Цилиндрический фильтр

 

Использование: в криогенной технике, в тех отраслях промышленности, где требуется очистка газа от твердых и жидких примесей, а также сверхтонкая очистка. Сущность изобретения: в цилиндрическом фильтре, содержащем внутренний проницаемый сердечник 1, фильтровальный материал, наружный дренажный слой 5 и торцевые крышки 3, на концевых участках сердечника 1 выполнены глухие зоны 2, причем длина глухих зон 2 и степень уплотнения и прижатия фильтровального материала 4 на этих участках подобраны таким образом, чтобы эффективность фильтрации в продольном и радиальном направлениях была одинакова. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в других отраслях промышленности, где требуется очистка газа от твердых и жидких примесей, а также сверхтонкая очистка.

Известен фильтр стерильной очистки, содержащий корпус, фильтрующий элемент из усадочного материала и торцевые крышки, снабженные коническими кольцевыми выступами, размещенными во внутренней полости фильтрующего элемента, для обеспечения плотности соприкосновения фильтровального материала с крышками.

Недостатками известного устройства являются трудоемкость его изготовления, высокая металлоемкость, возможность эффективного применения только при изготовлении фильтрующего элемента из усадочного материала.

Известен цилиндрический фильтр, выбранный в качестве прототипа, содержащий перфорированный металлический сердечник, торцевые крышки, фильтровальный материал и дренажный слой. Торцевые крышки после их установки заливаются эпоксидной смолой для предотвращения прохода газа через торцы фильтровального материала.

Недостатком известного устройства является его низкая надежность при работе в условиях больших перепадов температур и термоциклирования, т.к. при этом происходит разгерметизация торцевых уплотнений из-за растрескивания заливки и, как следствие, ухудшение эффективности очистки.

Решаемая задача повышение надежности и эффективности работы в условиях больших перепадов температур.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в цилиндрическом фильтре, содержащем внутренний проницаемый сердечник, фильтровальный материал, наружный дренажный слой и торцевые крышки, на концевых участках сердечника выполнены глухие зоны, причем длина глухих зон и степень уплотнения и прижатия фильтровального материала на этих участках подобраны таким образом, чтобы эффективность фильтрации в продольном и радиальном направлениях была одинакова. Дренажный слой выполнен из сетки в виде цилиндрической спирали. Для удержания дренажного слоя цилиндрический фильтр снабжен фиксирующими кольцами или установленным поверх дренажного слоя перфорированным цилиндром. Фильтр может быть снабжен перфорированным цилиндром, поверх которого располагается дренажный слой. Нижняя торцевая крышка может быть выполнена составной с кольцевым зазором, через который пропускается дренажный слой.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Дополнительно был проведен поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результаты которого показали, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, следовательно, оно соответствует требованиям "изобретательский уровень" и "промышленная применимость".

На фиг. 1 показан фильтр с наружным перфорированным цилиндром; на фиг.2 фильтр с фиксирующими кольцами; на фиг.3 фильтр, снабженный перфорированным цилиндром, поверх которого располагается дренажный слой; на фиг.4 фильтр, в котором нижняя торцевая крышка выполнена составной с кольцевым зазором.

Цилиндрический фильтр содержит внутренний проницаемый сердечник 1 с глухими зонами 2, торцевые крышки 3, фильтровальный материал 4, дренажный слой 5, перфорированный цилиндр 6 и (или) фиксирующие кольца 7.

Перфорированный цилиндр служит для фиксации дренажного слоя, выполненного в виде нескольких слоев сетки.

Фиксирующие кольца используются вместо перфорированного цилиндра, устанавливаемого поверх дренажного слоя. Нанесение дренажного слоя поверх перфорированного цилиндра обеспечивает возможность раздельной намотки фильтрующего и дренажного слоев при выполнении последнего из металлической сетки, повышает тем самым удобство сборки и исключает возможность повреждения фильтроматериала при изготовлении фильтра.

За счет выбора структуры фильтрующего и дренажного слоев и соотношения их геометрических параметров достигается возможность использования фильтров для улавливания жидких и твердых частиц из газового потока при различных рабочих условиях.

Устройство работает следующим образом.

Поток, содержащий жидкие частицы, поступает внутрь сердечника 1, проходит через фильтрующий и дренажный слои и выходит из фильтра. Улавливаемые фильтрующим материалом жидкие частицы накапливаются в нем и выдавливаются газом в дренажный слой, по которому стекают с фильтра. За счет выбора длины глухих зон и степени уплотнения и прижатия фильтровального материала на этих участках обеспечивается одинаковая эффективность фильтрации в продольном и радиальном направлениях, за счет чего исключается возможность проскока неочищенного газа через торцевые участки. Торцевые крышки в достижении этого эффекта не участвуют и выполняют только вспомогательную функцию, связанную с удобством монтажа конструкции. Благодаря этому они могут быть выполнены съемными, к тому же для повышения дренажной способности фильтра, например, при использовании его в качестве брызгоуловителя нижняя торцевая крышка может быть выполнена составной с кольцевым зазором, через который пропускается дренажный слой, как это показано на фиг.4.

Внутренний проницаемый сердечник выполнен в виде стакана, проницаемость стенок которого обеспечивается любым возможным способом, например их перфорированием, выполнением проницаемого участка из сетки (с продольными ребрами жесткости различного профиля или без них).

При улавливании твердых частиц поток подается в обратном направлении, а именно, направляется сначала на наружную поверхность фильтра, то есть на большую поверхность улавливания. Дренажный слой в этом случае служит силовым удерживающим каркасом для фильтровального материала и слоем предварительной фильтрации, удерживающим грубые механические частицы.

В представленном виде фильтр используется для очистки газов, сбрасываемых в атмосферу. При очистке технологических газов фильтр помещается в корпус, снабженный входным и выходным патрубками, а также в случае использования фильтра для улавливания жидких частиц штуцером для слива жидкости. Для обеспечения возможности замены фильтра в случае использования его для улавливания твердых частиц корпус выполняется разъемным. Предлагаемая конструкция ввиду отсутствия жесткой связи между внутренними и наружными элементами исключает ухудшение эффективности очистки при работе в условиях больших перепадов температур и термоциклирования, характерных, например, для криогенных производств.

Формула изобретения

1. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ ФИЛЬТР, содержащий внутренний проницаемый сердечник, фильтровальный материал, наружный дренажный слой и торцевые крышки, отличающийся тем, что на концевых участках сердечника выполнены глухие зоны, причем длина глухих зон и степень уплотнения и прижатия фильтровального материала на этих участках подобраны с обеспечением возможности одинаковой эффективности фильтрации в продольном и радиальном направлениях.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что дренажный слой выполнен из сетки в виде цилиндрической спирали.

3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что он снабжен фиксирующими кольцами.

4. Фильтр по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен перфорированным цилиндром, установленным поверх дренажного слоя.

5. Фильтр по пп. 1 3, отличающийся тем, что он снабжен перфорированным цилиндром, поверх которого располагается дренажный слой.

6. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что нижняя торцевая крышка выполнена составной с кольцевым зазором, через который пропущен дренажный слой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4