САМОНЕСУЩАЯ РИФЛЕНАЯ ФИЛЬТРУЮЩАЯ СРЕДА (ВАРИАНТЫ)
SELF-BEARING FLUTED FILTRATION MEDIUM (VERSIONS)

Изобретение относится к устройствам для фильтрования различных сред, состоящим из рифленого (гофрированного) фильтрующего материала.
Фильтрующий элемент (ФЭ) с радиальной подачей фильтруемой среды (ФС) имеет недостаточно развитую площадь фильтрующей поверхности, которая по форме занимает всего лишь объем полого цилиндра. Попытки увеличения этой площади ведут либо к увеличению габаритов ФЭ, либо к более плотной укладке гофрированного фильтрующего материала (ФМ). Плотность укладки ФМ на внешнем диаметре шторы невысокая, так как определяется плотностью укладки на внутреннем диаметре. Более плотная укладка ФМ уменьшает площадь каналов прохождения ФС и, как следствие, увеличивает гидравлическое сопротивление. Такое же явление наблюдается в панельных ФЭ. ФЭ с радиальной подачей обычно устанавливается в корпус фильтра, на входе и выходе которого ФС значительно изменяет направление движения, что приводит к дополнительному увеличению гидравлического сопротивления. Корпусные детали, несущие ФМ, увеличивают массу и стоимость ФЭ.
Таким образом, возникла задача создания ФЭ с достаточно развитой площадью фильтрующей поверхности, устанавливаемого в корпус фильтра или канал движения ФС с минимальным изменением направления движения, имеющего самонесущую структуру ФМ.
Известен аэрозольный фильтр (Патент РФ №2192916, кл. B01D 46/52, опубликовано 20.11.2002, заявка №2000132697/12, 27.12.2000), выполненный из полотна гладкого ФМ, сложенного зигзагообразно. В складках ФМ расположены металлические или полимерные волнообразные разделители, в желобках которых образуются каналы движения ФС. Каждая складка ФМ имеет сгиб, который закрывает каналы на одной стороне. На другой стороне эти каналы открыты для движения ФС. ФЭ имеет две группы складок. Первая группа отрыта на стороне выше по течению ФС и закрыта на стороне ниже по течению. Вторая группа открыта и закрыта в обратном порядке. Существенный недостаток этого ФЭ - необходимость использования волнообразных разделителей и опорных корпусных элементов, обладающих значительной общей массой. ФЭ имеет недостаточно развитую фильтрующую поверхность.
Лишенный этих недостатков фильтрующий элемент для фильтра очистки воздуха (Патент РФ №2066232, кл. B01D 46/52, опубликовано 10.09.1996, заявка №5063258/26, 18.09.1992) образован путем набора в блок отдельных рельефных фильтрующих элементов в виде панелей и их герметизации по фронтальным и боковым сопрягаемым участкам, импрегнированным термопластичным или адгезивным материалом. В рифлениях панелей образуется множество каналов двух групп. Первая группа отрыта на стороне подвода воздуха к фильтрующему блоку и закрыта на противоположной стороне отвода воздуха. Вторая группа открыта и закрыта в обратном порядке. Концы каналов на сторонах подвода и отвода воздуха закрыты фронтальными сопрягаемыми участками панелей. Как отмечает сам автор изобретения, основная часть дефектов фильтров появляется в контурах герметизации. Следовательно, такая конструкция ведет к снижению надежности фильтрования из-за возможного нарушения герметичности множественных клеевых соединений на фронтальных сопрягаемых участках. Дополнительно, как недостаток, можно отметить, что фильтрующий блок реализован только в единственной внешней форме параллелепипеда.
Наиболее близкий аналог вариантов заявленного изобретения - самонесущая рифленая фильтрующая среда (СРФС), используемая для формирования ФЭ скрученного типа, блочного типа, "V"-образного блочного типа (Патент США №5820646, кл. B01D 27/06, опубликовано 13.10.1998, заявка №199606639371, 26.04.1996). СРФС содержит скрученную спирально или нарезанную по ширине и уложенную слоями в блок полосу двойного слоя ФМ. Полоса двойного слоя ФМ состоит из слоя поперечно рифленого полотна ФМ и накрывающего слоя - гладкого полотна ФМ. В рифлениях двухслойной полосы образовано множество глухих, т.е. открытых только на одном конце, параллельных каналов, направленных вдоль потока фильтруемой среды. Каналы разделены на две группы: открытые и закрытые взаимно противоположно на разных сторонах. Одна группа каналов подвода ФС имеет концы, открытые на стороне входа загрязненной ФС, расположенной выше по течению, и противоположные концы, закрытые герметизирующим материалом в виде концевого цепочечного герметизирующего шва (КЦГШ), на стороне выхода очищенной ФС, расположенной ниже по течению. Вторая группа каналов отвода ФС имеет концы, открытые на стороне выхода очищенной ФС, и противоположные концы, закрытые другим КЦГШ, на стороне входа загрязненной ФС. СРФС на внешних сторонах содержат непроницаемый слой с уплотнением, предотвращающий перетекание ФС минуя ФЭ. Вершины рифленых слоев прикреплены с помощью "липких кнопок" из клеящего состава к плоским слоям, что вместе с цепочечными швами обеспечивает жесткость конструкции рифленой самонесущей фильтрующей среды.
В результате возможных отклонений в технологии производства и эксплуатации СРФС существует вероятность нарушения герметичности на концевых участках каналов. Повышенный расход герметизирующего материала увеличивает стоимость ФЭ.
В заявленном изобретении задача повышения надежности фильтрования СРФС и экономии герметизирующих материалов решена путем закрытия концов глухих каналов подвода/отвода ФС самим фильтрующим материалом, образующим СРФС.
Полотно ФМ с периодически меняющимися пиками и впадинами можно получить из полотна гладкого ФМ хорошо известными способами рифления или гофрирования. Поскольку размеры сечения каналов СРФС небольшие, несколько миллиметров, в дальнейшем описании использованы общие термины рифления, рифленое полотно ФМ.
Вариант самонесущей рифленой фильтрующей среды первого "Z"-образного блочного типа (СРФС-1Z) содержит продольно рифленое полотно ФМ, сложенное поперечно полотну, зигзагообразно ("Z"-образно) в блок. В дальнейшем описании для продольно рифленого полотна ФМ принято название рифленый фильтрующий материал первого типа (РФМ-1). Внутри складки, в рифлениях смежных сторон, образуется ряд глухих каналов, которые только на одном конце закрыты фильтрующим материалом в месте сгиба складки РФМ-1. Противоположные концы каналов открыты. Очевидно, что при зигзагообразном складывании сгибы выполняются поочередно на двух противоположных сторонах блока. Таким образом, получаются две группы складок РФМ-1, в которых формируются две группы глухих каналов, направленных вдоль потока ФС, концы которых открыты и закрыты взаимно противоположно на разных сторонах блока. Одна группа каналов выполняет функцию подвода загрязненной фильтруемой среды к ФМ, другая - отвода очищенной фильтруемой среды из СРФС. Крайние боковые каналы СРФС-1Z герметизированы по всей длине для предотвращения перетекания ФС, минуя ФМ. Внешние стороны блока содержат непроницаемый слой, обеспечивающий возможность уплотнения с корпусом ФЭ или общим каналом движения ФС.
СРФС-1Z в фильтрующем элементе действует следующим образом. Выше по течению, на стороне входа загрязненной ФС, поток поступает в СРФС-1Z через открытые концы каналов одной группы, очищается на ФМ, образующим стенки каналов, проникая через него в полости другой группы каналов, и выходит через их открытые концы на стороне выхода очищенной ФС из СРФС-1Z, расположенной ниже по течению.
Варианты СРФС содержат полосу двухслойного рифленого фильтрующего материала (ДСРФМ), которая представляет собой продольную складку полотна ФМ рифленого в поперечном к полотну направлении. Для поперечно рифленого полотна ФМ в описании принято название рифленый фильтрующий материал второго типа (РФМ-2). Во внутренних рифлениях ДСРФМ, между смежными сторонами складки РФМ-2, образуется ряд глухих каналов первой группы, закрытых на одном конце ФМ в месте продольного сгиба складки и открытых на противоположном конце. Герметизирующий состав, заполняющий внешние рифления обоих слоев ДСРФМ на стороне открытых концов каналов, образует два КЦГШ.
Вариант самонесущей рифленой фильтрующей среды второго скрученного типа (СРФС-2С) содержит полосу ДСРФМ, спирально скрученную вокруг центральной оправки. Первая группа каналов во внутренних рифлениях ДСРФМ описана выше. Глухие каналы другой группы, направленные вдоль потока ФС, образуются в наружных рифлениях между смежными витками полосы ДСРФМ. Одни концы этих каналов закрыты совмещенными при скручивании ДСРФМ концевыми цепочечными герметизирующими швами смежных витков, образующими единый концевой герметизирующий шов. Другие концы открыты на стороне сгиба ДСРФМ. Концы каналов в группах открыты и закрыты взаимно противоположно, на разных сторонах СРФС-2С. Крайние каналы на линии реза полосы ДСРФМ в начале и конце спиральной скрутки, а также участки, прилегающие к центральной оправке, герметизированы для предотвращения перетекания загрязненной фильтруемой среды, минуя ФМ. Внешняя поверхность по периферии содержит непроницаемый слой, обеспечивающий возможность уплотнения с корпусом ФЭ или общим каналом движения ФС.
Вариант самонесущей рифленой фильтрующей среды второго блочного типа (СРФС-2Б) отличается внешней формой, а именно тем, что содержит нарезанные по ширине и уложенные слоями в блок полосы ДСРФМ.
Действие СРФС-2С и СРФС-2Б аналогично СРФС-1Z.
Варианты СРФС отличаются различным исполнением формы сгибов складок полотна рифленого ФМ, размерами и формой поперечного сечения каналов, направлением рифлений полотна ФМ, применением плоских разделителей смежных слоев рифленого ФМ, склеиванием смежных слоев для увеличения конструкционной жесткости, применением многослойного ФМ, содержащего предфильтрующий слой или слой специального поглотителя загрязнений, способами герметизации крайних каналов.
Технические результаты, обеспечиваемые заявленными вариантами СРФС, - повышение надежности фильтрования, экономия материалов для герметизации концов глухих каналов подвода/отвода ФС.
Описание чертежей
На фиг.1 изображен общий вид поперечной складки РФМ-1 с прямой формой участка сгиба.
На фиг.2 изображен общий вид РФМ-1, сложенного поперечно полотну на 90°.
На фиг.3 изображен вид сбоку складки РФМ-1 с прямой формой участка сгиба.
На фиг.4 изображен фронтальный вид вариантов складки РФМ-1 с прямой и наклонной формами участка сгиба.
На фиг.5 изображен вид сверху складки РФМ-1 с прямой формой участка сгиба.
На фиг.6 изображен местный разрез складки РФМ-1 с прямой формой участка сгиба.
На фиг.7 изображен общий вид складки РФМ-1 с наклонной формой участка сгиба.
На фиг.8 изображен вид сверху складки РФМ-1 с наклонной формой участка сгиба.
На фиг.9 изображен местный разрез складки РФМ-1 с наклонной формой участка сгиба.
На фиг.10 изображен профильный разрез складки РФМ-1 с наклонной формой участка сгиба.
На фиг.11 изображен общий вид складки РФМ-1 с вдавленной формой участка сгиба.
На фиг.12 изображен фронтальный вид складки РФМ-1 с вдавленной формой участка сгиба.
На фиг.13 изображен вид сверху складки РФМ-1 с вдавленной формой участка сгиба.
На фиг.14 изображен местный разрез складки РФМ-1 с вдавленной формой участка сгиба.
На фиг.15 изображен профильный разрез складки РФМ-1 с вдавленной формой участка сгиба.
На фиг.16 изображен общий вид РСФСр-1Z.
На фиг.17 изображен фронтальный вид фрагмента РСФСр-1Z.
На фиг.18 изображен ступенчатый профильный разрез фрагмента РСФСр-1Z.
На фиг.19 изображен общий вид складки полотна ФМ с широкой формой рифлений.
На фиг.20 изображен фронтальный вид складки полотна ФМ с широкой формой рифлений.
На фиг.21 изображен фронтальный вид складки полотна ФМ, рифленого под косым углом "γ".
На фиг.22 изображен вид сверху складки полотна ФМ, рифленого под косым углом "γ".
На фиг.23 изображены общий вид РФМ-2 и процесс формирования концевых герметизирующих цепочечных швов.
На фиг.24 изображен общий вид двух совмещаемых полос ДСРФМ.
На фиг.25 изображен общий вид РСФСр-2С со стороны концевых цепочечных герметизирующих швов.
На фиг.26 изображен ступенчатый продольный разрез фрагмента РСФСр-2С.
На фиг.27 изображен общий вид РСФСр-2С и расположение рифлений на образующей цилиндра.
На фиг.28 изображен общий вид РСФСр-2Б со стороны концевых цепочечных герметизирующих швов.
РФМ-1, сложенный поперечно полотну на 180°, фиг.1, содержит в рифлениях внутри складки, между смежными верхней 1 и нижней 2 сторонами, ряд глухих каналов (поперечное сечение одного из них показано штриховкой). Каналы на одном конце, в месте сгиба складки, закрыты фильтрующим материалом в форме участков 3 и 4. На противоположном конце каналы открыты.
Поперечная складка рифленого бумажного полотна имеет сложную форму сгиба по сравнению с простой складкой плоского бумажного полотна. Складка РФМ-1 выполнена в виде двойного складывания по 90° поперечно полотну по линиям сгиба, нанесенным на боковые стороны рифлений.
а
На фиг.2 показан РФМ-1, однократно сложенный на 90° поперечно полотну по линиям от точки 6 до точки 5, отрезок [5; 6], и от точки 5 до точки 6′, отрезок [5; 6′], на каждом рифлении по всей ширине РФМ-1, со сгибом вершин рифлений 8 вокруг линии 55, проходящей через точки 5 на вершинах рифлений, и сгибом впадин рифлений 9 вокруг линии 66, проходящей через точки 6 и 6′ на впадинах рифлений, в направлении стрелки "". На участках за сгибами вершины рифлений 8 преобразуются во впадины рифлений 81, а впадины рифлений 9 преобразуются в вершины рифлений 91.
После повторного складывания РФМ-1 на 90° поперечно полотну, как показано на фиг.3 и 2, по линиям от точки 6 до точки 7, отрезок [6; 7], и от точки 7 до точки 6′, отрезок [7; 6′], со сгибами впадин рифлений 81 в точке 7 в направлении стрелки "b" вокруг линии 77 и вершин рифлений 91 в точке 6′ вокруг линии 66 по всей ширине РФМ-1 на каждом рифлении, вершины рифлений 91 преобразуются во впадины рифлений 92, а впадины рифлений 81 - в вершины рифлений 82, если смотреть на складку РФМ-1 снизу, что соответствует первоначальной ориентации рифлений на РФМ-1 до складывания.
В результате двойного складывания РФМ-1 по 90° итоговый угол складки составит 180°. Вершины рифлений имеют два сгиба по 90°, впадины рифлений - один сгиб на 180° в направлении стрелки "с".
Поперечное сечение рифления РФМ-1, на фиг.3 (показано повернутым и заштрихованным так же и на других чертежах) - треугольник 61, 51, 611, в котором точка 51 лежит на вершине рифления, а точки 61 и 611 - на впадинах. После однократного складывания на 90° форма поперечного сечения рифления преобразуется в треугольник 62; 52; 621, в котором точка 52 лежит на впадине рифления, а точки 62 и 621 - на вершинах. Положение рифленого полотна показано пунктиром. После повторного складывания на 90° форма поперечного сечения рифления преобразуется в треугольник 63; 53; 631, в котором точка 53 лежит на вершине рифления, а точки 63 и 631 - на впадинах, если смотреть на складку РФМ-1 снизу. Внутри складки точки 61 и 63 на впадинах рифлений верхней 1 и нижней 2 сторон соответственно, и точки 611 и 631 аналогично примыкают друг к другу, образуя в сечении четырехугольник 61 (63); 51; 611 (631); 53, соответствующий форме сечения канала. Внутри складки по ширине РФМ-1 образуется ряд таких каналов. На наружных, верхней 1 и нижней 2, сторонах складки поперечное сечение рифлений имеет форму треугольников 51; 61; 511 и 53; 63; 531 соответственно, фиг.6.
По аналогии со складкой плоского листа, содержащей две плоские стороны, имеющие общую линию сгиба, в нижеследующем описании участки складки полотна рифленого ФМ до поперечного складывания на 90° и после повторного поперечного складывания на 90° названы сторонами складки, а участок между ними - участком сгиба складки.
Показанная на фиг.1 и 3 складка РФМ-1 выполнена с прямой формой участка сгиба (ПФУС). Фиг.4-6 поясняют ее форму. ПФУС имеет характерные выступы в точках 6 (6′) сгиба впадин рифлений на 180°. Поверхности 3 и 4 вогнуты внутрь паза и имеют "Λ" образную форму на виде сверху, с точками 6 и 6′ на краях и вогнутой точкой 5 посредине формы. Поверхности 3 и 4, впадина рифлений 81, между точками 5 и 7, расположены перпендикулярно к плоскостям, в которых лежат параллельные стороны складки РФМ-1. Такие параметры рифлений, как толщина складки "h", шаг "t", угол "α" и длина канала выбираются для конкретных условий фильтрации и могут отличаться для СРФС различного применения.
Складка полотна РФМ-1 с наклонной формой участка сгиба (НФУС), фиг.7-9, 10, содержит поверхности 3; 4 и впадину рифлений 81, расположенные наклонно, под углом "β" к плоскостям, в которых лежат стороны складки РФМ-1. Характерные выступы в точках 6 (6′) меньше, чем в варианте с ПФУС. На фиг.4 фронтальные виды складок полотна РФМ-1 для вариантов с ПФУС и НФУС совпадают. Наклонная форма участка сгиба повышает ламинарность потока ФС на входе и выходе каналов.
Складка РФМ-1 с вдавленной формой участка сгиба (ВФУС) показана на фиг.11-15. Для ВФУС характерно отсутствие выступающих точек 6 (6′) на впадинах рифлений 9 и 92. Точка 6, имеющаяся на ПФУС, на ВФУС преобразуется в группу из трех точек 65, 67 и вдавленную точку 60, заглубленную внутрь складки, между впадинами рифлений 9 и 92. Линии 84 между точками 5 и 7 остаются вершинами рифлений. Каждая из поверхностей 3 и 4, содержащихся на ПФУС, на ВФУС преобразуется в группу из трех поверхностей треугольной формы 30, 31, 33 и 40, 41, 43, соответственно. Поверхности 30 и 40 имеют "V"-образную форму на виде сверху с вдавленными точками 60 и 60′ на краях и точкой 7 посредине формы. Поверхности 31 и 41 примыкают к поверхностям рифлений верхней стороны 1 складки, а поверхности 33 и 43 - к поверхностям рифлений нижней стороны 2. В общем случае точки 65 и 67 не смыкаются. Это приводит к тому, что полости соседних внутренних пазов сообщаются между собой через зазор, равный расстоянию между точками 61 и 63 или 611 и 631.
СРФС-1Z имеет фронтальные стороны: сторону входа загрязненной ФС, расположенную выше по потоку, и противоположную, ниже по потоку, сторону выхода очищенной ФС; по периферии - две боковые стороны, верхнюю и нижнюю стороны оснований.
СРФС-1Z, фиг.16, содержит РФМ-1 шириной "W", сложенный поперечно полотну зигзагообразно ("Z"-образно) в блок заданной высоты "Н" на расстоянии "L" между фронтальными сторонами. При этом образуются две группы складок РФМ-1, с участками сгибов на фронтальных сторонах блока, на входе и выходе из СРФС-1Z. Во внутренних рифлениях складок формируется множество глухих каналов двух групп, направленных вдоль потока ФС, концы которых открыты и закрыты взаимно противоположно на разных сторонах блока. Варианты СРФС-1Z предусматривают формы участков сгиба, описанные выше, одинаковые или различные на противоположных фронтальных сторонах.
Глухие каналы 11 первой группы имеют одни концы, открытые на стороне входа загрязненной ФС (затененная стрелка) в СРФС-1Z, и вторые концы, закрытые ФМ участков сгибов складок РФМ-1, на стороне выхода очищенной фильтруемой среды (светлая стрелка) из СРФС-1Z. Концы каналов 12 второй группы закрыты ФМ участков сгибов складок РФМ-1 на стороне входа загрязненной ФС и открыты на стороне выхода очищенной ФС.
Поток загрязненной ФС, фиг.18 и 17, поступает в СРФС-1Z через открытые концы каналов 11, заполняя полости каналов первой группы (грязная полость). Далее поток, очищаясь на ФМ 111, образующем стенки каналов, проникает в полости второй группы каналов 12 (чистая полость) и выходит через их открытые концы на стороне выхода очищенной ФС.
Чтобы придать конструкции СРФС-1Z жесткость и прочность, стороны внутри складок РФМ-1 связаны по впадинам рифлений с помощью клеящего состава "липкими кнопками" 13 точечно или по всей длине. В вариантах СРФС-1Z внутри складки дополнительно установлены разделители 14 в форме тонких полос, удерживающих смежные стороны от совмещения рифлений при их возможном относительном смещении и, таким образом, перекрытия (схлопывания) каналов. Количество элементов 13, количество и ширина разделителей 14 зависят от длины и требуемой жесткости блока. Для увеличения жесткости разделители 14 крепятся к слоям РФМ с помощью клеящего состава. Соприкасающиеся впадины рифлений внутри складки примяты в местах установки разделителей 14. В варианте установки разделителей 14 без примятия впадин рифлений между сторонами складки образуется зазор, дающий возможность перетекания ФС из одного канала в соседний того же ряда (группы). Это позволяет сохранять работоспособность СРФС-1Z при закупоривании крупными загрязнениями открытых концов части каналов подвода загрязненной ФС. В таком варианте итоговый угол складки будет несколько меньше 180°, в зависимости от толщины и мест установки разделителей. Такой же эффект перетекания ФС дает проем 140 между примятыми с некоторой глубиной на некоторой длине соприкасающимися впадинами рифлений каналов подвода загрязненной ФС без установки разделителей 14. В вариантах СРФС-1Z на концевых участках каналов установлены разделители 141, несколько выступающие относительно фронтальных сторон блока. В таком варианте разделители дополнительно служат промежуточными опорами для принятия осевых нагрузок и предохраняют ФМ на участках сгибов складок от возможного повреждения при транспортировке, монтаже и эксплуатации ФЭ.
На фиг.16-18 показаны различные варианты связок складок, полученных путем нанесения твердеющего, скрепляющего (клеящего) состава на поверхность ФМ участков сгибов складок. Точечные связки складок (ТСС) 15 между смежными складками или полосовые связки складок (ПСС) 16 по высоте блока фиксируют смежные складки на фронтальных сторонах блока в заданном относительном расположении. ПСС 16 могут быть армированы нитями, проволокой и т.п. Полосовые вязки рифлений (ПСР) 17 по ширине блока удерживают рифления от распрямления на участке сгиба складки, фиксируя ширину блока, а также защищают ФМ в точках изгиба 6 (6′). Полосовые связки 17 и 16 в пересечении образуют узлы связок (УС) 18. Вариант УС 181 с высотой скрепляющего состава, превышающей размеры выступов точек 6 (6′), служат промежуточными опорами для принятия осевых нагрузок.
Скрепляющий состав на участках сгибов складок дополнительно увеличивает жесткость и прочность конструкции СРФС-1Z и дает возможность повысить ламинарность потока при соответствующей форме поверхностей связок.
Полотно ФМ с широкой формой продольных рифлений (РФМ-1ш), фиг.19, 20, имеет площадки "m" на вершинах и "n" на впадинах рифлений. На вершинах рифлений, в отличии от РФМ-1, не одна, а две линии 8 и 8′. Аналогично на впадинах рифлений две линии 9 и 9′. Площадку "m" ограничивают линии 8 и 8′. Площадку "n" ограничивают линии 9 и 9′. На участке сгиба складки РФМ-1ш, в отличие от РФМ-1, точка 5 преобразуется в точки 5 и 5′, точка 6 - в точки 6 и 6′, точка 7 - в точки 7 и 7′, площадка "m" преобразуется в площадку "f", ограниченную точками 5; 5′; 7′; 7. Сечение канала имеет форму шестиугольника 61 (63); 51; 51′; 611 (631); 53′; 53 внутри складки.
Складки с широкой формой рифлений более устойчивы к совмещению рифлений в варианте без применения разделителей 14 и имеют меньшие деформации ФМ в точках 5; 6; 7.
На фиг.21 и 22 показана складка полотна ФМ, рифленого под косым углом "γ" (РФМ-1у). Рифления верхней и нижней сторон складки расположены не параллельно, а под взаимным углом, перекрещиваясь. Такое исполнение рифлений повышает самонесущие свойства СРФС-1Z. В этом случае без применения разделителей 14 впадины перекрещивающихся рифленых сторон складок соприкасаются в точках контакта внутри складок, не позволяя смежным сторонам совмещаться и перекрывать каналы. При этом сечение канала разделяется на две части: верхнюю в виде треугольника 61; 51; 611 и нижнюю - треугольник 63; 53; 631, которые, по мере удаления от участка сгиба складки все более расходятся друг от друга в разные стороны. Зазоры между точками 63 и 61, 631 и 611 возрастают. Полости соседних каналов в одном ряду (группе) связаны между собой, что также позволит сохранить работоспособность ФЭ при закупоривании крупными загрязнениями открытых концов части каналов подвода загрязненной ФС. Складка РФМ-1у может быть выполнена с широкой формой рифлений и с различными вариантами участков сгиба ПФУС, НФУС, ВФУС, как описано выше для РФМ-1.
Для предотвращения перетекания загрязненной ФС через крайние боковые каналы подвода или отвода ФС минуя ФМ их необходимо герметизировать на всей длине блока, фиг.16, 17. Причем для конструкций ФЭ с внешним уплотнением на непроницаемом внешнем слое по периферии СРФС-1Z достаточно герметизировать крайние боковые каналы одной из групп каналов в зависимости от расположения внешнего уплотнения. Если внешнее уплотнение на стороне выше по течению, то необходимо уплотнить крайние боковые каналы подвода загрязненной ФС, если ниже по течению - крайние боковые каналы отвода очищенной ФС. В одном варианте изобретения герметизация выполнена в форме полос непроницаемых слоев 192. В другом варианте - по боковым сопрягаемым участкам 193, импрегнированным термопластичным или адгезивным материалом. Общий непроницаемый слой 19 на боковых сторонах блока герметизирует крайние боковые каналы обеих групп.
Непроницаемые слои 19 на боковых сторонах и 191 на основаниях блока (показаны фрагменты) обеспечивают возможность уплотнения с корпусом ФЭ или общим каналом движения ФС. Непроницаемый слой может быть нанесен при изготовлении СРФС-1Z или при сборке ФЭ.
Варианты СРФС-2С и СРФС-2Б содержат полосу ДСРФМ, полученную из полотна поперечно рифленого ФМ.
На фиг.23 показано, как на РФМ-2 аппликаторы 216 подают герметизирующий материал 217, который, заполняя впадины рифлений, образует два КЦГШ 218 и 219. Такие швы могут быть образованы приклеиванием профилированной ленты из непроницаемого материала, выступы которой совпадают с впадинами рифлений ФМ. Угол "φ” рифлений РФМ-2 может быть равен 90° (поперечный угол рифлений) или несколько отличаться от 90° (тупой угол рифлений). Для варианта полотна ФМ с тупым углом рифлений в нижеследующем описании принято название рифленый под тупым углом фильтрующий материал (РФМ-2γ).
Полоса ДСРФМ представляет собой продольно сложенный РФМ-2 вокруг линии 66, по стрелке "е" или "е1", а полоса ДСРФМу - продольно сложенный РФМ-2у. Во внутренних рифлениях, между смежными сторонами складки, образуется ряд (группа) глухих каналов 211, фиг.24, открытых на одном конце и закрытых на противоположном конце фильтрующим материалом участков сгиба складки. Полученные складки аналогичны складкам РФМ-1 (РФМ-1у, РФМ-1ш), описанным выше.
Прикладывая к полосе ДСРФМ нижнего слоя 221 полосу ДСРФМ верхнего слоя 222, во внешних рифлениях, между смежными слоями полос ДСРФМ, образуется вторая группа глухих каналов 212, закрытых только на одном конце, совмещенными КЦГШ 219 и 218′, образующими единый концевой герметизирующий шов 220. Концы каналов первой и второй групп открыты и закрыты взаимно противоположно на разных сторонах СРФС.
Для фиксации смежных слоев ДСРФМ на поверхностях КЦГШ могут быть созданы точечные связки 215 из скрепляющего (клеящего) состава или материала самих КЦГШ.
СРФС-2С, показанную на фиг.25, получают путем спирального скручивания полосы ДСРФМ 224, вокруг центральной оправки 223 круглой или другой формы сечения, например овальной, придающей соответствующую форму ФЭ. Центральная оправка может быть заглушенной или полой для установки крепежного элемента. При этом образуется множество глухих каналов двух групп открытых и закрытых взаимно противоположно на разных сторонах СРФС-2С. В одной группе каналов 211, образованных во внутренних рифлениях полос ДСРФМ, концы, показанные на ближней стороне, открыты, а концы на противоположной стороне закрыты ФМ участков сгиба полотна РФМ-2. В другой группе каналов 212, образованных в наружных рифлениях между смежными витками ДСРФМ, концы, показанные на ближней стороне, закрыты совмещенными при скручивании КЦГШ, образующими единый герметизирующий шов, а концы на противоположной стороне открыты. КЦГШ могут быть образованы путем нанесения герметизирующего материала непосредственно при скручивании полосы ДСРФМ.
Герметизация РСФСр-2С выполнена между центральной оправкой 223 и полосой ДСРФМ 224 и по линии отреза полосы ДСРФМ в начале 292 и конце скручивания 293. На внешней поверхности по периферии СРФС-2С содержит непроницаемый слой 294 (показан фрагмент), обеспечивающий возможность уплотнения с корпусом ФЭ или общим каналом движения ФС.
Варианты СРФС-2С содержат разделители в форме полос 214, 241 между сторонами складки РФМ-2, внутри ДСРФМ, фиг.24, 26, а разделители 242, 243 между слоями ДСРФМ, "липкие кнопки" 213 между сторонами складки РФМ-2 и 231 между слоями ДСРФМ. Для увеличения жесткости разделители установлены с помощью клеящего состава. Количество и места установки этих элементов определяются требованиями, предъявляемыми к прочности и жесткости СРФС-2С.
Вариант СРФС-2С содержит полосу ДСРФМу. Для того чтобы при скручивании ДСРФМу каналы движения ФС в рифлениях, выполненных под тупым углом "φ" к полотну ФМ, не меняли существенно свою форму вследствие значительной деформации ФМ на произвольных участках рифлений необходимо, чтобы вершины/впадины рифлений ложились не по прямой (линия "g"), а по винтовой линии на образующей поверхности цилиндра (дуга "р"), фиг.27, с малыми деформациями ФМ по всей длине рифлений. С этой целью в одном из вариантов СРФС-2С применен РФМ-2у, изготовленный из исходного ФМ, имеющего малые рифления глубиной до 1 мм линия "k", ориентированные вдоль полотна ФМ. Подобный рифленый ФМ предлагают многие изготовители ФМ. Применение ДСРФМу без использования разделителей не позволит совмещаться рифлениям и перекрывать каналы движения ФС. Перекрещивающиеся рифления в точках контакта по вершинам/впадинам могут быть скреплены "липкими кнопками" 213 между сторонами складки РФМ-2у и 231 - между слоями ДСРФМу.
Показанный на фиг.28 вариант СРФС-2Б образован послойной укладкой в блок высотой "Н" полос ДСРФМ, нарезанных по ширине "W" так, что КЦГШ смежных слоев совмещены. При этом, аналогично СРФС-2С, образуется множество глухих каналов двух групп длиной "L", направленных вдоль потока фильтруемой среды, открытых и закрытых взаимно противоположно на разных сторонах СРФС-2Б. Концы, показанные на ближней стороне, одной группы каналов 211, образованных во внутренних рифлениях полос ДСРФМ, открыты. Другие концы на противоположной стороне закрыты ФМ участков сгибов полосы РФМ-2. Вторая группа каналов 212 образована в наружных рифлениях между смежными полосами ДСРФМ. Их концы, показанные на ближней стороне, закрыты совмещенными КЦГШ, образующими единый концевой герметизирующий шов при укладывании полос ДСРФМ. Другие концы каналов второй группы открыты на противоположной стороне.
В СРФС-2Б, так же как в СРФС-1Z, для предотвращения перетекания загрязненной ФС, минуя ФМ, необходимо герметизировать крайние боковые каналы подвода или отвода ФС на всей длине блока. В одном варианте изобретения герметизация выполнена в форме полос непроницаемых слоев 291. В другом варианте общий непроницаемый слой 29 на боковых сторонах блока герметизирует крайние боковые каналы по всей боковой поверхности блока. Непроницаемые слои 29 на боковых сторонах и 295 на основаниях блока (показаны фрагменты) обеспечивают возможность уплотнения с корпусом ФЭ или общим каналом движения ФС. Непроницаемый слой на внешних поверхностях по периферии может быть нанесен при изготовлении РСФСр-2Б, СРФС-2С или при сборке ФЭ.
СРФС-2Б предусматривает варианты исполнения, сходные с СРФС-1Z и с СРФС-2С. Это относится к применению ДСРФМу, разделителей 214, 241, 242, 243 и "липких кнопок" 213, 231, проемов 140 между примятыми соприкасающимися впадинами рифлений каналов подвода загрязненной ФС без установки разделителей, скреплению участков сгиба складки точечными связками складок 15, полосовыми связками складок 16, полосовыми связками рифлений 17, узлами связок 18, 181.
Действие СРФС-2С и СРФС-2Б аналогично действию СРФС-1Z. Поток загрязненной ФС (затененная стрелка), фиг.26, через открытые концы на стороне выше по течению поступает в полости каналов подвода ФС (грязная полость). Далее ФС очищается на ФМ 111, образующим стенки каналов, проникая в полости другой группы каналов (чистая полость), и выходит через их открытые концы на стороне ниже по течению.
Складки РФМ-2, РФМ-2у так же, как РФМ-1, РФМ-1у, могут быть выполнены с широкой формой рифлений и с различными вариантами участков сгиба ПФУС, НФУС, ВФУС.
Варианты СРФС позволяют применять многослойные фильтрующие материалы, например, с использованием слоев предфильтрующего материала, поглощающего слоя типа активированного угля. Материалы и соотношение толщины их слоев подбирают для конкретных условий фильтрации. Предфильтр может устанавливаться на входе в ФЭ, содержащий СРФС, или охватывать его.
На основе СРФС-1Z, СРФС-2С и СРФС-2Б, используя известные принципы конструирования, могут быть созданы ФЭ различных типов, назначений и размеров. СРФС позволяют создавать корпуса фильтров без значительных изменений направления движения ФС, что приводит к снижению гидравлического сопротивления фильтрующего устройства. Для формирования внешнего непроницаемого слоя или корпуса ФЭ с внешними уплотнениями могут быть применены заливные твердеющие составы, типа уретанов и подобные материалы.