ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к дренажно-распределительным устройствам и может быть использована в фильтрах для механической или ионообменной очистки жидкости сыпучим фильтрующим материалом.
Известны дренажные элементы с верхней перфорированной частью и нижней частью, соединенной с патрубком, верхняя часть дренажных элементов выполнена в виде усеченного конуса. Дренажные элементы в известном решении установлены и закреплены в отверстиях промежуточного дна посредством патрубков (см. патент РФ №2229920, МПК BO1D 24/46, 2004 г.).
Недостатком известного решения является наличие «мертвых зон» при промывке фильтра и трудоемкость процесса извлечения и установки дренажных элементов в промежуточное дно. Кроме того, наличие патрубка повышает материалоемкость изготовления дренажного элемента, и, следовательно, удорожает его стоимость.
Известны дренажные элементы, которые крепятся на промежуточное дно, верхняя часть которых выполнена перфорированной, а нижняя имеет патрубок с отверстием в боковой стенке. Нижний торец патрубка служит дополнительной опорой для промежуточного дна, а верхние части дренажных элементов установлены заподлицо с верхней плоскостью промежуточного дна. Нижний торец патрубка снабжен стержнем, установленным до упора с днищем корпуса фильтра. Стержень служит для крепления дренажных элементов, (см. Патент на изобретение РФ №1282385, 1985 г, B01D 24/38).
Недостатком известного решения является материалоемкость изготовления патрубка дренажных элементов, что удорожает стоимость дренажного элемента в целом, трудности в промывке и снижение качества промывки перфорированных верхних частей дренажных элементов, а также неудобство установки и извлечения дренажных элементов из промежуточного дна.
Известен фильтрующий элемент, содержащий корпус с присоединительным штуцером и щелевидную фильтрующую перегородку. Фильтрующая перегородка выполнена плоской и неразъемно закреплена по периметру корпуса. Фильтрующий элемент крепится к промежуточному дну посредством штуцера и крепежных элементов (заявка на изобретение РФ №2009103791, 2009 г., МПК B01D 24/38). Указанное решение избрано в качестве прототипа.
В прототипе наличие штуцера увеличивает материалоемкость, удорожает изготовление фильтрующего элемента, а также приводит к росту сопротивления рабочего потока в особенности при промывке фильтра. Последнее обстоятельство приводит к большим трудозатратам по промывке фильтра и сложностям в уходе за ним. При этом штуцер фильтрующего элемента служит в основном для крепления элемента в посадочном месте промежуточного дна.
Задача, решаемая полезной моделью - уменьшить материалоемкость, повысить экономичность изготовления фильтрующего элемента. При этом дополнительно решаются задачи по улучшению эксплуатационных характеристик и производительности фильтрующего элемента при сохранении равномерности и повышении качества промывки фильтрующей загрузки, а также обеспечении полного ее удаления с поверхности промежуточного дна фильтра (в случае такой необходимости).
Поставленная задача решается за счет того, что в известном фильтрующем элементе, содержащем корпус и плоскую щелевидную фильтрующую перегородку, неразъемно прикрепленную к корпусу, в соответствии с полезной моделью корпус выполнен в виде кольца с нанесенной наружной резьбой.
Высота корпуса фильтрующего элемента сопоставима с толщиной промежуточного дна.
Фильтрующая перегородка закреплена в углублении корпуса.
Фильтрующая перегородка состоит из верхнего слоя, выполненного в виде набора параллельных проволок треугольного сечения, образующих между собой диффузорные, расширяющиеся щели и соединенных с рядами расположенных ниже опорных элементов.
На корпусе выполнены пазы для вставки специального ключа.
Фильтрующий элемент может быть снабжен гильзой с ответной внутренней резьбой.
Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в уменьшении материалоемкости, повышении экономичности изготовления фильтрующего элемента, улучшении эксплуатационных характеристик и производительности фильтрующего элемента при сохранении равномерности и повышении качества промывки фильтрующей загрузки.
Выполнение фильтрующего элемента, содержащего кольцеобразный корпус с нанесенной наружной резьбой и с неразъемно прикрепленной к корпусу плоской щелевидной фильтрующей перегородкой, позволяет значительно уменьшить материалоемкость и повысить экономичность изготовления фильтрующего элемента.
За счет выполнения на корпусе фильтрующего элемента, выполненном в виде кольца, наружной резьбы обеспечивается надежное крепление фильтрующего элемента, не требующее использования дополнительных приспособлений. Поскольку корпус выполнен в виде кольца высотой, сопоставимой с толщиной промежуточного дна, обеспечивается полное объединение корпуса фильтрующего элемента с промежуточным дном.
Наличие фильтрующей перегородки, жестко закрепленной в углублении корпуса, и утопленой относительно верхней и обратной поверхности промежуточного дна, позволяет снизить сопротивление и повысить скорость прохождения рабочего потока в прямом и обратном направлениях. Такая конструкция фильтрующего элемента позволяет повысить производительность процесса фильтрации, снизить трудоемкость промывки и улучшить качество промывки фильтрующей загрузки и ее удаление (при необходимости) с поверхности промежуточного дна.
Выполнение на корпусе полезной модели пазов для вставки специального ключа обеспечивает легкое извлечение и установку фильтрующего элемента, что улучшает его эксплуатационные характеристики. Технический результат от использования всех перечисленных признаков - экономичность изготовления фильтрующего элемента за счет снижения материалоемкости.
Фиг.1 - общий вид фильтрующего элемента,
Фиг.2 - вид А фиг.1,
Фиг.3 - фильтрующий элемент, вмонтированный в промежуточное дно.
Фильтрующий элемент 1 содержит корпус 2 выполненный в виде кольца с нанесенной наружной резьбой 3. Высота h корпуса сопоставима с толщиной В промежуточного дна 4 (см. фиг.3(а)). За счет такого выполнения корпус фильтрующего элемента образует с промежуточным дном единое целое, что способствует свободному прохождению рабочего потока жидкости как в прямом, так и в обратном направлении. В отверстие 5 корпуса 2 установлена плоская щелевая фильтрующая перегородка 6, жестко закрепленная с помощью кольца прижимного 7. Расстояние между фильтрующей перегородкой 6 и верхней поверхностью фильтрующего элемента 1 и промежуточного дна 4 настолько мало, что обеспечивает полное удаление фильтрующей загрузки (при необходимости) с поверхности промежуточного дна…
Корпус 2 может иметь высоту h, большую, чем толщина В промежуточного дна 4. В этом случае для установки фильтрующего элемента 1 используется гильза 8, привариваемая к промежуточному дну (см. фиг.3 (в)). В отверстии 9 гильзы 8 выполнена ответная внутренняя резьба.
В корпусе выполнены пазы 10 для вставки специального ключа, которые используются для быстрого и удобного извлечения и установки фильтрующего элемента 1 в посадочные места промежуточного дна 4.
Фильтрующая перегородка состоит из верхнего слоя, выполненного в виде набора параллельных проволок 11 треугольного сечения, расположенных с зазором t, образующих за счет этого между собой диффузорные, расширяющиеся щели 12 и соединенных с рядами расположенных ниже опорных элементов 13 (см. фиг.2). Опорные элементы 13 могут быть выполнены из проволоки любого сечения и/или из аналогичной проволоки. Опорные элементы 13 расположены на значительном расстоянии друг от друга, так, чтобы не препятствовать проходу жидкости через фильтрующую перегородку 6. За счет такого выполнения фильтрующая перегородка образует прочный экран с калиброванными щелями 12, который устойчив к экстремальным условиям температур и давлений.
Однако фильтрующая перегородка может быть выполнена и иным образом, например, в виде сетки. Для увеличения прочности крепления фильтрующей перегородки 6 предусмотрен элемент жесткости 14, установленный в отверстии корпуса под фильтрующей перегородкой и неразъемно соединенный с корпусом 2.
Фильтрующий элемент работает следующим образом.
Фильтрующий элемент 1 используется в фильтрах для механической или ионообменной очистки жидкости с сыпучим фильтрующим материалом и устанавливается на промежуточном дне 4 (дренажно-распределительной перегородке фильтра). Отфильтрованная жидкость под давлением проходит через диффузорные, расширяющиеся щели 12 фильтрующей перегородки 6.
Фильтрующая перегородка 6 установлена в углублении 14 корпуса 2 фильтрующего элемента, вследствие чего фильтрующая перегородка 6 утоплена относительно поверхности фильтрующего элемета и, соответственно, промежуточного дна. Такое положение фильтрующей перегородки способствует ускорению движения рабочего потока жидкости после фильтрующего элемента, при направлении движения потока на встречу диффузному расширению.
Щели 10 фильтрующей перегородки 6 имеют расширяющийся профиль, таким образом, щели получают подобие сопла. Наличие расширения исключает возникновение завихрений при истечении жидкости, из-за чего увеличивается скорость истечения жидкости, сопротивление потоку становится малым, и при гидравлических расчетах устройства может не учитываться. Кроме того, попадающие в щели 12 частицы соизмеримых размеров не будут застревать в фильтрующей перегородке, т.к. щели 12 имеют острые края, которые не позволяют застревать мелким осколкам фильтрующей загрузки.
После прохождения через фильтрующую перегородку 6 отфильтрованная жидкость собирается в эллиптическом днище фильтра и далее сразу выводится из него. Корпус фильтрующего элемента выполнен кольцевидным, высотой сравнимой с толщиной промежуточного дна. В результате корпус образует с промежуточным дном единое целое, что способствует равномерному свободному течению жидкости и, следовательно, снижению сопротивления рабочего потока.
При обратной промывке фильтрующей загрузки, в рабочую полость фильтра со стороны, обратной поверхности промежуточного дна подается воздух или соответственно воздух и вода, которые затем проходят через щели 12 перегородки 6 фильтрующего элемента и далее через промываемый слой фильтрующего материала (зернистой загрузки).
Скорость прохода жидкости при движении в обратном направлении увеличивается за счет сужения щели (появляется эффект трубки Вентури), поэтому все щели промываются равномерно, а также, равномерно промывается фильтрующая загрузка.
Выполнение фильтрующей перегородки 6 утопленной относительно обратной поверхности фильтрующего элемента и промежуточного дна способствует тому, что скорость прохождения обратного рабочего потока жидкости через фильтрующий элемент увеличивается. Выполнение корпуса фильтрующего элемента кольцевидным, высотой, сравнимой с толщиной промежуточного дна, способствует снижению сопротивления обратного потока промывочной жидкости.
Наличие наружной резьбы 3 на корпусе 2 фильтрующего элемента а также пазов 10 служат для быстрого и удобного извлечения и установки фильтрующего элемента в посадочные места промежуточного дна.
Фильтрующий элемент может быть изготовлен с помощью стандартного оборудования как в условиях мелкосерийного, так и в условиях массового производства.