Фильтр для очистки жидкости или газа

 

Изобретение отмстится к фильтрам для очист ки жидкости или газа Цель повышение про изводительности и качества очистки В кор пусе фильтра размещены два кольца, между которыми натйнуты фильтровальные нити Нижнее кольцо закреплено в корпусе с возможностью поворота и снабжено приводом вращения Предусмотрены варианты исполнения фильтровальных нитей из однородного материала в виде прямолинейных и закрученных многоволоконных жгутов с переплетением натянутых между кольцами нитей дополнительными поперечными нитями с образованием ткани Фильтроваль ные нити могут изготавливаться нерастяжимыми и пружинящимив продоль ном направлении Аппарат работает следу ющим образом При закручивании одного из колец относительно другого между нитями образуются фильтровальные щели регулируемого размера либо плотная ткань из фильтровальных волокон, либо улавливающая засорители сетка Режим перекрытия фильтруемого потока регулируется углом закручивания нижнего кольца относительно верхнего При работе аппарата образуется несколько зон выхода продуктов в самой ткани фильтра, за его боковой поверхно стью и за сечениями фильтра Аппарат рабо тает в динамических режимах пропуска потока через горловину образуемой внутри него поверхности в виде параболоида вращения и в режиме полного перекрытия сечения потока фильтруемой среды 6 з п ф-лы, 12 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (39) (I I) (м)э В 01 О 24/46, ф/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Г=. (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4401959/26 (22} 01.04.88 (46) 07.06.91, Бюл. Р 21 (71) Мариупольский металлургический институт (72) Г.К.Жилин и В.Ф.Коринец (53) 66.067.322 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

- М 1366179, кл. В 01 0 23/24, 1986, Авторское свидетельство СССР

hh 645675. кл,.В 01 0 23/24, 1977. (54) ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ

ИЛИ ГАЗА (57) Изобретение относится к фильтрам для очистки жидкости или газа. Цель — повышение производительности и качества очистки. В корпусе фильтра размещены два кольца, между которыми натянуты фильтровальные нити.

Нижнее кольцо закреплено в корпусе с возможностью поворота и снабжено приводом вращения. Предусмотрены варианты исполнения фильтровальных нитей из однородного материала в виде, прямолинейных и

Изобретение предназначено для разделения жидких и газовых сред на различные фракции с целью очистки их от загрязнений, либо для последующего использования отдельных фракций в технологических аппаратах для получения тех или иных химических продуктов и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение производительности и качества очистки.

На фиг. 1 показан аппарат для очистки жидкостей и газа в рабочем положении полного перекрытия поперечного сечения потозакрученных многоволоконных жгутов с переплетением натянутых между кольцами нитей дополнительными поперечными нитями с образованием ткани. Фильтровальные нити могут изготавливаться нерастяжимыми и пружинящимив продольном направлении, Аппарат работает следующим образом. При закручивании одного иэ колец относительно другого между нитями образуются фильтровальные щели регулируемого размера, либо плотная ткань иэ фильтровальных волокон, либо улавливающая эасорители сетка. Режим перекрытия фильтруемого потока регулируется углом закручивания нижнего кольца относительно верхнего. При работе аппарата образуется несколько зон выхода продуктов: в самой ткани фильтра. за его боковой поверхностью и эа сечениями фильтра. Аппарат работает в динамических режимах пропуска потока через горловину образуемой внутри него поверхности в виде параболоида вращения и в режиме полного перекрытия сечения потока фильтруемой среды, 6 з,п.ф-лы, 12 ил. ка, разрез; на фиг. 2 — начальное размещение фильтровальной нити и смещение ее при повороте кольца; на фиг. 3 — схема расположения фильтровальных нитей между кольцами, исходное параллельное положение; на фиг. 4 — схема расположения фильтровальных нитей в устройстве при положении частичного перекрытия поперечного сечения потока фильтруемой среды; на фиг. 5 — внешняя форма, образованная фильтровальными нитями .при наличии, поперечных нитей; на фиг, 6— разрез А — А на фиг. 5; на фиг, 7 — последовательное закрепление фильтровальных ни1653806

20

I тей в устройстве при наличии дополнительного фильтрующего слоя; на фиг. 8 — фильтровальный комплекс с продольными нитями, соединенными поперечной вязкой, исходное состояние; на фиг. 9 — положение комплекта при взаимном повороте колец; на фиг; 10 — сечение Б-Б на фиг. 9; на фиг.

11 — вариант конструкции аппарата со сдвоенным комплектом фильтровальных нитей, когда филвтровальные нити одной пары колец проходят внутри корпуса фильтровальных нитей другой пары колец; на фиг. 12— исполнение нитей из волоконных жгутов.

В корпусе 1, который жестко соединен с подводящим трубопроводом 2, закреплено неподвижное входное кольцо 3. С другой стороны корпус 1 соединен с поворотной относительно него муфтой 4, снабженной .сальниковым уплотнением 5 и 6. Муфта 4 надета на неподвижную соединительную муфту 7, ввинченную в выходной трубопровод 8, Поворотная муфта 4 снабжена надетым на нее зубчатым венцом 9, закрепленным с колесом 10 электропривода 11. Вместе они образуют приводной механизм поворота в горизонтал ьной плоскости опорного кольца 12, которое таким образом может быть повернуто вокруг оси 0 — 0 цилиндрического канала корпуса :.

При этом опорное кольцо 12 закреплено с возможностью продольного перемещения относительно муфты 4 в его шлицевых направляющих 13. В опорном кольце жестко закрепляется выходное кольцо 14, соединенные фильтровальными нитями 15 с входным кольцом 3. Таким образом. оба кольца 3 и 14 образуют основную пару, выполненную с возможностью взаимного поворота колец, поскольку выходное кольцо

14 является поворотным ввиду зацепления с опорным кольцом 12, взаимодействующим электро,ливодом 11 через поворотную муфту 4 и зубча гый венец 9. Опорное кольцо

12 подпружинено вместе с выходным кольцом. 14 в отношении перемещения вдоль корпуса г".гадством пружин 16. Пара колец 3 и 14 вместе с фильтровальными нитями 15 образуют фильтровальный комплект, Пружины 16 присоединены одним концом к опорному кольцу 12, а другим к поворотной муфте 4. Пружины 16 обеспечивают натяжение фильтровальных нитей 15 как в исходном положении нитей, так и при их закручивании от взаимного поворота колец

Зи 14.

Сами фильтровальные нити 15 предусмотрены в различных вариантах исполнения, а именно состоящими иэ жгута закрученных волокон 17 (фиг.12), жгута прямых волокон 18, в виде жгута закрученных волокон 17 с выходящими из них оТрезками вплетенных волокон, обраэующих оперение .19, При этом фильтровальные нити могут изготавливатьсяя и ружиня щи ми в продольном направлении, что достигается либо применением упруго растяжимого материала, например, на основе резины, либо за счет продольной упругости жгутов, создаваемой закручиванием нитей, Выполнение нитей в виде волоконных жгутов обеспечивает лучшее перекрытие зазоров между нитями, которое усиливается при их закручивании.

Кроме того, пространство между волокнами в жгутах служит для улавливания особо текучих фракций иэ фильтруемой жидкости и их последующего выжимания. Жгуты иэ скрученных волокон обеспечивают уменьшение размеров внутренних каналов для улавливания более тонких фракций. Оперение 19 обеспечивает создание между фильтровальными нитями эон грубой фильтрации жидкости или газа. Пружинность фильтровальных нитей полезна для фильтрации в том плане, что под действием потока образуются вибрационные колебания нитей, способствующие продвижению эасорителей через толгцу фильтра с его самоочисткой.

В корпусе 1 (фиг.1) эа боковой поверхностью контура фильтровальных .нитей 15 образовано пространство фильтрации В, для которого имеется выходной канал в виде патрубков 20. Для наблюдения процессов . и ремонтных работ, а также для механической очистки выполнен смотровой, герметически закрываемый лючок 21.

В исходном положении (фиг.2) фильтровальная нить занимает положение вдоль корпуса 1, а при закручивании выходного кольца 14 на угол р наклоняется относительно плоскости колец на угол а.

В варианте многорядового расположения в радиальном направлении, т.е, по образующим коаксиально расположенных цилиндров, фильтровальные нити также размещены параллельно от корпуса 1 в исходном положении. При закручивании кольца 14 они так же наклоняются под углом а как в случае одной фильтровальной нити 15.

Возможен вариант последовательного закрепления основного 22 и дополнительного 23 слоя нитей (фиг.7) при помощи дополнительных двух пар колец 24, совмещенных с поворотным механизмом (показано схематически), Корпус 1 снабжен выходными патрубками 25 и 26.

Предусмотрено изготовление фильтровального комплекта (фиг.8) в варианте, ког1653806

35 падения фракций

45 да фильтровальные нити 15 соединены поперечно расположенными нитями 27 в виде простейшей вязки, Поперечные нити 27 мо- гут быть в виде отдельных нитей аос .конных жгутов и т.п, Наличие таких нитей 27 обеспечивав более полное заполнение пространства между продольными нитями

15 с получением соответствующего эффекта фильтрации. А при взаимном закручивании колец 3 и 14 (фи. .9) полости между нитями (или волокнами) уменьшаются под действием усилий скручивания, а в горловине cd фильтрующего комплекта (фиг.10) в его поперечном сечении образуется кольцевое фильтровальное кольцо из нитей с высокой плотностью и повышенными фильтрующими возможностями для тонкой очистки.

Предусмотрен также вариант изготовления аппарата со сдвоенным комплексом фильтровальных нитей (фиг.11), В этом варианте в корпусе 1 размещены две пары колец 28 и 29, 30 и 31, каждое из которых выполнено из упруго деформирующегося материала. например резины, и размещено с воэможностью поворота в виде деформируемых уплотнительных колец. размещенных между входным фланцевым латрубком

32, трубным отрезком 33 и выходным патрубком 34, Подсоединение патрубков 32 и

34 предполагается через герметично присоединенные к металлу (путем вулканизации) рези овые фланцы 35, снабженныеуглублениями Зб пад Крепленье. Для фиксации колец 28-31 имеются консольные планки 37.

Последние попарно соединены винтовыми стяжками 38. Фильтровальные нити 15 пары колец 28 и 29 размещены за внешним контуром фильтровальных нитей 39, закрепленных .на кольцах 30 и 31. Это дает возможность при закручивании различных пар колец в противоположных направлениях получать перекрестное расположение фильтровальных линий без их переплетения, что расширяет возможности регулировки фильтрационных каналов, их формы и размеров. При этом может быть достигнуто и касание обоих контуров нитей и их взаимное силовое взаимодействие.

Фильтр работает следующим образом.

В варианте исполнения с двумя кольцами (фиг.1) и сплошными фильтровальными нитями 15 аппарат предназначен для улавливания механических засорителей иди жидких фракций в. газе, Фильтровальные нити могут подключаться к источнику 40 электрического потенциала.

Эффект фильтрации достигается перекрытием сечения входного потока посредством нитей 15, которые при повороте выходного кольца 14 посредством привода

11 образуют;лавлнвг ощий нитевой конус, сечение которого регулиру тся. Ло;..;:, :"тел

41 улавливаются в ..:оне С, а часть иэ чих г,опадает в зону В. ю енны"; пр(:д вь ходит в зону А.

При очистке ф:- . -,. эг ." лльq > -" чрико-" итт я в ис одно " . е - ие ф:" генные эасор;; "и 41 пресы;",а."..:ñ в выходной трубог, . од 8. Очьстка производится струей гаээ ы и жидкости, поедназна ченной для этой ще :3и. Пчи постепенном раскрытии горловины происходит вибрация фильтровальных нитей в потоке газа, способствующая очистке от эасорителей. Благоприятным условием для действия фильтра по отношению к газу являетг ".озможно "т:: регу-:ировэния режимов гоч ни. \зза через фильтр. i!ðè взаимном !.: Bopo,е ко. ".ь, Jj Äá Р ХИ Р а Ю ЩИ Х ф И A Ь Т РО Ва Pi Ь i Е H .! 4 j И Н а большие углы р ((ффиигг..22)), можно доткгать. уменье",ания сечения вплоть до r олного закрытия.

Аналогичные воэможности имеет фильтр для очистки жидкостей, В варианте каскадного исполнения (фиг.7} алпараг для очистки жидкостей и газов исггольэуется пре. мущественно при неполнОм закрытии сечьния потока. ) ри этом се i ка из нитей улавливает механические или другие засорители, которые потом просыпаются чере сетку эа счет вибрации нитей. Ре.улировачие." форк;ы изменен сечения потока опытным путем достигаются наиболее благоприятные возможности BblВ варианте сдвоенного комплекта (фиг.11) эффект очистки можно повысить подключением разношенных потенциалов к нитям 15 и 39 и созданием между ними электрического поля, Засорители 41 rocpeдотачиваются при этом между нитями 15 и

39.

Изложенные варианты исполнения можно эффективно испольэовать для очистки печных газов в различных технологических процессах. Эффективно использование аппарата в этом исполнении для грубой очистки жидкостей от механических засорителей.

Для очистки жидкостей преимущественно используются фильтровальные нити, составленные из волоконных жгутов (фиг.12), в том числе и переплетенных полеречными нитями 27 (фиг. 8), При этом при повороте нижнего кольца 14 (фиг.5) натянутые фильтровальные нити 15 образуют продольный профиль для потока фильтруемой среды в виде сужения с горловиной аЬ, ширина горла Ь регулируется закручиванием нижнего кольца 14 на определенный угол.

При этом с возрастанием угла закручивания может достигаться "складчатая" форма поперечного сечения (фиг,6), повышающая плотность фильтра и обеспечивающая увеличение толщины фильтрую- 5 щей массы (фиг. 10).

Отличительной особенностью предлагаемогоо аппарата является возможность era использования в динамических режимах потока с использованием сжатия русла потока 10 или с полным его перекрытием. При этом во всех вариантах исполнения аппаратов можН0 образовать несколько зон отделения фракций от фильтруемай среды, что дает возможность использовать его широко в 15 . технологических процессах промышленности.

Формула изобретения

1. Фильтр для очистки жидкости или газа, содержащий корпус с подающими и от- 20 водящими патрубками, расположенную в корпусе горизонтально одна над другой основную пару перегородок и фильтрующий слой в виде продольных нитей, концы которых прикреплены к перегородкам, о т л и- 25 .чающийc$I тем,что,сцелью повышения производительности и качества очистки, перегородки выполнены в виде колец, и по меньшей мере одна из них имеет механизм фиксируемого поворота в горизонтальной плоскости.

2. Фильтр поп.1,отл и чаю щийся тем, что нити выполнены из эластичного материала.

3. Фильтр по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что кольца, имеющие механизм поворота, подпружинены в направлении оси корпуса.

4. Фильтр по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен поперечными нитями, соединяющими продольные нити вязкой в ткань.

5. Фильтр по пп. 1-4. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что продольные нити прикреплены к перегородкам по Образующим коаксиально расположенных цилиндров.

6. Фильтр по пп. 1-5, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он снабжен дополнительным фильтрующим слоем и дополнительной парой перегородок, одна иэ которых присоединена к перегородке основной пары, имеющей механизм поворота.

7. Фильтр по пп.1-6, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что нити соединены в жгуты, 1653806

21f5

Фиг.З

/.уу, 7

Г: ), 19 Фиг.2

Фяьа уеиаи среЫа

Фипьвруеиаи среда

Ъ «3 ейР

Ф» и . мФ р»4 3

1653806

3 27

1653806

Составитель С,Красносельская

Техред М,Моргентал Корректор Q.Êóíäðèê

Редактор Е,папп

Заказ 1910 Тираж 439 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101