Способ изготовления фильтрующего элемента объемного типа

 

Изобретение предназначено для очистки углеводородных жидкостей и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, автомобильной и других отраслях промышленности. Сущность способа заключается в следующем. Заготовки фильтрующих дисков из эластичного пористого фильтроматериала изготавливают в форме сфер с центральным отверстием, надевают на внутреннюю перфорированную трубку и обжимают в осевом направлении крышками. Сферическая форма заготовок после обжатия их крышками обеспечивает экспоненциальное уменьшение размера пор в направлении потока фильтруемой жидкости, соответствующее экспоненциальному закону распределения размера частиц загрязнений, за счет чего происходит равномерное распределение загрязнений внутри всего объема пор фильтроматериала, что позволяет увеличить грязеемкость и ресурс. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области очистки углеводородных жидкостей и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, автомобильной и других отраслях промышленности.

Известен способ изготовления фильтрующего элемента объемного типа, содержащего эластичный фильтроматериал, расположенный между двумя концентрическими перфорированными трубками. Суть способа заключается в том, что фильтроматериал обжимают в осевом направлении торцевыми ограничителями, имеющими форму усеченных конусов и расположенными вершинами один навстречу другому (ав. св. N 1776917, кл. B 01 D 27/04, 1985). Такое обжатие создает уменьшающуюся пористость фильтроматериала в направлении потока фильтруемой жидкости. Недостатком данного способа является то, что объем полостей торцевых ограничителей, который входит в объем фильтрующего элемента, не используется в процессе задержки загрязнений, из-за чего снижается грязеемкость фильтрующего элемента в целом.

Известен другой способ изготовления фильтрующего элемента объемного типа с переменной пористостью путем неравномерного обжатия в осевом направлении фильтрующих дисков плоскими жесткими прокладками. Диски выполняют из эластичного пористого материала с центральным отверстием и торцевыми поверхностями, имеющими в свободном состоянии форму усеченных конусов, обращенных большими или меньшими основаниями навстречу друг другу (ав.св.N 1780806, кл.B 01 D 27/00, 1992). Такой способ позволяет полностью использовать объем фильтрующего элемента, однако его недостатком является низкая грязеемкость фильтроэлемента вследствие линейности изменения размера пор в направлении потока фильтруемой жидкости, что обусловливает неполное использование объема пор фильтроматериала, так как размер частиц механических примесей, попадающих в процессе эксплуатации в жидкости, соответствует экспоненциальному закону распределения (Удлер Э.И., Фильтрация нефтепродуктов, Томск, Издат. Томск.университета, 1988, с.28).

Задачей данного изобретения является повышение грязеемкости фильтрующего элемента при сохранении качества очистки.

Поставленная задача достигается тем, что заготовки для фильтрующих дисков из эластичного пористого фильтроматериала выполняют в форме сфер с центральным отверстием и обжигают их с помощью торцевых крышек в осевом направлении. Количество фильтрующих дисков определяют по формуле: где H - высота фильтрующего элемента; r_н, r_в - радиусы сферы и внутреннего отверстия заготовок; n - степень обжатия на выходе фильтроэлемента, определяющая номинальную тонкость фильтрации.

На фиг. 1 представлен общий вид фильтрующего элемента в сборе.

На фиг. 2 представлен общий вид заготовки для фильтрующего диска до обжатия.

Способ изготовления фильтрующего элемента объемного типа реализуют следующим образом. Заготовки для фильтрующих дисков 1 изготавливают из эластичного пористого фильтроматериала в виде сферы с центральным отверстием, надевают их на внутреннюю перфорированную трубку 2 и обжимают в осевом направлении торцевыми крышками 3. Сферическая форма заготовок после обжатия их крышками обеспечивает экспоненциальное уменьшение размера пор в направлении потока фильтруемой жидкости, соответствующее закону распределения размера частиц загрязнений, за счет чего происходит равномерное распределение загрязнений внутри всего объема пор фильтроматериала, что позволяет увеличить грязеемкость. Количество дисков в фильтрующем элементе определяют по формуле (1) в зависимости от требуемой номинальной тонкости фильтрации d_0,95, связанной со степенью обжатия n эмпирической зависимостью. Например, для используемого в качестве фильтроматериала пенополиуретана марки ППУ - ЭО - 130 эта зависимость имеет вид: d_0,95 = 79,43 n^-1,466 · 10^-6 (2) Пример расчета.

Требуется изготовить фильтрующий элемент, обеспечивающий номинальную тонкость фильтрации d_0,95 = 20... 25 мкм, и имеющий следующие габаритные размеры: наружный диаметр d_н = 100 мм, внутренний диаметр d_в = 50 мм, высоту H = 185 мм. В качестве деформируемого пористого фильтроматериала используют пенополиуретан марки ППУ - ЭО - 130.

Определяют степень обжатия фильтроматериала на выходе фильтроэлемента, соответствующую заданной тонкости фильтрации. В таблице приведены рассчитанные по формуле (2) значения степени обжатия и тонкости фильтрации (см. в конце описания).

Принимают по таблице 1 n = 2,3. Затем определяют по формуле (1) количество фильтрующих дисков: Полученное значение округляют до целого числа. Окончательно принимают k = 5.

Формула изобретения

Способ изготовления фильтрующего элемента с переменной пористостью путем неравномерного обжатия торцевыми крышками в осевом направлении заготовок из эластичного пористого фильтроматериала с центральными отверстиями, отличающийся тем, что заготовки в необжатом состоянии имеют сферическую форму, а их количество определяют по формуле

где Н - высота фильтрующего элемента;
r_н, r_в - радиусы сферы и внутреннего отверстия заготовок;
n - степень обжатия эластичного фильтроматериала на выходе фильтроэлемента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4