Самоочищающийся фильтр

Изобретение относится к устройствам фильтрации жидких сред и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется эффективная очистка жидких сред от механических примесей. Самоочищающийся фильтр содержит корпус, разделенный фильтрующей перегородкой на камеры исходной и очищенной жидкости, связанные соответственно с входным и выходным патрубками, элемент очистки фильтрующих перегородок, закрепленный на полом валу, в боковой поверхности которого выполнено отверстие, сообщающееся через элемент очистки с камерой исходной жидкости. Элемент очистки выполнен в виде полузамкнутой лопасти, обращенной открытой стороной к плоскости фильтрующей перегородки. Отверстие на боковой поверхности полого вала выполнено в месте крепления элемента очистки с обеспечением сообщения упомянутого отверстия с полостью полузамкнутой лопасти. Один конец полого вала, расположенный в корпусе фильтра, выполнен с закрытым торцом, а другой конец полого вала выполнен с открытым торцом, обеспечивающим отвод загрязнений. Фильтр содержит кольцевой коллектор, установленный в корпусе с образованием кольцевого канала между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью кольцевого коллектора, выполненного с тангенциальными перегородками и направляющими щелями, расположенными по окружности с регулярным шагом. Фильтр может быть выполнен с входным патрубком, установленным тангенциально по отношению к корпусу фильтра, выполненному цилиндрическим. Фильтр может содержать: дополнительную фильтрующую перегородку, при этом корпус разделен фильтрующими перегородками на камеру исходной жидкости и две камеры очищенной жидкости, расположенными симметрично по отношению к камере исходной жидкости, причем лопасть подвижного элемента очистки выполнена с двумя открытыми сторонами, обращенными к плоскостям фильтрующих перегородок; дополнительную фильтрующую перегородку и дополнительный элемент очистки, выполненный в виде полузамкнутой лопасти, при этом корпус разделен фильтрующими перегородками на камеру исходной жидкости, промежуточную камеру и камеру очищенной жидкости, расположенные последовательно над камерой исходной жидкости, в боковой поверхности полого вала выполнено дополнительное отверстие, сообщающееся через дополнительный элемент очистки с промежуточной камерой. Технический результат: повышение эффективности работы фильтра. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к устройствам фильтрации жидких сред и может быть использована в различных отраслях промышленности, где требуется эффективная очистка жидких сред от механических примесей.

Известен самоочищающийся фильтр непрерывного действия [1], содержащий корпус, разделенный фильтрующими перегородками на камеры исходной и осветленной жидкости, устройство для подачи исходной жидкости, выполненное в виде сообщающегося: с камерами исходной жидкости раздаточного коллектора с входным патрубком и установленное в камере осветленной жидкости по оси корпуса, и устройство обратной промывки, укрепленное на полом валу с приводом, шнек; установленный соосно внутри полого вала, жестко соединенного с корпусом и выполненного в виде двух половин, углы закрутки лопастей которых взаимно противоположны.

Известен также самоочищающийся фильтр [2], содержащий корпус, разделенный плоским фильтрующим элементом на камеры исходной и очищенной жидкости, устройство обратной промывки, выполненное в виде установленного соосно с корпусом полого вала с коробом для очистки, и успокоительный элемент, установленный в камере очищенной жидкости под коробом и выполненный в виде желоба, жестко соединенного с полым валом, при этом успокоительный элемент снабжен акустическим излучателем, установленным внутри желоба под коробом, при этом желоб смещен относительно радиальной оси короба в сторону, противоположную направлению его движения.

Недостатком известных устройств [1, 2] является высокая энергоемкость, обусловленная наличием электропривода для обеспечения вращения - устройства обратной промывки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является известный самоочищающийся фильтр [3], содержащий корпус, разделенный фильтрующими перегородками на камеры исходной и осветленной жидкости, и устройство для регенерации фильтрующих перегородок, выполненное в виде укрепленного на валу промывочного короба с притирочной плитой, притирочная плита установлена с зазором к верхней части промывочного короба и образует с коробом камеру, сообщающуюся с камерой исходной жидкости через отверстия, которые выполнены в верхней части короба.

Недостатками такого фильтра являются потребление дополнительной энергии для вращения полого 'вала с промывочными коробами и притирочными плитами, наличие двух выходных патрубков для отвода очищенной жидкости, а также отсутствие технических средств для обеспечения непрерывного отвода загрязнений, что снижает эффективность работы фильтра.

Технический результат, заключающийся в устранении отмеченных недостатков, достигается в предлагаемом самоочищающемся фильтре, содержащем корпус, разделенный фильтрующими перегородками на камеры исходной и очищенной жидкости, связанные соответственно с входным и выходным патрубками, элемент очистки фильтрующих перегородок, закрепленный на полом валу, в боковой поверхности которого выполнено отверстие, сообщающееся через элемент очистки с камерой исходной жидкости, тем, что элемент очистки выполнен в виде полузамкнутой лопасти, обращенной открытой стороной к плоскости фильтрующей перегородки, причем отверстие на боковой поверхности полого вала выполнено в месте крепления элемента очистки с обеспечением сообщения упомянутого отверстия с полостью полузамкнутой лопасти, причем один конец полого вала, расположенный в корпусе фильтра, выполнен с закрытым торцом, а другой конец полого вала выполнен с открытым торцом, обеспечивающим отвод загрязнений.

Технический результат достигается в предлагаемом фильтре также тем, что он содержит кольцевой коллектор, установленный в корпусе с образованием кольцевого канала между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью кольцевого коллектора, выполненного с тангенциальными перегородками и направляющими щелями, расположенными по окружности с регулярным шагом и тем, что входной патрубок установлен тангенциально по отношению к корпусу фильтра, выполненному цилиндрическим. Благодаря такому конструктивному решению создаются условия для "закручивания" потока в камере исходной жидкости.

Дополнительное повышение эффективности работы предлагаемого фильтра обеспечивается тем, что он содержит дополнительную фильтрующую перегородку, при этом корпус разделен фильтрующими перегородками на камеру исходной жидкости и две камеры очищенной жидкости, расположенными симметрично по отношению к камере исходной жидкости, причем лопасть элемента очистки выполнена с двумя открытыми сторонами, обращенными к плоскостям фильтрующих перегородок, и тем, что он содержит дополнительную фильтрующую перегородку и дополнительный элемент очистки, выполненный в виде полузамкнутой лопасти, при этом корпус разделен фильтрующими перегородками на камеру исходной жидкости, промежуточную камеру и камеру очищенной жидкости, расположенными последовательно над камерой исходной жидкости, в боковой поверхности полого вала выполнено дополнительное отверстие, сообщающееся через дополнительный подвижный элемент очистки с промежуточной камерой.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

- на фиг.1 представлен первый вариант конструкции фильтра с двумя камерами и кольцевым коллектором;

- на фиг.2 показано поперечное сечение фильтра с кольцевым коллектором;

- на фиг.3 приведен второй вариант конструкции фильтра с тангенциально расположенным входным патрубком;

- на фиг.4 представлен третий вариант конструкции фильтра с тремя камерами и кольцевым коллектором;

- на фиг.5 приведен четвертый вариант конструкции фильтра с тремя камерами и кольцевым коллектором.

В первом варианте конструкции (фиг.1) фильтр содержит корпус 1, разделенный фильтрующей перегородкой 2 на камеры исходной 3 и очищенной жидкости 4.

В корпусе 1 установлен кольцевой коллектор, образованный тангенциальными перегородками 5 и направляющими щелями 6, расположенными по окружности с регулярным шагом (фиг.2).

Камера 3 исходной жидкости связана с входным патрубком 7.

Фильтр содержит также элемент 8 очистки, закрепленный на полом валу 9.

Элемент 8 выполнен в виде полузамкнутой лопасти, обращенной открытой стороной к плоскости фильтрующей перегородки 2.

В боковой поверхности полого вала 9 выполнено отверстие 10, сообщающееся через элемент 8 очистки с камерой 3 исходной жидкости.

Отверстие 10 расположено в месте крепления элемента 8 очистки. Тем самым обеспечивается сообщение полости вала 9 с полостью полузамкнутой лопасти 8.

Между внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней поверхностью кольцевого коллектора, образованного перегородками 5 и направляющими щелями 6, расположен кольцевой канал 11, связанный с входным патрубком 7.

Камера очищенной жидкости связана с выходным патрубком 12.

Один конец полого вала 9, расположенный в корпусе 1 фильтра, выполнен с закрытым торцом, а другой конец полого вала, расположенный вне корпуса фильтра, выполнен с открытым торцом и предназначен для отвода загрязнений.

Входной поток исходной жидкости обозначен стрелкой "I", выходной поток очищенной жидкости обозначен стрелкой "II", а отводимый поток загрязнений обозначен стрелкой "III".

Во втором варианте конструкции (фиг.3) входной патрубок 7 установлен тангенциально по отношению к корпусу 1 фильтра, выполненному цилиндрическим.

В третьем варианте конструкции (фиг.4) фильтр содержит дополнительную фильтрующую перегородку 2. При этом корпус 1 разделен фильтрующими перегородками 2 на камеру 3 исходной жидкости и две камеры 4 очищенной жидкости, расположенными симметрично по отношению к камере 3 исходной жидкости, причем лопасть подвижного элемента 8 очистки выполнена с двумя открытыми сторонами, обращенными к плоскостям фильтрующих перегородок 2.

В четвертом варианте конструкции (фиг.5) фильтр содержит дополнительную фильтрующую перегородку 2 и дополнительный элемент 8 очистки, выполненный в виде полузамкнутой лопасти. При этом корпус 1 разделен фильтрующими перегородками 2 на камеру 3 исходной жидкости, промежуточную камеру 13 и камеру очищенной жидкости 4, расположенными последовательно над камерой 3 исходной жидкости, а в боковой поверхности полого вала 9 выполнено дополнительное отверстие 10, сообщающееся через дополнительный элемент 8 очистки с промежуточной камерой 13.

Фильтр работает следующим образом.

Исходная жидкость подается под давлением через входной патрубок 7 (стрелка "I") в камеру 3 исходной жидкости.

При этом в первом, третьем и четвертом вариантах конструкции (фиг.1, 4 и 5) вначале исходная жидкость поступает в кольцевой каналу 11 и затем в кольцевой коллектор, образованный тангенциальными перегородками 5 и направляющими щелями 6, расположенными по окружности с регулярным шагом, в результате чего происходит ее завихрение.

Во втором варианте конструкции (фиг.3) завихрение исходной жидкости осуществляется с помощью входного патрубка 7, установленного тангенциально по отношению к корпусу 1 фильтра.

Далее в первом и втором вариантах конструкции (фиг.1 и фиг.3) исходная жидкость поступает на одну фильтрующую перегородку 2, на которой происходит отложение загрязнений, и затем в камеру очищенной жидкости 4, из которой через выходной патрубок 12 подается потребителю (стрелка "II").

В третьем варианте конструкции (фиг.4) за счет наличия двух фильтрующих перегородок 2 и двух камер 4 очищенной жидкости, расположенных по обе стороны от камеры 3 исходной жидкости, повышается пропускная способность фильтра. Отвод очищенной жидкости при этом осуществляется через два выходных патрубка (стрелки "II").

В четвертом варианте конструкции (фиг.5) за счет наличия двух фильтрующих перегородок 2 и промежуточной камеры 13, расположенной между камерой 3 исходной жидкости и камерой 4 очищенной жидкости, повышается степень очистки исходной жидкости.

При этом во всех вариантах конструкции в камере исходной жидкости 3 происходит "закручивание" потока жидкости по касательной к цилиндрической поверхности корпуса 1 (показано стрелкой), а лопасть 8 (лопасти) и полый вал 10 приводятся во вращательное движение.

В месте контакта открытой полости лопасти 8 с фильтрующей перегородкой 2 направление потока жидкости изменяется за счет разности давлений в камере очищенной жидкости 4 и полого вала 9, связанного через отверстие 10 с полостью лопасти 8. В результате этого загрязнения смываются с фильтрующей перегородки 2 и удаляются из фильтра по полому валу 9 (стрелка "III").

Таким образом, в предлагаемом самоочищаемся фильтре одновременно с очисткой исходной жидкости обеспечивается непрерывный отвод загрязнений, что повышает эффективность работы фильтра.

При этом, в отличие от прототипа, не требуется специального привода для приведения во вращение элементов очистки, а используется энергия потока жидкости с помощью описанных выше технических средств (конструктивных элементов и их взаимосвязей). Тем самым, в самоочищающемся фильтре исключается потребление электроэнергии.

Конструкция фильтра не содержит сложных и дорогостоящих узлов и элементов, которые изготавливаются из металла и пластмассы.

В качестве материала для фильтрующих перегородок в зависимости от требований к степени очистки может использоваться как тканый материал, так и нетканый типа АНП-8П, обеспечивающий номинальную тонкость фильтрации 40 мкм.

Устройство прошло испытания в системе очистки масла в силовых установках тепловозов, показало высокую надежность и эффективность в эксплуатации и находится в серийном изготовлении.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1047495, М.кл. B 01 D 29/64, опубл. 1983 г.

2. Авторское свидетельство СССР №1493286, М.кл. B 01 D 29/64, опубл. 1989 г.

3. Авторское свидетельство СССР №697148, М.кл. B 01 D 29/64, опубл. 1975 г.

1. Самоочищающийся фильтр, содержащий корпус, разделенный фильтрующей перегородкой на камеры исходной и очищенной жидкости, связанные соответственно с входным и выходным патрубками, элемент очистки фильтрующих перегородок, закрепленный на полом валу, в боковой поверхности которого выполнено отверстие, сообщающееся через элемент очистки с камерой исходной жидкости, элемент очистки выполнен в виде полузамкнутой лопасти, обращенной открытой стороной к плоскости фильтрующей перегородки, причем отверстие на боковой поверхности полого вала выполнено в месте крепления элемента очистки с обеспечением сообщения упомянутого отверстия с полостью полузамкнутой лопасти, причем один конец полого вала, расположенный в корпусе фильтра, выполнен с закрытым торцом, а другой конец полого вала выполнен с открытым торцом, обеспечивающим отвод загрязнений, при этом или фильтр содержит кольцевой коллектор, установленный в корпусе с образованием кольцевого канала между внутренней поверхностью корпуса и внешней поверхностью кольцевого коллектора, выполненного с тангенциальными перегородками и направляющими щелями, расположенными по окружности с регулярным шагом, или входной патрубок установлен тангенциально по отношению к корпусу фильтра, выполненному цилиндрическим.

2. Самоочищающийся фильтр по п.1, отличающийся тем, что он содержит дополнительную фильтрующую перегородку, при этом корпус разделен фильтрующими перегородками на камеру исходной жидкости и две камеры очищенной жидкости, расположенные симметрично по отношению к камере исходной жидкости, причем лопасть подвижного элемента очистки выполнена с двумя открытыми сторонами, обращенными к плоскостям фильтрующих перегородок.

3. Самоочищающийся фильтр по п.1, отличающийся тем, что он содержит дополнительную фильтрующую перегородку и дополнительный элемент очистки, выполненный в виде полузамкнутой лопасти, при этом корпус разделен фильтрующими перегородками на камеру исходной жидкости, промежуточную камеру и камеру очищенной жидкости, расположенные последовательно над камерой исходной жидкости, в боковой поверхности полого вала выполнено дополнительное отверстие, сообщающееся через дополнительный элемент очистки с промежуточной камерой.