ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемая группа полезных моделей относится к устройствам для отделения механических примесей, капельной жидкости (влаги, масла и т. п.) из газового потока или механических примесей из потока жидкости и может найти применение во всех отраслях народного хозяйства, связанных с очисткой газов или жидкостей.
Известен фильтр для очистки аэрозолей, содержащий разделенные горизонтальной перегородкой камеры грубой и тонкой очистки, размещенные в последней соосно и последовательно друг в друге, вентиляторное колесо, приводной фильтрующий барабан и кольцевой брызгоуловитель. Камера грубой очистки снабжена предфильтром в виде барабана из грубого волокна. Горизонтальная перегородка имеет кольцевой желоб с отверстиями в нижней части (см. патент РФ №1549566, «Фильтр для очистки аэрозолей», В 01 D 46/26, 50/00 от 28.02.86 г.).
К недостаткам известного устройства следует отнести сложную, энергоемкую конструкцию, насыщенную множеством движущихся элементов, а также невозможность очистки жидкостей.
Наиболее близким по технической сущности является влагомаслоотделитель (фильтрующее устройство), содержащий вертикальный цилиндрический корпус с установленными один над другим фильтрующими патронами грубой очистки и тонкой очистки из пористых материалов с размером пор 0,5-1,5 мм и слоистого пористого материала с основой из порометалла и рабочего слоя спеченного сферического порошка на его поверхности. Соотношение площади поверхности патрона грубой очистки и площади поверхности патрона тонкой очистки составляет 1:1,5-5,0. (см патент РФ №2050942, «Влагомаслоотделитель», В 01 D 46/00, 39/00, от 27.12.1995 г.).
Недостатками известного влагомаслоотделителя являются невысокое качество очистки газового потока, большие габариты за счет размещения фильтрующих патронов друг над другом, что приводит к высокой материалоемкости, а также небольшой ресурс фильтрующих элементов до регенерации. При осуществлении регенерации или замены патронов грубой и тонкой очистки необходимо разбирать пневмопровод, удаляя из него фильтрующее устройство целиком, что предопределяет низкую ремонтопригодность известного влагомаслоотделителя и большие затраты на его эксплуатацию.
Задача, на решение которой направлены заявляемые полезные модели, заключается в создании фильтрующих устройств, обеспечивающих эффективную очистку, как газов, так и жидкостей.
Технический результат заключается в увеличении ресурса работы фильтрующих патронов, снижении материалоемкости устройства и затрат на эксплуатацию, повышении ремонтопригодности и эксплуатационных возможностей фильтрующего устройства при высокой степени очистки газов или жидкостей.
Указанный результат группы полезных моделей по варианту 1 достигается тем, что в известном фильтрующем устройстве, содержащем вертикально расположенный цилиндрический корпус с входным, выходным и сливным патрубками и с установленными в нем фильтрующими патронами грубой и тонкой очистки из пороматериала, согласно изобретению, корпус снабжен съемной крышкой, расположенной с противоположной стороны от выходного патрубка, направленного вниз, входной патрубок установлен с возможностью подачи потока по касательной к образующей окружности корпуса, а фильтрующий патрон тонкой очистки установлен внутри патрона грубой очистки соосно с ним и с выходным патрубком, при этом оба патрона закреплены на выходном патрубке.
Фильтрующий патрон тонкой очистки может быть выполнен из нетканого материала.
Фильтрующий патрон тонкой очистки может быть выполнен из спеченного металлического порошка.
Фильтрующий патрон тонкой очистки может быть выполнен из пороматериала с размером пор, меньшим, чем размер пор фильтрующего патрона грубой очистки.
Кроме того, в зоне размещения входного патрубка на корпусе установлен магнит.
Указанный технический результат группы полезных моделей по варианту 2 достигается тем, что в известном фильтрующем устройстве, содержащем вертикально расположенный цилиндрический корпус с входным, выходным и сливным патрубками и с установленными в нем фильтрующими патронами грубой и тонкой очистки из пороматериала, согласно изобретению, корпус снабжен съемной крышкой, расположенной с противоположной стороны от выходного патрубка, направленного вверх, входной патрубок установлен с возможностью подачи потока по касательной к образующей окружности корпуса, а фильтрующий патрон тонкой очистки установлен внутри патрона грубой очистки соосно с ним и с выходным патрубком, при этом оба патрона закреплены на выходном патрубке.
Фильтрующий патрон тонкой очистки может быть выполнен из нетканого материала.
Фильтрующий патрон тонкой очистки может быть выполнен из спеченного металлического порошка.
Фильтрующий патрон тонкой очистки выполнен из пороматериала с размером пор, меньшим, чем размер пор фильтрующего патрона грубой очистки. Кроме того, в зоне размещения входного патрубка на корпусе установлен магнит. Указанный технический результат группы полезных моделей по варианту 3 достигается тем, что в известном фильтрующем устройстве, содержащем вертикально расположенный цилиндрический корпус с входным, выходным и сливным патрубками и с установленными в нем фильтрующими патронами грубой и тонкой очистки из пороматериала, отличающееся тем, что корпус снабжен съемной крышкой, расположенной со стороны выходного патрубка, направленного вниз, входной патрубок установлен с возможностью подачи потока по касательной к образующей окружности корпуса, а фильтрующий патрон тонкой очистки установлен внутри патрона грубой очистки соосно с ним и с выходным патрубком, при этом оба патрона закреплены на выходном патрубке.
Фильтрующий патрон тонкой очистки может быть выполнен из нетканого материала.
Фильтрующий патрон тонкой очистки может быть выполнен из спеченного металлического порошка.
Фильтрующий патрон тонкой очистки выполнен из пороматериала с размером пор, меньшим, чем размер пор фильтрующего патрона грубой очистки. Кроме того, в зоне размещения входного патрубка на корпусе установлен магнит. Указанный технический результат группы полезных моделей по варианту 4 достигается тем, что в известном фильтрующем устройстве, содержащем вертикально расположенный цилиндрический корпус с входным, выходным и сливным патрубками и с установленными в нем фильтрующими патронами грубой и тонкой очистки из пороматериала, отличающееся тем, что корпус снабжен съемной крышкой, расположенной со стороны выходного патрубка, направленного вверх, входной патрубок установлен с возможностью подачи потока по касательной к образующей окружности корпуса, а фильтрующий патрон тонкой очистки установлен внутри патрона грубой очистки соосно с ним и с выходным патрубком, при этом оба патрона закреплены на выходном патрубке.
Фильтрующий патрон тонкой очистки может быть выполнен из нетканого материала.
Фильтрующий патрон тонкой очистки может быть выполнен из спеченного металлического порошка.
Фильтрующий патрон тонкой очистки выполнен из пороматериала с размером пор, меньшим, чем размер пор фильтрующего патрона грубой очистки.
Кроме того, в зоне размещения входного патрубка на корпусе установлен магнит.
Благодаря оснащению корпуса фильтрующего устройства съемной крышкой возможно осуществлять регенерацию или замену фильтрующих патронов, а также очистку корпуса изнутри без разборки пневмо- или гидропровода и без удаления фильтрующего устройства из линии пневмо- или гидропровода, что повышает ремонтопригодность устройства.
Расположение входного патрубка с возможностью подачи потока по касательной к образующей окружности корпуса фильтрующего устройства приводит к выделению на внутренней стенке обечайки корпуса около 90% примесей (загрязнений), содержащихся в потоке. При этом на фильтрующие патроны попадает не более 10% всех находящихся в потоке загрязнений, что приводит к повышению ресурса работы фильтрующих патронов.
Установка фильтрующего патрона тонкой очистки внутри патрона грубой очистки соосно с ним и с выходным патрубком позволяет уменьшить габариты фильтрующего устройства и его материалоемкость при сохранении производительности.
Выполнение фильтрующего патрона тонкой очистки из нетканого материала снижает затраты на эксплуатацию фильтрующего устройства за счет использования недорогого, но обеспечивающего высокую степень очистки материала для фильтрующих патронов и возможности их частой замены.
Выполнение фильтрующего патрона тонкой очистки из спеченного металлического порошка, позволяет снизить затраты на эксплуатацию фильтрующего устройства при одновременном увеличении степени очистки потоков за счет качественной очистки и высокого ресурса работы фильтрующего патрона.
Выполнение фильтрующего патрона тонкой очистки из пороматериала с размером пор, меньшим, чем размер пор фильтрующего патрона грубой очистки, также позволяет снизить затраты на эксплуатацию фильтрующего устройства при одновременном увеличении степени очистки потоков за счет качественной очистки и высокого ресурса работы фильтрующего патрона.
Установка магнита в зоне размещения входного патрубка на корпусе позволяет производить высаживание магнитных механических примесей, что также увеличивает степень очистки.
Наличие двух вариантов исполнения устройства с направлением выходного патрубка вверх или вниз и по два варианта расположения крышки по отношению к выходному патрубку позволяет встраивать устройство в различные схемы пневмо- или
гидропроводов в зависимости от конкретных условий эксплуатации, что повышает эксплуатационные возможности применения фильтрующих устройств.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой группы полезных моделей, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемой группы, что соответствует критерию «новизна». Предлагаемые технические решения могут применяться во всех отраслях народного хозяйства, связанных с промышленной очисткой газов или жидкостей.
Заявляемое изобретение поясняется чертежами.
Фиг.1- Общий вид фильтрующего устройства (вариант 1).
Фиг.2- Общий вид фильтрующего устройства (вариант 2).
Фиг.3- Общий вид фильтрующего устройства (вариант 3).
Фиг.4- Общий вид фильтрующего устройства (вариант 4).
Фильтрующее устройство - вариант 1 (фиг.1) содержит цилиндрический корпус 1 со съемной крышкой 2, установленной сверху корпуса. В корпусе 1 расположен фильтрующий патрон грубой очистки 3, с установленным внутри него патроном тонкой очистки 4. Оба патрона 3 и 4 установлены на опорной площадке 5 выходного патрубка 6. Патроны 3 и 4 установлены соосно с выходным патрубком 6 и друг с другом и закреплены посредством крышки-отбойника 7 и гайки 8, установленной на оси 9. При этом крышка 2 установлена напротив выходного патрубка 6, направленного вниз. В верхней части корпуса 1 установлен входной патрубок 10, а в донной нижней части - сливной патрубок 11 в виде штуцера. На корпусе 1 снаружи или изнутри установлен постоянный магнит либо электромагнит 12.
Фильтрующее устройство - вариант 2 (фиг.2) содержит цилиндрический корпус 1 с крышкой 2, установленной снизу напротив выходного патрубка 6, направленного вверх. В корпусе 1 расположен фильтрующий патрон грубой очистки 3, с установленным внутри него патроном тонкой очистки 4. Оба патрона 3 и 4 присоединены к опорной площадке 5 выходного патрубка 6. Патроны 3 и 4 установлены соосно с выходным патрубком 6 и друг с другом и закреплены посредством крышки-отбойника 7 и гайки 8, установленной на оси 9. В нижней части корпуса 1 установлен входной патрубок 10, а в крышке 2 - сливной патрубок 11 в виде штуцера. На корпусе 1 снаружи или изнутри установлен постоянный магнит либо электромагнит 12.
Фильтрующее устройство - вариант 3 (фиг.3) содержит цилиндрический корпус 1 с крышкой 2, установленной со стороны выходного патрубка 6, направленного вниз. В корпусе 1 расположен фильтрующий патрон грубой очистки 3, с установленным внутри него патроном тонкой очистки 4. Оба патрона 3 и 4 установлены на опорной площадке 5. Патроны 3 и 4 установлены соосно с выходным патрубком 6 и друг с другом и закреплены посредством крышки-отбойника 7 и гайки 8, установленной на оси 9. В верхней части корпуса 1 установлен входной патрубок 10, а в донной нижней части - сливной патрубок 11 в виде штуцера. На корпусе 1 снаружи или изнутри установлен постоянный магнит либо электромагнит 12.
Фильтрующее устройство - вариант 4 (фиг.4) содержит цилиндрический корпус 1 с крышкой 2, установленной со стороны выходного патрубка 6, направленного вверх. В корпусе 1 расположен фильтрующий патрон грубой очистки 3, с установленным внутри него патроном тонкой очистки 4. Оба патрона 3 и 4 прикреплены к опорной площадке 5 выходного патрубка 6, направленного вниз. Патроны 3 и 4 установлены соосно с выходным патрубком 6 и друг с другом и закреплены посредством крышки-отбойника 7 и гайки 8, установленной на оси 9. В нижней части корпуса 1 установлен входной патрубок 10, а в донной части - сливной патрубок 11 в виде штуцера. На корпусе 1 снаружи или изнутри установлен постоянный магнит либо электромагнит 12.
Все детали фильтрующего устройства могут выполняться как из металлов, так и из синтетических материалов.
-3
Фильтрующие патроны грубой очистки выполняются из пороматериала, например, из пеноникеля или пеномеди /1/ с размером пор (0,5-2,0)10 м.
-6
-3
Фильтрующие патроны тонкой очистки могут быть выполнены из нетканого материала. В качестве нетканого материала используют стеклоткани, синтетические волокна и проч. Патроны тонкой очистки могут быть выполнены также из спеченного металлического порошка с размером пор (0,1-0,01)10 м. При выполнении патрона тонкой очистки из пороматериала размер пор такого материала, например, пеноникеля или пеномеди, выбирают меньшим, чем размер пор материала патрона грубой очистки, а именно: (0,1-0,5)10.
Фильтрующее устройство работает следующим образом.
Загрязненный газовый поток или поток жидкости подается через входной патрубок 10. Механические металлизированные примеси, находящиеся в газовом или жидкостном потоке, сразу же снимаются магнитом 12. Поток, направленный патрубком 10, двигается по касательной к образующей корпуса 1 сверху вниз (фиг.1, 3) либо снизу вверх (фиг.2, 4) по внутренней стенке. Таким образом, основная очистка газового либо
жидкостного потока (до 90%) происходит за счет действия центробежных сил, с помощью которых выделяются крупные капли влаги, масла и механические примеси из газового потока, либо механические примеси из потока жидкости, отбрасываются к внутренней стенке корпуса 1 и под действием силы тяжести движутся вниз к сливному штуцеру 11. Далее газовый либо жидкостный потоки проходят через фильтрующие патроны 3 и 4, очищаясь путем механического фильтрования, и через выходной патрубок 6 поступают потребителю.
При применении вариантов 1 или 2 регенерация фильтрующих патронов 3 и 4 или их полная замена легко осуществляется при снятии крышки 2 и высвобождении их из полости корпуса 1 (фиг.1 и 2). При применении вариантов 3 или 4 регенерация фильтрующих патронов 3 и 4 или их полная замена (фиг.3 и 4) осуществляется при отсоединении патрубка 10 от линии пневмо- или гидропровода и корпуса 1 от крышки 2. Установленный на корпусе 1 (внутри корпуса) магнит 12 очищается при снятии крышки 2 (фиг.1 и 2) или при отсоединении корпуса 1 от крышки 2 (фиг.3 и 4) обыкновенной металлической щеткой. При расположении магнита снаружи корпуса 1 удаление намагниченных частиц из зоны расположения магнита (при разделении магнита и корпуса устройства) происходит под действием гравитационных сил через сливной патрубок 11.
Наличие двух вариантов исполнения устройства с направлением выходного патрубка вверх или вниз и по два варианта расположения крышки по отношению к выходному патрубку позволяет встраивать устройство в различные схемы разводки пневмо- или гидропроводов в зависимости от конкретных условий эксплуатации.
Проведенные полупромышленные испытания предлагаемых фильтрующих устройств на производственной базе ООО «Комос», показали, что при габаритах в 1,5-3 раза меньших, чем у известных устройств, качество очистки выше и достигает 99,5%. Заявляемая конструкция фильтрующего устройства более ремонтопригодна и менее материалоемка в сравнении с аналогами. При этом увеличен ресурс работы фильтрующих патронов и, в целом, повышены эксплуатационные возможности фильтрующего устройства.
Источники информации.
1. Анциферов В.Н. и др. Свойства высокопористых металлов.
2. Порошковая металлургия. 1980, №12.