Топливный фильтр - сепаратор

Предлагаемый в качестве полезной модели топливный фильтр-сепаратор относится к области нефтепродуктообеспечения, в частности к техническим средствам, применяемым для очистки нефтепродуктов от механических загрязнений и воды. Может применяться на нефтебазах, автозаправочных станциях, автохозяйствах, трубопроводном транспорте, аэропортовых хранилищах топлива, в ракетостроении и др.
Технический регламент Таможенного Союза TP ТС 013/2011 «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту» устанавливает обязательные для применения и исполнения требования к качеству выпускаемых автомобильного бензина и дизельного топлива в соответствии с экологическим классом К5. В связи с этим повышаются требования к чистоте топлива, снижению механических примесей и воды, а в авиационном бензине и топливе для реактивных двигателей их не должно быть вообще. Эти требования приводят к необходимости совершенствования топливных фильтров.
Основными недостатками применяемых в настоящее время фильтров является короткий срок службы материала фильтрующих элементов (фильтроэлементов) вследствие засорения механическими примесями (мехпримесями), вымывания волокон и потеря прочности порового канала при попадании даже незначительного количества воды. По ГОСТ 28912-91 «Фильтры складские и фильтры-сепараторы» установлен максимально допустимый параметр вымывания волокон 15 шт/л.
Фильтры, предназначенные для авиационного топлива, имеют ограничения по исходному содержанию воды в топливе в соответствии с ГОСТ Р 52906-2008 «Оборудование авиатопливообеспечения. Общие технические требования» и регламентируют содержание свободной воды в авиатопливе на выходе не более 0,0015% масс. При достижении этого значения фильтроэлементы должны быть заменены.
3
В соответствии с требованиями вышеуказанного стандарта изготовители фильтроэлементов оговаривают ограничения по их применению в технических условиях. При этом запрещается использование фильтроэлементов при исходной концентрации загрязнений в топливе более 0,05 г/дм и содержанием свободной воды более 0,05% масс.
Таким образом, возникает необходимость защитить материал фильтроэлемента от попадания в него излишнего количества воды, что решается установкой перед ним по ходу очищаемого топлива сепаратора.
Из уровня техники известен наиболее близкий по своей технической сущности к заявленному топливный фильтр-отстойник (патент РФ №154489), который состоит из корпуса с крышкой, в которую на резьбе ввернута заглушка с двумя отверстиями: одно служит для подвода топлива, а в другом установлен полый в верхней части стержень для отвода очищенного топлива. На стержне установлен фильтроэлемент, внутри которого находится водопоглощающий материал. К нижней части заглушки прикреплен рассекатель потока топлива, в основании которого имеются отверстия диаметром 3 мм. На стержень, над фильтроэлементом установлен отражатель топлива, который имеет форму полого усеченного конуса. Заглушка вместе со стержнем, отражателем и фильтроэлементом выполнены съемными. На дне корпуса имеется успокоитель в виде полусферы, прикрепленный с зазором между внутренней стенкой корпуса и наружной его кромкой.
Недостатком этого фильтра является отсутствие коагулятора, препятствующего попаданию излишней воды и мехпримесей в материал фильтроэлемента, что приводит к набуханию, вымыванию из него фильтрующих волокон, засорению мехпримесями и, в результате, снижению эффективности очистки топлива и сокращению срока службы фильтроэлемента. Задача, на решение которой направлено создание полезной модели в виде технического устройства, заключается в повышении эффективности очистки топлива от примесей и увеличении срока службы фильтроэлемента.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются за счет создания топливного фильтра-сепаратора, включающего конструктивно связанные между собой корпус, крышку, в которую ввернута заглушка. В заглушке имеются два отверстия: одно для подвода топлива, в другое отверстие установлен полый в верхней части стержень для отвода очищенного топлива, фильтрующий элемент, в качестве которого использован полиакриламидный полимер, расположенный внутри перфорированной обечайки, на которой закреплен сепаратор в виде коагулирующей сетки с гидрофобным фторопластовым покрытием с ячейками, размером 50 мкм.
К нижней части заглушки прикреплен перфорированный распределитель потока топлива, в котором просверлены отверстия. Под распределителем потока топлива установлен отражатель, который имеет форму полого усеченного конуса. В нижней части корпуса расположен отстойник коагулированной воды с резьбовым отверстием для пробки или штуцера, к нему сверху прикреплена воронка для сбора коагулированной воды.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, приведенными на прилагаемых фигурах Фиг. 1, 2 и 3.
В топливный фильтр-сепаратор входят следующие, конструктивно связанные между собой элементы: корпус 1, крышка 2, заглушка 3 с входным отверстием 4 и выходным отверстием 5. По центру в заглушку ввернут полый в верхней части стержень 6, вокруг него располагается фильтрующий материал 7, заключенный в перфорированную обечайку 8 и сепаратор в виде металлической сетки 9 с нанесенным на нее гидрофобным фторопластовым покрытиеми размером ячеек 50 мкм. К заглушке снизу прикреплен перфорированный распределитель потока топлива 10 с отверстиями 11 диаметром 3 мм, расположенными на расстоянии 5 мм друг от друга, под распределителем закреплен отражатель 12 потока топлива в форме полого усеченного конуса. В нижней части корпуса расположен отстойник 13 коагулированной воды со сливным резьбовым отверстием 14 для крепления пробки или штуцера. Над отстойником закреплена воронка 15 для сбора коагулированной воды и направления ее в отстойник.
Топливный фильтр-сепаратор работает следующим образом (фиг. 3).
Топливо под действием топливного насоса через отверстие 4 поступает на распределитель потока топлива 10, затем через отверстия 11 стекает на отражатель 12 и попадает на гидрофобную сетку 9 сепаратора. На сетке из топлива выделяется вода и частицы механических примесей размером более 50 мкм, мелкие капли воды коагулируются в более крупные и вместе с частицами механических примесей стекают через воронку 15 в отстойник 13, из которого удаляются через отверстие 14.
Освобожденное от значительного количества воды мехпримесей топливо через сетку 9 и обечайку 8 попадает в фильтрующий материал 7 для дальнейшей очистки. Очищенное топливо через внутреннюю полость стержня 6 и отверстие 5 выходит из топливного фильтра-сепаратора.
При решении данной технической проблемы был исследован процесс вымывания волокон фильтрующего материала. В результате был сделан вывод о необходимости создания коагулятора в виде металлической сетки, покрытой гидрофобным материалом с размером ячеек 50 мкм. Наиболее эффективным материалом для этой цели оказался фторопласт.
Результаты испытаний опытных образцов фильтров с коагулятором в виде сетки с фторопластовым покрытием и расположением его перед фильтроэлементом подтвердили результаты исследований.
В связи с вышеизложенным можно сделать вывод о том, что предложенное техническое решение соответствует условиям патентоспособности «новизна» и, учитывая простоту конструкции и технологичность изготовления, «промышленная применимость».