе водяных завес и других установках оперативного применения или системах повышенной надежности, когда загрязнение фильтрующего элемента может привести к нарушению работоспособности системы в целом.
Техническим результатом предложенного фильтра является увеличение продолжительности работы фильтра за счет контроля за засорением и возможности его оперативной очистки без полной или частичной разборки, увеличение допустимого значения разности давлений до и после фильтра и сокращение турбулентности потока жидкости после фильтрации за счет применения каркаса.