СЕТЧАТЫЙ ФИЛЬТР С КАМЕРОЙ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ

Сетчатый фильтр с камерой переменного сечения
Предложенное решение относится к гидравлическим устройствам, фильтрующим рабочий поток, и может применяться в трубопроводах холодной и горячей воды, при фильтрации иных текучих неагрессивных сред для улавливания стойких механических примесей и используется, в частности, для установки перед расходомерными устройствами.
Из уровня техники известны следующие решения, относящиеся к указанной области техники: RU 2200614, МПК 7 B01D 35/06.
«МАГНИТНО-МЕХАНИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР»
Данное изобретение относится к гидравлическим устройствам, фильтрующим рабочий поток, и может применяться в трубопроводах холодной и горячей воды, при фильтрации иных текучих неагрессивных сред для улавливания стойких механических примесей (в том числе ферромагнетиков), и используется для установки перед расходомерными устройствами. Фильтр содержит Y-образный корпус с проточным каналом и каналом с заглушкой, соединяющимися друг с другом под тупым углом к потоку набегающей среды. В канале с заглушкой установлен дырчатый фильтр с магнитным фильтрующим элементом, установленным на держателе. На внутреннем торце заглушки и внутри проточного канала выполнены центрирующие кольцевые проточки. Дырчатый фильтр выполнен в виде сетки с определенным размером ячеек, а магнитный элемент - в виде чередующихся немагнитных и магнитных шайб разного диаметра. Технический результат состоит в повышении надежности устройства.
Также, известно техническое решение (Прототип)
- Патент на полезную модель: RU 117308 U1, 27.06.2012, МПК B01D 35/06.
Магнитосетчатый фильтр, включает корпус с прямоточным каналом для текучей среды, имеющий на торцах средства для соединения с подводящим и отводящим трубопроводами, выполненный в корпусе, соединенный с проточным каналом под углом к потоку набегающей текучей среды, канал с заглушкой, расположенный в полости, канала с заглушкой, с возможностью перекрытия своей фронтальной частью проточного канала, дырчатый фильтр, имеющий в полости магнитную вставку, причем фронтальная часть дырчатого фильтра выполнена диаметром, большим диаметра основной части фильтра.
Однако известные решения не позволяют уменьшить размеры камеры фильтрации с сохранением площади фильтрации фильтрующего элемента.
Техническая задача и достигаемый технический результат предложенного решения состоит в уменьшении размеров камеры фильтрации с сохранением площади фильтрации фильтрующего элемента.
Указанное выше обеспечено предложенной совокупностью существенных признаков.
Сетчатый фильтр с камерой переменного сечения, включающий корпус с прямоточным каналом для текучей среды, имеющий на торцах средства для соединения с подводящим и отводящим трубопроводами, выполненный в корпусе, соединенная с прямоточным каналом под углом к потоку набегающей текучей среды камера переменного сечения с заглушкой, расположенный в полости камеры переменного сечения с заглушкой с возможностью перекрытия своей фронтальной частью прямоточного канала фильтрующий элемент, причем
- камера переменного сечения с заглушкой выполнена изменяющейся по форме и с уменьшающимся в направлении к прямоточному каналу по величине поперечным сечением, а фильтрующий элемент выполнен цилиндрообразным и имеет упругие в поперечном сечении свойства,
при этом
- полость камеры переменного сечения выполнена таким образом, что водяной зазор между стенкой камеры переменного сечения и установленным фильтрующим элементом постепенно изменяется по длине от «нулевого», со стороны прямоточного канала до выбранного оптимального значения, со стороны заглушки;
- величину водяного зазора, выбирают из условия значений в средней по длине части камеры переменного сечения от 1,5 до 6 мм.;
- камера переменного сечения сопряжена с прямоточным каналом под углом 30-60° к набегающему потоку текучей среды;
- в месте соединения прямоточного канала и камеры переменного сечения с заглушкой в торце последней выполнен овалообразный уступ для взаимодействия с торцем фильтрующего элемента;
- овалообразный уступ выполнен шириной от 1 до 3 мм.
Предложенное решение поясняют графические материалы на представленной фигуре (Фиг. 1).
Позициями на фигуре обозначены:
1 - прямоточный канал.
2 - камера переменного сечения (камера фильтрации).
3 - фильтрующий элемент.
4 - заглушка.
Б - овалообразное поперечное сечение.
В - цилиндрическое сечение выходного отверстия.
Г - овалообразный уступ.
Д - фронтальная зона забора.
Е - отводящий участок прямоточного канала.
с - водяной зазор.
Пересечение прямоточного канала 1 и камеры переменного сечения 2 образует овалообразное поперечное сечение «Б», с овалообразным уступом «Г» для торцевой фиксации фильтрующего элемента 3.
Соотношение большой оси овалообразного уступа «Г» камеры переменного сечения к малой оси выбирают в пределах 2-4 к 1.
Длина окружности фильтрующего элемента соотносима или равна периметру овалообразного уступа камеры переменного сечения.
Диаметр цилиндрического сечения выходного отверстия «В» камеры переменного сечения (со стороны заглушки 4) соотносим или равен диаметру фильтрующего элемента плюс удвоенная величина водяного зазора «с», необходимого для отвода отфильтрованной жидкости.
Величину водяного зазора «с», необходимого для отвода отфильтрованной жидкости выбирают из условия значений в средней по длине части фильтрующего элемента: 1,5-6 мм;
При этом, водяной зазор «с» постепенно изменяется по длине камеры переменного сечения (фильтрующего элемента) от «нулевого» (со стороны овалообразного уступа «Г») до максимального (оптимального) значения (со стороны заглушки 4).
При установке цилиндрического фильтрующего элемента в камеру переменного сечения, диаметр фильтрующего элемента, следуя конусообразной форме камеры переменного сечения 2 и ее уменьшающейся в направлении прямоточного канала, площади поперечного сечения, преобразуется в овал, упирается в овалообразный уступ «Г» (образованный в прямоточном канале 1).
Причем, ширину овалообразного уступа «Г», взаимодействующего с торцевой частью фильтрующего элемента выбирают в пределах: 1-3 мм.
Работа устройства.
Входящий поток жидкости (с имеющимися взвешенными частицами) ограниченный стенками прямоточного канала попадает во фронтальную зону забора воды «Д», образованную конусообразным участком прямоточного канала.
Соединенная с прямоточным каналом под углом к потоку набегающей текучей среды камера переменного сечения с заглушкой и расположенный в ней с возможностью перекрытия своей фронтальной частью проточного канала фильтрующий элемент при установке в камере переменного сечения полностью перекрывает своей фронтальной торцевой частью прямоточный канал и позиционируется в овалообразном уступе, принимая его овалообразную форму.
При этом входящий поток жидкости из фронтальной зоны забора воды, сообщающейся с внутренней полостью фильтрующего элемента, проходит отфильтрованным сквозь фронтальную часть фильтрующего элемента и сквозь стенки во внутренней полости фильтрующего элемента и попадает в полость отвода воды (водяной зазор «с») камеры переменного сечения 2, образованный между стенкой камеры переменного сечения и фильтрующим элементом 3 и далее - в отводящий участок прямоточного канала «Е», образуя выходящий поток жидкости.
При этом выбранные геометрические параметры устройства дополнительно обеспечивают технологичность изготовления камеры переменного сечения и фильтрующего элемента, оптимальные гидродинамические условия для прохождения фильтруемого потока во фронтальной зоне забора воды, экономию фильтрующего материала, а также уменьшение размеров камеры переменного сечения.
Предложенный сетчатый фильтр с камерой переменного сечения, устанавливают в различных трубопроводах, чтобы фильтровать инородные частицы, содержащиеся в текучей среде, протекающей по трубопроводам и включает корпус, выполненный в виде прямоточного канала, имеющий на торцах средства для соединения с подводящим и отводящим трубопроводами.
Указанный основной прямоточный канал сопряжен под углом в средней своей части с камерой переменного сечения с заглушкой.
Основная часть фильтрующего элемента 3 размещена в полости камеры переменного сечения 2 с переменным радиальным водяным зазором «с» для обеспечения возможности циркуляции вокруг, вдоль и прохода сквозь фильтрующий элемент 3 потока текучей среды, причем фильтрующий элемент 3 одним своим торцом контактирует и позиционируется фиксирующей, заглушающей камеру переменного сечения 2 - заглушкой 4, имеющей, например, центрирующую проточку и центральный выступ.
Предложенное решение в примерах конкретного исполнения может также включать конструктивные элементы (признаки) следующих «возможных» характеристик и свойств:
- фильтрующий элемент 3 выполнен из нержавеющей стали;
- на внутреннем торце заглушки и на ответной внутренней поверхности прямоточного канала выполнены центрирующие фильтрующий элемент кольцевая проточка и, соответственно, овалообразный уступ «Г»;
- ячейки фильтрующего элемента выполнены с размерами отверстия в свету, мм, от 0,1×0,1 до 5,0×5,0.
Такая конструкция конусообразно-сужающейся камеры переменного сечения 2 во взаимодействии с образованным овалообразным уступом «Г», позволяет уменьшить размеры камеры фильтрации 2 с сохранением площади фильтрации фильтрующего элемента 3.