ФИЛЬТР БИТУМНЫЙ ГРУБОЙ ОЧИСТКИ

Полезная модель относится к устройствам для очистки вязких жидкостей, а именно, к устройствам для фильтрования нефтепродуктов, и может быть использована для очистки разогретых битумов от твердых остатков нефтяных фракций, крупнодисперсных механических примесей на участках приема, хранения и выдачи битума, на асфальтобетонных заводах, на предприятиях при модификации битума различными функциональными присадками и полимерами.
Из предшествующего уровня техники известны конструкции фильтров, приспособленные для очистки жидкостей с различной вязкостью, требующие подогрева жидкости до определенной температур, для удержания примесей разной дисперсности, самоочищающиеся или требующие разборки для чистки, работающие самотеком, под давлением или путем отсасывания.
Известен «Фильтр для мазута и нефти», включающий расположенные в корпусе с подводящим и отводящим патрубками змеевик для подогрева фильтруемой жидкости и перегородки для суживания проходов на пути жидкости с целью изменения скорости движения жидкости, приводящее к отделению примесей и задержке их на фильтрующем материале (Авторское свидетельство на изобретение СССР №34533, класс 12d, 23; приоритет от 16.02.1933 г., опубликовано 28.02.1934 г.). Фильтр такой конструкции не эффективен для очистки от примесей битума, так как не обеспечит требуемых температур нагрева битума, производительности процесса фильтрования и эксплуатационного ресурса.
Известен фильтр сетчатый «ЭМИС-ВЕКТА 1217» Группы промышленных компаний «ЭМИС» (www.emis-kip.ru/catalog-presentations_files/13file.PDF). Фильтр включает крышку, прокладку, фильтрующий элемент, корпус и дренажную заглушку, Основным недостатком данного технического решения является малая площадь фильтрации, так как фильтрующий элемент выполнен плоским и установлен внутри корпуса вертикально, перегораживая поток фильтруемой жидкости.
Известен также фильтр битумный ФБС-1 ООО "Завод Укрбудмаш» (GlobeCore, www.neobroker.ru/Bitumnye-filtry/), состоящий из фильтрующей части в составе блока двух фильтров, поочередно включаемых в работу после загрязнения фильтрующего элемента отработавшего (забившегося) фильтра, магистраль подвода битума, мембранный разделитель, кран выдачи фильтрованного битума, краны входа и выхода теплоносителя. Дублирование фильтров потребовало сложной конструкции соединительной и переключающей арматуры и ощутимо увеличило цену устройства.
Наиболее близким к заявленному техническому решению (прототип) является «Фильтр для нефтепродуктов (RU 136733, МПК B01D 29/07, приоритет от 16.05.2013, опубликовано 20.01.2014). Фильтр содержит корпус, подводящий и отводящий патрубки, крышку и фильтрующий элемент в виде согнутого в горизонтальной плоскости перфорированного листа. Недостатками данного технического решения являются:
- отсутствие конструктивных элементов для подогрева фильтруемых жидкостей, что делает его не применимым для очистки высоковязких битумов;
- отсутствие элементов фиксации перфорированного листа, что не гарантирует от задержания всех загрязнителей;
- отсутствие информации о возможности оперативной очистки загрязненного фильтрующего элемента.
Задачей предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков в устройстве, отвечающем современным требованиям к оптимальному качеству и энергоэффективности очистки битума от механических загрязнителей, что проявляется в:
- надежной очистке вязких дорожных битумов от загрязнителей заданной дисперсности;
- высокой производительности фильтрующей конструкции и большом эксплуатационном ресурсе;
- быстром восстановлении работоспособности фильтра простой и оперативной очисткой фильтрующего элемента или заменой на чистый запасной, или заменой на другой с требуемым размером перфорации;
- минимальной удельной стоимости устройства (в пересчете на единицу показателя производительности) за счет простоты конструкции и малой материалоемкости.
Указанный технический результат достигается тем, что заявленный фильтр битумный грубой очистки выполнен из двух коаксиально расположенных корпусов (внутреннего и наружного), соединенных в верхней части с фланцем крепления крышки, пространство между которыми используется для циркуляции теплоносителя, например, термомасла, патрубков подвода и отвода битума, съемной крышки с прокладкой, открытого сверху цилиндрического фильтрующего элемента в виде согнутого в горизонтальной плоскости перфорированного металлического листа, причем размер просечки выбирается из условия задержки недопустимых по размерам загрязнителей, а суммарная площадь просечек - для обеспечения требуемой производительности. Позиционирование фильтрующего элемента обеспечивается установкой его с эксцентриситетом относительно продольной оси фильтра, плотным контактом образующей цилиндрической поверхности с внутренней поверхностью корпуса фильтра, закреплением снаружи прижимными пластинами и надеванием при сборке боковым отверстием на выступающий внутрь корпуса конец патрубка подвода битума, выполненный срезанным под углом к продольной оси патрубка в вертикальной плоскости для закручивая потока подаваемого для очистки битума внутри фильтрующего элемента, что повышает эффективность работы фильтра. Надежная фиксация фильтрующего элемента достигается прижимными пластинами, опускаемыми в две направляющие на внутренней поверхности корпуса фильтра со скользящим контактом с образующей цилиндрического фильтрующего элемента, а также прижатием сверху съемной крышкой через прокладку.
Сущность полезной модели поясняется эскизом (Фиг. 1), на котором изображена принципиальная схема (разрезы вида спереди и вида сверху) фильтра битумного грубой очистки, иллюстрирующая частный случай его исполнения. Устройство для очистки вязкого битума от крупнодисперсных механических загрязнителей включает установленные с зазором для циркуляции теплоносителя, например, термомасла, внутренний корпус 1 и наружный корпус 2, соединенные в верхней части с фланцем 3, патрубок подвода исходного битума 4 и патрубок отвода очищенного битума 5, патрубок подвода теплоносителя 6 и патрубок отвода теплоносителя 7, крышку 8 с прокладкой 9, цилиндрический фильтрующий элемент 10 с перфорацией заданного размера, открытым верхним торцом и отверстием на боковой поверхности для надевания при сборке на выступающую часть с косым срезом в вертикальной плоскости патрубка подвода исходного битума 4, прижимные пластины 11 и направляющие для них 12, закрепленные внутри корпуса 1, причем цилиндрический фильтрующий элемент 10 установлен с зазором между его нижним днищем и нижним днищем внутреннего корпуса 1 для максимального увеличения площади фильтрации очищаемого битума.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели. Устройство работает следующим образом. Очищаемый битум подается через подводящий патрубок битума 4 внутрь перфорированного цилиндрического фильтрующего элемента 10 нагнетающим насосом или за счет всасывающего действия насоса, если тот располагается за фильтром и присоединен к отводящему патрубку очищенного битума. За счет косого среза в вертикальной плоскости конца подводящего патрубка 4 исходный битум при истечении внутрь цилиндрического фильтрующего элемента 10 закручивается в плоскости, перпендикулярной оси фильтра, благодаря боковому импульсу скорости. Движение очищаемого битума по касательной к поверхности цилиндрического фильтрующего элемента 10 повышает производительность и ресурс работы фильтра до вынужденной остановки для очистки (задержанные на перфорационных просечках загрязнители постоянно смываются циркулирующим внутри цилиндрического фильтрующего элемента битумом, что увеличивает продолжительность поддержания расчетной производительности фильтра). Нагрев битума внутри фильтра, с соответствующим уменьшением вязкости и улучшением условий очистки от загрязнителей, обеспечивается постоянной циркуляцией нагретого теплоносителя, например, термомасла, через зазор между внутренним корпусом 1 и наружным корпусом 2. Теплоноситель поступает в фильтр через подводящий патрубок 6 и удаляется через отводящий патрубок 7, которые максимально удалены друг от друга - они установлены на противоположных сторонах наружного корпуса 2 фильтра в его нижней и верхней части, соответственно. Очищенный от не допустимых по размеру механических примесей битум поступает в отводящий патрубок очищенного битума 5 для дальнейшего использования в технологическом процессе. При изменении требований к дисперсности допустимых механических загрязнителей битума или при снижении ниже допустимого значения производительности фильтра снимаются крышка 8 с прокладкой 9, поднимаются прижимные полосы 11 и вытаскивается цилиндрический фильтрующий элемент 10, который очищается от задержанных загрязнителей или меняется на чистый запасной, или заменяется на другой с требуемой перфорацией.
Заявляемая для получения патента полезная модель в виде фильтра битумного грубой очистки подтвердила все заявленные характеристики в течение двух месяцев опытно-промышленной эксплуатации в 2018 году на производственной площадке ООО «Гелика финанс» в деревне Ибреть Шиловского района Рязанской области. Фильтр использовался в линии производства полимерно-битумного вяжущего и обеспечил надежную защиту оборудования от попадания механических частиц размером более трех миллиметров. Фильтр был установлен перед шестеренчатым насосом битумной станции с производительностью в диапазоне от 16 до 20 м3/час и напором 1,2 МПа (производительность регулировалась изменением скорости электрического привода частотным регулятором). В течение всего времени опытно-промышленной эксплуатации сохранялась расчетная производительность технологической линии без разборки и чистки фильтра.
Результаты экспериментов подтвердили промышленную применимость и технические результаты заявляемого в качестве полезной модели фильтра битумного грубой очистки, в частности, в составе установок производства полимерно-битумного вяжущего.