Секционный фильтр

Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена для фильтрации различных жидкостей с целью их очистки от механических и других примесей.
Известен фильтрующий элемент объемного типа, состоящий из перфорированного трубчатого каркаса, крышек и фильтрующей набивки, представляющей собой набор дисков из деформируемого пористого фильтроматериала и прокладок конической формы (а.с. SU №1153947). Прокладки располагаются попарно вершинами конусов по направлению друг к другу. Фильтрующие диски обжимаются прокладками, в результате происходит деформация дисков, обеспечивающая изменяющуюся в направлении потока фильтруемой жидкости пористость. Диски, обжатые прокладками со стороны оснований конусов, имеют на входе минимальную пористость, из-за чего создают на входе более высокое гидравлическое сопротивление, чем диски, обжатые со стороны вершин конусов. По этой причине основной поток жидкости проходит через диски, обжатые со стороны вершин конусов, причем пористость в этих дисках уменьшается в направлении потока фильтруемой жидкости, что обеспечивает селективную задержку загрязнений внутри объема этих дисков. Минимальная пористость на входе в диски, обжатые со стороны оснований конусов, также является причиной локализации загрязнений на их наружной поверхности, что дополнительно препятствует прохождению жидкости через эти диски. Таким образом, та часть объема фильтроматериала, которая приходится на диски, обжатые со стороны оснований конусов, не участвует в процессе задержки загрязнений, в результате снижаются грязеем кость и ресурс фильтроэлемента.
Известен также фильтроэлемент, предназначенный для очистки углеводородных жидкостей (а.с. SU №1804887), состоящий из перфорированного трубчатого каркаса, крышек и фильтрующей набивки из дисков большего и меньшего диаметра, выполненного из деформируемого пористого материала, набранных попеременно и обжатых в осевом (продольном) направлении до взаимного контакта больших дисков. Недостатком является то, что эта конструкция, по сути, представляет собой двухступенчатую, которая не обеспечивает постепенного закупоривания пор по сечению фильтроэлемента т.е. не используется весь объем фильтроматериала, что приводит к снижению грязеемкости и ресурса фильтроэлемента. Перфорированный трубчатый каркас имеет повышенное гидравлическое сопротивление и повышает стоимость фильтроэлемента.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по совокупности существенных признаков относится фильтрующий элемент (патент RU 2458727) который содержит внутренний жесткий проницаемый цилиндрический каркас, например, в виде цилиндрической витой пружины из упругого материала. На каркасе размещен пакет фильтрующих секций из эластичного пористого материала. Пакет собран из продольных фильтрующих секций, имеющих в поперечном сечении трапециевидную форму в поперечном направлении и склеенных между собой боковыми гранями. Степень обжатия секций увеличивается от наружного диаметра к внутреннему диаметру и соответствует требуемой номинальной тонкости фильтрации. К торцевым поверхностям фильтрующих секций приклеены крышки. Наружный и внутренний диаметры пакета из обжатых фильтрующих элементов выбраны исходя из требуемой номинальной тонкости фильтрации.
Из анализа известных технических решений выявлено, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала технических средств, для фильтрации различных жидкостей с целью их очистки от механических и других примесей с повышенным ресурсом и надежностью работы.
Техническим результатом полезной модели является повышение ресурса и надежности работы фильтра.
Для решения указанной проблемы и достижения указанного технического результата в секционном фильтре, включающем цилиндрический корпус с пакетом из продольных обжатых фильтрующих элементов, имеющих в поперечном сечении трапециевидную форму, торцевые поверхности фильтрующих секций снабжены крышками, внутри корпуса смонтирован цилиндр, на поверхности которого выполнены вертикальные радиальные направляющие перегородки, образуя между корпусом и внутренним цилиндром продольные трапециевидные секции для вставки обжатых фильтрующих элементов, при этом трапециевидные секции со стороны наружного корпуса и внутреннего цилиндра имеют вертикальную перфорацию и снабжены съемными торцевыми крышками.
Верхняя торцевая крышка перфорирована с патрубком навинчена сверху на жесткий перфорированный цилиндрический корпус, препятствуя продольному перемещению плотно вставленных обжатых фильтрующих элементов.
Нижняя перфорированная торцевая крышка навинчена снизу на жесткий перфорированный цилиндрический корпус, также препятствуя продольному перемещению плотно вставленных в трапециевидные секции обжатых фильтрующих элементов.
Совокупность перечисленных отличительных признаков устройства позволяет многократное использование секционного фильтра с заменой продольных фильтрующих элементов.
Корпус секционного фильтра может быть изготовлен из различных конструкционных материалов (металлов, пластмасс и др.) в зависимости от свойств очищаемых рабочих жидкостей (вода, пищевые, углеводородные, технические и др.).
Предложенный секционный фильтр проиллюстрирован на чертежах:
Фиг. 1 - корпус секционного фильтра;
Фиг. 2 - верхняя крышка корпуса с патрубком;
Фиг. 3 - нижняя крышка корпуса;
Фиг. 4 - цилиндрический элемент с вертикальными направляющими перегородками;
Фиг. 5 - продольный фильтрующий элемент до и после обжатия.
Секционный фильтр состоит из жесткого цилиндрического корпуса 1, верхней крышки 2 с патрубком 3, нижней крышки 4 и установленного внутри корпуса 1 цилиндрического элемента 5 с вертикальными направляющими перегородками 6, образующими между корпусом 1 и внутренним цилиндрическим элементом 5 продольные трапециевидные секции для фильтрующих элементов 7. Снаружи корпуса 1 секционного фильтра нарезана верхняя и нижняя резьба 8 и 9 для навинчивания соответственно верхней 2 и нижней 4 крышек. Цилиндрический корпус 1 и цилиндрический элемент 5 имеют восемь вертикальных прорезей 10, по числу устанавливаемых в корпусе продольных трапециевидных фильтрующих элементов 7, выполненных из эластичного пористого материала для прохода загрязненной рабочей жидкости.
На верхней 2 и нижней 4 крышках выполнены по восемь отверстий 11 для прохода загрязненной рабочей жидкости, по числу установленных в корпусе 1 продольных трапециевидных фильтрующих элементов 7.
Фильтрующие элементы 7 изготовлены из деформированного в поперечном направлении эластичного пористого материала, при этом степень обжатия на входе увеличивается от периферии к центру и на выходе степень обжатия обеспечивает постепенное уменьшение размеров пор эластичного пористого материала в направлении потока загрязненной рабочей жидкости.
Работает устройство следующим образом. Загрязненная рабочая жидкость находится на периферии корпуса 1 под определенным давлением. Через вертикальные прорези 10 корпуса 1 и отверстий 11 в верхней 2 и нижней 4 крышках загрязненная рабочая жидкость поступает в продольные трапециевидные фильтрующие элементы 7, выполненные из эластичного пористого материала и имеющие уменьшающийся размер пор по ходу движения загрязненной рабочей жидкости от периферии к центру, при этом частицы загрязнений больше размеров пор на входе в фильтрующие элементы 7 задерживаются.
Частицы загрязнений меньше размеров пор на входе в фильтрующие элементы 7, проходят далее в направлении потока загрязненной рабочей жидкости к центру и задерживаются внутри фильтрующих элементов 7 уже порами меньшего размера. Таким образом, при помощи фильтрации идет поэтапное повышение степени очистки загрязненной рабочей жидкости в направлении потока, на выходе из фильтрующего элемента 7 получают очищенную рабочую жидкость с частицами загрязнений допустимой номинальной тонкости очистки.
Далее очищенная рабочая жидкость проходит через вертикальные прорези 10 во внутренний цилиндрический элемент 5, а затем на выход из секционного фильтра через патрубок 3.
По прошествии определенного срока работы, в зависимости от уровня загрязнения рабочей жидкости, фильтрующие элементы 7 забиваются механическими и другими примесями. Для их замены отворачивают верхнюю 2 или нижнюю 4 крышки, вынимают внутренний цилиндрический элемент 5 с вертикальными направляющими перегородками 6 и заменяют использованные фильтрующие элементы 7 новыми.
Выводы. По сравнению с прототипом предложенное устройство повышает надежность и ресурс работы секционного фильтра, так как позволит производить замену и утилизацию только использованных фильтрующих элементов, а не фильтра в сборе.