ЭЛЕМЕНТ ФИЛЬТРУЮЩИЙ

Полезная модель предназначена для механической очистки жидкостей от твердых частиц преимущественно для высоких давлений и расходов и может использоваться для очистки шахтных вод и промышленных сбросов.
Очистка шахтных вод и промышленных сбросов связана с проблемой повышенного износа фильтрующих элементов из-за высокой абразивности частиц, находящихся в жидкости. А высокие давления (до 60 атмосфер) совместно со значительными расходами очищаемых жидкостей, характеризующихся большой концентрацией включений, предполагают особые требования к конструкции фильтрующих элементов, в частности высокую степень очистки, механическую прочность, надежность функционирования, технологичность использования и относительно низкую стоимость.
Известен элемент фильтрующий, содержащий каркас в виде трубки с намотанным на него фильтрующим материалом, две крышки, соединенные с торцами каркаса и фильтрующим материалом, а на трубке каркаса выполнены продольные ребра, образующие между собой продольные каналы, между торцами каркаса и внутренними посадочными торцами крышек выполнены зазоры для сообщения - вышеуказанных продольных каналов каркаса с центральным каналом каркаса, при этом на внутренних посадочных торцах крышек выполнены упоры в виде цилиндрических выступов, или радиальных ребер, или кольцевых упоров, диаметр которых больше диаметра
внутренней поверхности продольных каналов каркаса, а края крышек выполнены наклонными. /RU Патент №2113268, 1998./
Известный фильтрующий элемент не обладает достаточной механической прочностью и устойчивостью к абразивному износу, не предполагает очистку после засорения, ограничено применим при высоких давлениях и практически не применим при высоких расходах в условиях очистки шахтных вод и промышленных сбросов.
Известен многоканальный керамический фильтрующий элемент, выполненный в форме цилиндра с каналами на наружной поверхности, при этом на поверхности каналов нанесен тонкий пористый мембранный слой, каналы с мембранным слоем отформованы в виде винтовой линии пазообразного типа, а отверстие служит для отвода потока, проходящего через мембрану. /RU Патент №2225747, 2004/. Известный фильтрующий элемент не технологичен при регенерации, ограничено применим при высоких давлениях и практически не применим при высоких расходах в условиях очистки шахтных вод и промышленных сбросов.
Наиболее близким является дренажный фильтр, содержащий каркас в виде перфорированной трубы и пористую гильзу из волокнистого материала, охватывающую наружную поверхность перфорированной трубы, при этом фильтр снабжен на обеих сторонах каркаса муфтами, пористая гильза выполнена пневмоэкструзией и изготовлена из многослойного волокнистого материала с пористостью 80-400 мкм, отверстия перфорированной трубы выполнены коническими, расположены по диаметру каркаса со смещением их в соседних рядах, равным половине шага между отверстиями, при этом меньший диаметр конических отверстий составляет 0,04-0,1 внутреннего диаметра трубы, а больший диаметр 0,1-0,2 наружного диаметра перфорированной трубы, вместе с тем муфты каркаса имеют одна
наружную, другая внутреннюю сопрягаемые резьбы, служащие для соединения нескольких фильтров для получения дренажно-распределительной системы. /RU Патент №2169035, 2001/.
Известный фильтрующий элемент не технологичен при регенерации, ограничено применим для поверхностной фильтрации при высоких давлениях и практически не применим при высоких давлениях и расходах в условиях очистки шахтных вод и промышленных сбросов.
Задачей полезной модели является повышение механической прочности и устойчивости к абразивному износу при высоком качестве очистки, увеличение циклов регенерации в условиях высоких расходов и давлений при очистке шахтных вод.
Задача решается тем, что в фильтрующем элементе, включающем перфорированную трубу - каркас с закрепленной на внешней образующей поверхности сетчатой оболочкой, согласно решению сетчатая оболочка выполнена в виде сетки саржевого переплетения и закреплена на трубе-каркасе кольцами, внутренний диаметр сетчатой оболочки больше внешнего диаметра трубы-каркаса на 1,5÷5%, а труба-каркас снабжена на образующей поверхности каналами, выполненными в виде сетки, образованной пересечением круглой резьбы и параллельных центральной оси трубы-каркаса канавок, при этом глубина каналов на образующей поверхности трубы-каркаса одинакова по всей длине.
Отличительными признаками являются:
- сетчатая оболочка выполнена в виде сетки саржевого переплетения, (что позволяет достигнуть высокой степени очистки, обеспечить механическую прочность и устойчивости к абразивному износу, повысить число циклов регенерации);
- сетчатая оболочка закреплена на трубе-каркасе кольцами, (что обеспечивает необходимую прочность при обратном токе жидкости при регенерации фильтрующего элемента);
- труба-каркас снабжена на образующей поверхности каналами, (что позволяет более эффективно реализовать перераспределение струй жидкости, продлить период работы без регенерации фильтрующего элемента);
- внутренний диаметр сетчатой оболочки больше внешнего диаметра трубы-каркаса на 1,5÷5%, (что повышает технологичность сборки и обеспечивает возможность колебаний сетчатой оболочки для повышения качества регенерации);
- каналы на образующей поверхности выполнены в виде сетки, образованной пересечением круглой резьбы и параллельных центральной оси трубы-каркаса канавок, (что позволяет более эффективно реализовать перераспределение струй жидкости, продлить цикл работы без регенерации фильтрующего элемента, снизить износ сетчатой оболочки, повысить технологичность изготовления);
- глубина каналов на образующей поверхности трубы-каркаса одинакова по всей длине, (что обеспечивает равномерность промывки при обратном токе жидкости и высокое качество регенерации).
Сравнение заявляемого решения с аналогами и другими известными решениями не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлен продольный разрез, на фиг.2 - увеличенный фрагмент разреза с
перфорациями и каналами круглой резьбы, фиг.3 - поперечный разрез с перфорациями и параллельными канавками.
Элемент фильтрующий содержит трубу-каркас 1 с перфорациями 2, сетчатую оболочку 3, кольца 4, каналы круглой резьбы 5 и каналы параллельных канавок 6.
Элемент фильтрующий функционирует следующим образом. В исходном состоянии фильтрующий элемент имеет сетчатую оболочку 3 с выраженным наружным прогибом, т.е. своеобразной «бочковатостью» по внешней образующей между обжимающими крепежными кольцами 4. «Бочковатость» возникает при сборке за счет разницы внутреннего диаметра сетчатой оболочки и внешнего диаметра трубы-каркаса, (при этом первый больше на 1,5÷5%) и способности к некоторой объемной деформации сетчатой оболочки 3. Вместе с тем, саржевое переплетение характеризуется наибольшей прочностью и отсутствием ячеек «в свету», что обеспечивает улавливание мельчайших частиц и необходимую механическую прочность.
При рабочем режиме, например шахтные воды с большой концентрацией в числе прочих абразивных частиц под давлением 12÷60 атмосфер воздействуют на сетчатую оболочку 3, поджимая последнюю вплотную к трубе-каркасу 1 с отделением твердых включений на поверхности сетчатой оболочки. Очищенная вода по сетке каналов 5, 6 поступает в перфорации 2, откуда движется на выход. При засорении фильтрующего элемента осуществляется регенерация путем пуска очищенной воды в обратном направлении. При этом давление изнутри фильтрующего элемента через перфорации 2 и каналы 5, 6 инициирует прогиб сетчатой оболочки 3 в исходное положение с возникновением «бочковатости» последней и некоторым расширением диагональных ячеек (щелей) в сетчатой оболочке, что
в свою очередь обеспечивает легкое и быстрое отделение налипших частиц. Регенерация осуществляется в течение 10÷60 секунд. Наличие на поверхности трубы-каркаса 1 каналов круглой резьбы 5 и параллельных центральной оси трубы-каркаса канавок 6, выполненных с радиусными округлениями обеспечивает высокую износостойкость устройства и увеличение числа циклов регенерации.
Элемент фильтрующий обеспечивает повышение механической прочности и устойчивости к абразивному износу при высоком качестве очистки, увеличение циклов регенерации в условиях высоких расходов и давлений при очистке шахтных вод.