Фильтр поточный для очистки жидкостей от механических примесей

Изобретение предназначено для очистки жидкостей от механических примесей, в частности для выделения из нефти твердых частиц, например, песка, глины, окалины, ржавчины. Фильтр содержит камеру, снабженную концевым затвором с диаметром прохода, равным диаметру камеры, фильтрующий элемент, состоящий из перфорированной трубы с прикрепленным к ней шнеком для закручивания потока и набором коаксиальных оболочек вращения, снабженных успокоителями, образующих осадительную секцию. Фильтрующий элемент установлен на подвижных опорах с возможностью его выдвижения по направляющим через концевой затвор. Оболочки выполнены открытыми в нижней части с образованием окна для вывода механических примесей в камеру. Камера имеет диаметр и длину, выбранные из условия осаждения механических примесей заданной крупности, может содержать несколько шнеков и осадительных секций, а успокоители расположены по поверхности оболочек в виде винтовой линии с постоянным или затухающим шагом, причем общая площадь сечения, образованная между оболочками, не может быть меньше площади сечения подводящего патрубка. Технический результат: высокая эффективность очистки. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для отделения механических примесей от жидкости, в частности для выделения из нефти твердых частиц, например, песка, глины, окалины, ржавчины.

Известен фильтр (ав. св. СССР №1556713, кл. В 01 D 29/11, 1990), содержащий цилиндрический корпус с входным патрубком, с торцевыми крышками, одна из которых имеет выходной патрубок с установленным внутри фильтрующим элементом, включающим перфорированный каркас с трубой внутри каркаса и имеющим отверстие, равное входному патрубку.

Недостатком известного фильтра является низкая эффективность очистки нефти от механических примесей в потоке.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является фильтр-грязеуловитель (пат. РФ №2088302, кл. В 01 D 29/11, 41/00, опубл. БИ №24 от 27.08.97), содержащий камеру с входным и выходным патрубками, снабженную концевым затвором с диаметром прохода, равным диаметру камеры, расположенный в ней фильтрующий элемент, выполненный в виде перфорированной трубы со съемной фильтрующей сеткой на ее поверхности, причем фильтрующая сетка выполнена металлической, а диаметр перфораций трубы меньше диаметра ячеек сетки, один конец фильтрующего элемента размещен в выходном патрубке, а другой снабжен торцевой перфорированной пластиной и соединен с камерой посредством кронштейнов и упорных болтов, фильтр снабжен размещенным в нижней части камеры жестко соединенным с фильтрующим элементом, лотком-грязеуловителем, установленным на роликовых опорах с возможностью выдвижения фильтрующего элемента по направляющим через концевой затвор.

Недостатками известного фильтра-грязеуловителя являются низкая эффективность очистки нефти от механических примесей в потоке, фильтры предназначены только для защиты оборудования от грубых, крупных загрязнений. Из-за того, что фильтром не удерживаются механические примеси, часто выходят из строя торцевые уплотнения магистральных насосов, загрязняются технологические трубопроводы, уменьшается их сечение, в результате ухудшаются условия работы подпорных насосов, уменьшается полезно используемый объем резервуаров.

Кроме того, применение лотка-грязеуловителя уменьшает полезный объем фильтра-грязеуловителя, сокращает время работы фильтра до следующей очистки, причем в лотке-грязеуловителе удерживается лишь часть механических примесей, тогда - как большая их часть отлагается на стенки камеры, в основном в нижней ее части. Механические примеси, отложившиеся на стенках камеры, не выносятся при выдвижении фильтрующего элемента из камеры, тем самым, усложняется и удлиняется процесс очистки фильтра-грязеуловителя.

Изобретение решает техническую задачу эффективного выделения из нефти твердых частиц, например, песка, глины, окалины, ржавчины, убыстряет и упрощает процесс очистки фильтра от удержанной им грязи.

Указанная задача решается тем, что в фильтре, поточном для очистки жидкости от механических примесей, содержащем камеру, снабженную концевым затвором с диаметром прохода, равным диаметру камеры, с входным и выходным патрубками с расположенным в ней фильтрующим элементом, содержащим перфорированную трубу и установленным на подвижных опорах с возможностью выдвижения по направляющим через концевой затвор, согласно изобретению в камере установлены бандажи, перекрывающие проход между перфорированной трубой и камерой, и шнек для закручивания потока, а со стороны выхода установлен набор коаксиальных оболочек вращения, снабженных успокоителями, образующих осадительную секцию, передние торцы оболочек обеспечивают срезание более загрязненных пристенных слоев жидкости, выделенных из потока в поле центробежных сил после его закручивания в шнеке, с последующим осаждением их на поверхности оболочек, при этом последние выполнены открытыми в нижней части с образованием окна для вывода механических примесей в камеру, ниже оси камеры по всей длине фильтрующего элемента установлены скребки для очистки камеры, причем камера и фильтрующий элемент имеют диаметр и длину, выбранные из условия удержания механических примесей заданной крупности, фильтрующий элемент может содержать несколько параллельно расположенных шнеков и несколько последовательно установленных осадительных секций с набором оболочек вращения, расположенных концентрично или эксцентрично, причем общая площадь сечения, образованная между оболочками вращения не может быть меньше площади сечения подводящего патрубка, успокоители расположены по поверхности оболочек в виде цилиндрической винтовой линии с постоянным или затухающим шагом, имеют в сечении вид, например, прямоугольника, уголка, полукруга, покрыты или выполнены из упругого материала, например, из бензостойкой резины, каучука, полиуретана, шнек может быть выполнен одно- или многозаходным цилиндрическим или коническим, фильтрующий элемент в камере расположен эксцентрично или концентрично ее поверхности, а бандажи представляют собой кольца из упругого износо- и бензостойкого материала.

Камера снабжена направляющими под роликовую, шаровую или другую опору, фиксирующими положение фильтрующего элемента в ней и обеспечивающими без заеданий и заклинивании ввод фильтрующего элемента в камеру и вывод его из камеры.

На фиг.1 представлен фильтр в сборе с боковым входом жидкости, на фиг.2 - вид А-А на фиг.1, 5, на фиг.3 - вид Б-Б на фиг.1, 5, на фиг.4 - узел Г фиг.2, на фиг.5 - фильтр в варианте осевого входа потока жидкости, на фиг.6 - вид В-В на фиг.1, 5.

Фильтр (фиг.1) содержит камеру 1 с концевым затвором 2, с откидной крышкой 3, входной патрубок 4, выходной патрубок 5 (при осевом входе фиг.5 - входной патрубок 5, выходной патрубок 4), фильтрующий элемент 6, бандажи 7, перфорированную трубу 8, шнек 9, оболочки вращения 10 с успокоителями 11 и окном 12, подвижные опоры 13 (фиг.4) и направляющие 14, платформу 15 со сливом 16, скребки 17. Успокоители 11 на оболочках 10 установлены спиралеобразно и имеют в сечении вид прямоугольника, уголка, полукруга, покрыты или выполнены из упругого материала, например, из бензостойкой резины, каучука, полиуретана. Количество заходов, длина шнека и оболочек вращения, эксцентриситет фильтрующего элемента зависят от расхода и свойств жидкости, содержания в ней механических примесей. Камера и фильтрующий элемент имеют диаметр и длину, выбранные из условия удержания механических примесей заданной крупности, кроме того, фильтрующий элемент может содержать несколько установленных шнеков и осадительных секций, выполненных с оболочками вращения, расположенных концентрично или эксцентрично, причем общая площадь сечения, образованного между оболочками не может быть меньше площади сечения подводящего патрубка, а шнек может быть многозаходным, цилиндрическим или коническим. Фильтрующий элемент в камере расположен эксцентрично или концентрично ее поверхности, а бандажи представляют собой кольца из упругого износо- и бензостойкого материала.

Камера снабжена направляющими под роликовую, шаровую или другую опору, фиксирующими положение фильтрующего элемента в ней, а также его ввод и вывод.

Устройство работает следующим образом. Поток очищаемой жидкости (при любом варианте подключения фильтра, установленного на байпасе трубопровода) из приемного патрубка поступает в перфорированную трубу 8, проходя через стенку перфорированной трубы, где задерживаются грубые, крупные загрязнения, попадает на витки шнека 9, где поток закручивается. Закрученный поток жидкости подвергается разделению в поле центробежных сил с выделением загрязнений в пристеночный слой камеры, который затем срезается передними торцами оболочек 10 осадительной секции, ударяясь о поверхность успокоителей 11 сползает по поверхности оболочек 10 в окно 12 и далее накапливается в нижней части камеры фильтра. При достижении заданного перепада давления в камере, указывающего на забивку фильтра, его отключают из системы, фильтрующий элемент 6 через крышку 3 затвора 2 вытаскивают по направляющим 14 на платформу 15. При этом бандажи 7 и скребки 17 очищают поверхность камеры 1. Затем посредством промывки очищают поверхности шнека и осадительных секций, через слив 16 отводят в емкость сбора загрязнений (не показана). После промывки фильтрующий элемент запасовывают в камеру, прикрепляют, закрывают затвор и фильтр готов к дальнейшей эксплуатации.

Предлагаемый фильтр может быть использован для очистки нефти от твердых частиц, например, песка, глины, окалины, ржавчины в потоке на магистральных нефтепроводах и др. трубопроводах, транспортирующих загрязненные механическими примесями жидкости.

Использование предлагаемого изобретения за счет применения комплексной очистки нефти в потоке увеличит срок службы торцевых уплотнений магистральных насосов, предотвратит загрязнение и сужение сечения технологических трубопроводов, что, в свою очередь, обеспечит эффективную работу подпорных насосов, увеличит полезно используемую часть емкости резервуаров и срок их эксплуатации до следующей очистки, увеличит полезный объем и время работы фильтра до следующей очистки, упростит и ускорит процесс его очистки.

1. Фильтр поточный для очистки жидкости от механических примесей, содержащий камеру, снабженную концевым затвором с диаметром прохода, равным диаметру камеры, с входным и выходным патрубками, с расположенным в ней фильтрующим элементом, содержащим перфорированную трубу, установленным на подвижных опорах с возможностью выдвижения по направляющим через концевой затвор, отличающийся тем, что в камере установлены бандажи, перекрывающие проход между перфорированной трубой и камерой, и шнек для закручивания потока, а со стороны выхода установлен набор коаксиальных оболочек вращения, снабженных успокоителями, образующих осадительную секцию, передние торцы оболочек обеспечивают срезание более загрязненных пристенных слоев жидкости, выделенных из потока в поле центробежных сил после его закручивания в шнеке с последующим осаждением их по поверхности оболочек, при этом последние выполнены открытыми в нижней части с образованием окна для вывода механических примесей в камеру, ниже оси камеры по всей длине фильтрующего элемента установлены скребки для очистки камеры от них.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что камера и фильтрующий элемент имеют диаметр и длину, выбранные из условия удержания механических примесей заданной крупности.

3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что фильтрующий элемент может содержать несколько параллельно расположенных шнеков и несколько последовательно установленных осадительных секций.

4. Фильтр по п.3, отличающийся тем, что осадительные секции выполнены с оболочками вращения, расположенными концентрично или эксцентрично, причем общая площадь сечения, образованная между оболочками, не может быть меньше площади сечения подводящего патрубка.

5. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что успокоители расположены по поверхности оболочек в виде цилиндрической винтовой линии с постоянным или затухающим шагом, имеют в сечении вид, например, прямоугольника, уголка, полукруга, покрыты или выполнены из упругого материала, например, из бензостойкой резины, каучука, полиуретана.

6. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что шнек может быть выполнен многозаходным, цилиндрическим или коническим.

7. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что фильтрующий элемент в камере расположен эксцентрично или концентрично ее поверхности.

8. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что камера снабжена направляющими под роликовую, шаровую или другую опору, фиксирующими положение фильтрующего элемента по отношению к камере и обеспечивающими без заеданий и заклинивании его ввод и вывод.