Блочный пружинный фильтр

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использована для защиты оборудования от засорения при добыче и перекачке нефти в условиях, осложненных высоким содержанием механических примесей.
Уровень техники
Известен фильтр сетчатый дренажный (патент РФ №2561995, кл. МПК B01D 29/11, дата публ. 10.09.2015), включающий вертикальный цилиндрический корпус с эллиптическим днищем и крышкой, снабженный штуцерами, с размещенным в корпусе цилиндрическим фильтрующим элементом из металлической сетки. В корпусе ниже крышки и выше эллиптического днища установлены кольца, на внутренних диаметрах которых закреплен цилиндрический фильтрующий элемент, пространство между цилиндрическим фильтрующим элементом, корпусом и кольцами образует приемную камеру. Штуцер для входа вязких нефтепродуктов размещен в корпусе в верхней части приемной камеры, штуцер для выхода вязких нефтепродуктов размещен в корпусе ниже приемной камеры. В корпусе в нижней части приемной камеры размещен штуцер выхода конденсата. По центру эллиптического днища размещен штуцер для подачи пара, соединенный с перфорированной трубой, проходящей по оси корпуса от днища до крышки, а в крышке размещен штуцер-воздушник. К недостаткам данного устройства можно отнести сложность регенерации фильтра, отсутствие возможности регулировать тонкость очистки, сложность и дороговизна конструкции.
Известен автоматический регенерируемый фильтр (патент РФ №2580732, кл. МПК B01D 29/66, дата публ. 10.04.2016), включающий корпус со штуцером для выхода очищенного продукта, нижнюю камеру со штуцером дренажа, штуцером входа загрязненного продукта, штуцером дренажа фильтровальных камер, верхнюю крышку с установленным на опоре мотором-редуктором, вал с неподвижно закрепленным узлом позиционирования. Внутри корпуса установлены фильтровальные камеры для расположения в них фильтрующих элементов с фильтрацией снаружи внутрь в виде стаканов с глухим дном с заданной тонкостью фильтрации, имеющих внутренний и наружный силовой каркасы. Крышка оборудована штуцером подачи очищающего вещества на регенерацию, снабженным воздушником. Вал расположен с зазором в сквозном радиальном отверстии, выполненном в верхней трубной доске и пластине. Верхний и нижний концы вала выполнены полыми. На верхнем неподвижно закреплен узел регенерации, на одном конце которого расположен обратный клапан, а на нижнем конце вала закреплен патрубок отвода дренажа из регенерируемой фильтровальной камеры. К недостаткам данного устройства можно отнести необходимость в спецоборудовании для регенерации фильтроэлементов, заданная тонкость очистки, низкая наработка на отказ.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является фильтр дренажный с картриджем ФД-7 производства компании STRONG фильтр (http://strongfiltr.ru/products/drenazhnye-filtry/filtr-drenazhnyj-s-kartridzhem-fd-7). В корпусе фильтра неподвижно установлен картридж, включающий в себя один или несколько фильтрующих элементов. Загрязненная среда поступает через патрубок входного штуцера во внутреннюю полость фильтрующих элементов. При прохождении через щелевую решетку механические примеси задерживаются на внутренней поверхности фильтрующего элемента и удерживаются на ней; часть загрязнений попадает в нижнюю часть корпуса. Очищенная фильтрующим элементом жидкость отводится из корпуса фильтра через выходной штуцер. Восстановить фильтрующую способность можно через демонтаж и ручную очистку фильтроэлемента. Данное устройство принято в качестве прототипа.
Главным недостатком прототипа является необходимость демонтажа фильтра для регенерации фильтроэлементов и необходимость демонтировать весь картридж с фильтроэлементами. Плоское дно фильтра не позволяет удалить шлам без дополнительных операций. Один из основных недостатков - фиксированная тонкость очистки.
Раскрытие сущности полезной модели
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, повышение эффективности работы блочного пружинного фильтра.
Технический результат, получаемый при осуществлении полезной модели, заключается в сокращении времени на его очистку и, как следствие, в увеличении наработки оборудования на отказ.
Технический результат, заключающийся в увеличении наработки оборудования на отказ, достигается благодаря тому, что блочный пружинный фильтр включает цилиндрический корпус с конической нижней частью, внутри которого установлен фильтрационный блок, съемную крышку и электромагнитный толкатель, установленный на съемной крышке, соединенной разъемным соединением с фильтрационным блоком, при этом, фильтрационный блок включает фильтроэлементы, установленные на одинаковом расстоянии от центральной оси корпуса, верхняя часть каждого из них, соединенная с крышкой, выполнена в виде вертикально ориентированного перфорированного патрубка, жестко и соосно соединенного с верхним торцем нижней части фильтроэлемента, выполненного в виде пружины, нижний торец которой установлен в скобу, при этом, между входным и выходным патрубками корпуса размещен горизонтально ориентированный, сплошной разделительный диск с центральным сквозным отверстием для прохождения вала, служащий для разделения зон очищенной и неочищенной жидкости, фиксируемый уплотнительным кольцом по периметру корпуса, при этом, к торцевой части скоб приварен горизонтально ориентированный, частично перфорированный для прохождения фильтруемой жидкости, диск, к которому жестко, концентрично центральной оси корпуса, присоединен вал, проходящий через центральное отверстие крышки и сплошного разделительного диска, и соединенный с электромагнитным толкателем, придающим валу возвратно-поступательные движения, которые, через перфорированный диск, воздействуют на пружины, сжимая или растягивая их, при этом, для придания направления сжатия и растяжения пружины и снижения вероятности ее бокового изгиба, параллельно ее центральной оси, по всей длине, установлены направляющие, выполненные в виде штырей, соединенных в нижней части со скобой, а в верхней- с нижним торцем перфорированного патрубка.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлено продольное сечение блочного пружинного фильтра. На Фиг. 2 представлен вид А в области соединения фильтрационного блока и крышки фильтра. На Фиг. З представлен вид Б с увеличенным изображением пружины с направляющими, установленными в скобы. На Фиг. 4 представлено поперечное сечение перфорированного диска фильтра. На Фиг. 5 представлено поперечное сечение сплошного разделительного диска.
Осуществление полезной модели
Блочный пружинный фильтр (Фиг. 1) содержит вертикально ориентированный цилиндрический, с конической нижней частью, корпус 1, соединенный со съемной крышкой 2, и электромагнитный толкатель 3. Внутри корпуса 1 установлен фильтрационный блок 4.
Корпус 1 снабжен входным патрубком 5, выходным патрубком 6 и дренажным отверстием 7 в конической части. Электромагнитный толкатель 3 размещен на наружной поверхности плоской крышки 2 на полке 8, концентрично центральной оси корпуса 1. Через сквозные отверстия 9, крышка 2 (Фиг. 2) соединена разъемным соединением с фильтрационным блоком 4.
Фильтрационный блок 4 включает фильтроэлементы 10, частично перфорированный диск 11, вал 12, разделительный диск 13.
Фильтроэлементы 10 в количестве пяти штук установлены параллельно друг другу на одинаковом расстоянии от центральной оси корпуса 1 и равноудаленные друг от друга (Фиг. 1). Верхняя часть каждого фильтроэлемента 10, соединенная с крышкой 2, выполнена в виде вертикально ориентированного перфорированного патрубка 14, жестко и соосно соединенного с верхним торцем нижней части фильтроэлемента 10, выполненного в виде пружины 15, нижний торец которой установлен в скобу 16 (Фиг. 3). Для придания направления сжатия и растяжения пружин 15 и снижения вероятности их бокового изгиба, параллельно их центральной оси, по всей длине, установлены направляющие 17, выполненные в виде штырей, соединенных в нижней части со скобой 16, а в верхней- с нижним торцем перфорированного патрубка 14.
К торцевой части скоб 16 приварен горизонтально ориентированный, частично перфорированный для прохождения фильтруемой жидкости, диск 11 фильтрационного блока 10 (Фиг. 4), к которому жестко, концентрично центральной оси корпуса 1, присоединен вал 12, проходящий через центральное отверстие крышки 2, и соединенный с электромагнитным толкателем 3, придающим валу 12 возвратно-поступательные движения, которые, через диск 11, воздействуют на пружины 15, сжимая или растягивая их.
Между входным 5 и выходным 6 патрубками корпуса 1, в области соединения перфорированных патрубков 14 и пружин 15, размещен горизонтально ориентированный, сплошной разделительный диск 13 (Фиг. 5), через центральное отверстие которого проходит вал 12, соединенный с электромагнитным толкателем 3.
Разделительный диск 13, служащий для разделения зон очищенной и неочищенной жидкости, фиксируют уплотнительным кольцом 18 по периметру корпуса 1. Корпус 1 фильтра установлен на стойки 19.
Работу устройства осуществляют следующим образом:
Очищаемую жидкость направляют через входной патрубок 5 в нижнюю часть корпуса 1 блочного пружинного фильтра. Очищаемая жидкость заполняет пространство в корпусе 1, находящееся под разделительным диском 13, попадает во внутреннюю полость пружин 15, после чего проходит через перфорированные патрубки 14 и заполняет верхнюю часть корпуса 1 над разделительным диском 13. Прошедшая очистку жидкость выходит из корпуса 1 через выходной патрубок 6.
По мере засорения фильтрационного блока 10, с целью полной регенерации (очистки) путем регулирования межвиткового зазора пружин 6, приводят в действие электромагнитный толкатель 11, который придает возвратно-поступательные движения валу 12 и диску 11, последний из которых в свою очередь сжимает и растягивает пружины 15 на необходимую величину, вытряхивая из них мехпримеси, достигая полной очистки (регенерации) зазоров между витками пружин 15. При этом направляющие 17 препятствуют боковой деформации (изгибу) пружин 15. Затем, обратной промывкой через выходной патрубок 6, удаляют скопившийся в нижней части корпуса 1 шлам через дренажную линию 7. Это позволяет увеличить наработку на отказ без остановки оборудования и извлечения всего фильтрационного блока 10.
При полном засорении одного из фильтроэлементов 10 фильтрационного блока 4, разъемное соединение открывают и извлекают его из корпуса 1 фильтра через верхнюю крышку 2.
Данную конструкцию блочного пружинного фильтра используют для очистки нефтеводосодержащей жидкости скважин от мехпримесей на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».