ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ
Предлагаемое техническое решение относится к фильтрующим элементам, в частности к фильтрующим элементам из перфорированного металла.
Известен фильтр)тощий элемент, изготовленный из витой проволоки /1/. Фильтрующий элемент такого типа обеспечивает задержание механических частиц в основном на поверхности. Его преимуществом является способность обеспечивать отделение частиц заданного размера независимо от общего числа отверстий не забитых фильтруемым материалом. Забивание отфильтрованными частицами сквозных отверстий, образованных проволоками осуществляется, в основном, на входе в отверстия, но возможно также и полное забивание отверстий отфильтрованными частицами но всей толщине фильтрующего элемента. Это приводит к уменьшению площади фильтрации, увеличению перепада давления на фильтрующем элементе и снижению его срока службы.
Известен также фильтрующий элемент, содержащий основание, по крайней мере, часть которого снабжена перфорацией /2/. Известный фильтрующий элемент выполнен в виде перфорированного цилиндра. Такой фильтрующий элемент, также как и упомянутый выше, обеспечивает задержание механических частиц, в основном на поверхности, обращенной в сторону подачи
МПК:ВОШ 39/12
фильтруемой среды. Забивание отфильтрованными частицами перфорации в этом известном фильтрующем элементе также осуществляется, в основном, на входе в отверстия, однако проникновение отфильтрованных частиц вглубь отверстий также имеет место. Для очистки фильтрующего элемента в известном устройстве предусмотрен механизм очистки, включающий поршень для перемещения щетки со скребком. Такое устройство характеризуется большим, по сравнению с устройством указанным выше, ресурсом работы, но конструкция его достаточно сложна и громоздка, а, следовательно, сфера его применения очень ограничена.
Задачей создания предлагаемого технического решения является увеличение ресурса работы фильтрующего элемента при одновременном упрощении его конструкции, а также расширение сферы его применения.
Поставленная задача решается за счет того, что в фильтрующем элементе, содержащем основание, по крайней мере, часть которого снабжена перфорацией, основание выполнено из сплошного металлического листа, а перфорация выполнена в форме системы отверстий, площадь поперечного сечения которых увеличивается по направлению к поверхности основания, обращенной в сторону слива фильтрата, при этом площадь каждого из отверстий на поверхности, обращенной в сторону слива фильтрата превышает его площадь на поверхности, обращенной в сторону подачи фильтруемой среды в 1,2 -8 раз.
В зависимости от конкретных условий применения, основание фильтрующего элемента может быть различной формы. Наиболее целесообразные варианты исполнения: - в форме цилиндра;
-в форме конуса;
-в форме гофрированной трубки с гофрами вдоль образующей поверхности трубки;
-в форме трубки свернутой спиралью.
Фильтрующий элемент из сплошного металлического листа с перфорацией в форме системы отверстий - конструкция достаточно простая.
Поскольку фильтрующий элемент выполнен из сплошного металлического листа, в зависимости от конкретных условий применения ему может быть придана практически любая форма, В случае выполнения фильтрующего элемента, например в форме, трубки, или конуса, любая из поверхностей (внутренняя или наружная) может быть обращена в сторону подачи фильтруемой среды. Таким образом, область применения фильтрующего элемента предлагаемой конструкции практически не ограничена.
Величина площади поперечного сечения отверстий на поверхности, обращенной в сторону подачи фильтруемой среды, определяется размером частиц, которые должны быть отфильтрованы. Площадь поперечного сечения отверстий увеличивается от поверхности основания, обращенной в сторону подачи фильтруемой среды по направлению к поверхности основания, обращенной в сторону слива фильтрата. Фильтруемые частицы заданного размера задерживаются на поверхности, обращенной в сторону подачи фильтруемой среды, и не проникают глубоко в отверстия. Более мелкие частицы легко проникают сквозь отверстия, не забивая их. Отфильтрованные частицы остаются практически на поверхности основания. Поскольку поверхности фильтрующего элемента, изготовленного из сплошного металлического листа гладкие.
отфильтрованные частицы легко смываются потоком фильтруемой среды, т.е. происходит самоочистка фильтрующего элемента, позволяющая увеличить ресурс его работы.
При условии, что площадь поперечного сечения каждого из отверстий на поверхности основания, обращенной в сторону слива фильтрата, превышает площадь поперечного сечения этого отверстия на поверхности, обращенной в сторону подачи фильтруемой среды менее чем в 1,2 раз, наблюдается забивание сквозных отверстий отфильтрованными частицами.
С другой стороны, при условии, что площадь поперечного сечения каждого из отверстий на поверхности основания, обращенной в сторону слива фильтрата, превышает площадь поперечного сечения этого отверстия на поверхности, обращенной в сторону подачи фильтруемой среды более чем в 8 раз, отверстия располагаются друг от друга на достаточно большом расстоянии. При таком увеличении расстояний между отверстиями наблюдается снижение коэффициента прозрачности фильтра и площади фильтрации, а, следовательно, и производительности процесса фильтрации.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где:
Фиг. - Фильтрующий элемент.
Фильтрующий элемент содержит выполненное из сплошного металлического листа основание 1, которое снабжено перфорацией, выполненной в форме системы отверстий 2, площадь поперечного сечения которых увеличивается по направлению от поверхности основания, обращенной в сторону подачи фильтруемой среды 3 к поверхности основания, обращенной в сторону слива фильтрата 4.
На фиг. представлен фильтрующий элемент с отверстиями круглой формы, однако, в зависимости от конкретных условий
dtCoiifU
применения они могут быть выполнены любой формы (например квадратные, шестигранные и т.п.). Правильный выбор формы отверстий также обеспечивает эффективное задержание фильтруемых частиц непосредственно на поверхности основания.
Возможно также одновременное использование нескольких фильтрующих элементов предлагаемой конструкции, как с одинаковыми, так и с разными размерами. В этом случае фильтрзоощие элементы могут быть скомпонованы в зависимости от конкретных условий применения.
При работе фильтрз ющего элемента, фильтруемая среда подавалась с заданным расходом со стороны поверхности 3. Предпочтительное направление подачи фильтруемой среды - вдоль поверхности 3 или под углом к поверхности 3. Задержанные на поверхности 3 отфильтрованные частицы затем смываются потоком фильтруемой среды, а фильтрат сливался через отверстия 2,
В случае необходимости фильтрующий элемент может быть также полностью очищен промывкой поверхности 3 потоком чистой воды.
Фильтрующий элемент предлагаемой конструкции был выполнен из сплошного металлического листа из нержавеющей стали толщиной 200 мкм. Перфорация была выполнена в форме системы круглых отверстий, диаметр которых на поверхности, обращенной в сторону подачи фильтруемой среды, составлял 40 мкм, а на поверхности, обращенной в сторону слива фильтрата- 100 мкм. Были опробованы фильтрующий элемент плоской формы и фильтрующий элемент цилиндрической формы диаметром 100 мм с внутренней поверхностью, обращенной в сторону подачи фильтруемой среды. Фильтрующие элементы были опробованы для очистки технической
воды от частиц ржавчины. Фильтруемая среда подавалась вдоль перфорированной поверхности. Увеличение расхода фильтруемой среды от 5 л/мин до 10 л/мин позволило увеличить ресурс работы фильтрующего элемента в 10 раз.
Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1.Описание к патенту РФ № 2006257, кл. ВО ID 39/12, опубл. 30.01.94.
2.Описание к авторскому свидетельству СССР № 1595549, кл.ВОШ 24/26, опубл. 30.09.90. - прототип.