Фильтр-грязеуловитель
Изобретение предназначено для очистки жидкостей от загрязнений, в частности к устройствам для выделения из нефти твердых частиц, например песка, глины, окалины, ржавчины. Фильтр содержит цилиндрическую камеру, снабженную концевым затвором с диаметром прохода, равным диаметру камеры, входной и выходной патрубки, фильтрующий элемент с цилиндрическим корпусом, выполненный с возможностью выдвижения через концевой затвор. Фильтрующий элемент выполнен секционным: секция со стороны входа представляет собой секцию грубой очистки, выполненную в виде перфорированной цилиндрической обечайки, внутри которой расположен направляющий конус, наружный диаметр нижнего основания которого равен наружному диаметру оси последующей секции, являющейся секцией тонкой очистки, выполненной в виде ступенчатого патрона, состоящего из оси и обечаек, снабженных внутри винтовыми направляющими, установленных с образованием полостей между обечайками и корпусом фильтрующего элемента для вывода загрязнений из ступеней секции тонкой очистки, переходящей в секцию вывода очищенного потока, образованную между продолжением оси и обечайки последней ступени патрона секции тонкой очистки и изолирующей кольцевой крышки полости между корпусом фильтрующего элемента и обечайкой последней ступени патрона секции тонкой очистки, соединенную кольцевым пространством между корпусом фильтрующего элемента и цилиндрической камерой с выходным патрубком. Технический результат: повышение эффективности очистки, надежности работы. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.
Изобретение относится к области очистки жидкостей от загрязнений, в частности к устройствам для выделения из нефти твердых частиц, например песка, глины, окалины, ржавчины.
Известен фильтр (авт. свид. СССР №1556713, 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 загрязнений в потоке.
Прототипом изобретения является фильтр-грязеуловитель (патент РФ №2088302, В 01 D 29/11, 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, фильтр предназначен 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. Кроме того, применение лотка-грязеуловителя уменьшает полезный объем, сокращает время работы фильтра до следующей очистки, причем в лотке-грязеуловителе удерживается лишь часть механических примесей, большая же их часть отлагается на стенках камеры, в основном в ее нижней части, и не выносится при выдвижении фильтрующего элемента, тем самым усложняется и удлиняется процесс очистки и в целом надежность работы фильтра-грязеуловителя, увеличиваются энергозатраты.
Изобретение решает техническую задачу повышения эффективности очистки, надежности работы фильтра при минимальных энергетических затратах.
Указанная задача решается тем, что в фильтре-грязеуловителе, содержащем цилиндрическую камеру, снабженную концевым затвором с диаметром прохода, равным диаметру камеры, с входным и выходным патрубками, фильтрующий элемент с цилиндрическим корпусом, выполненный с возможностью выдвижения через концевой затвор, согласно изобретению фильтрующий элемент выполнен секционным, причем секция со стороны входа, представляющая собой секцию грубой очистки, выполнена в виде перфорированной цилиндрической обечайки, внутри которой расположен направляющий конус, наружный диаметр нижнего основания которого равен наружному диаметру оси последующей секции, являющейся секцией тонкой очистки, выполненной в виде ступенчатого патрона, состоящего из оси и обечаек, снабженных внутри винтовыми направляющими, установленных с образованием полостей между обечайками и корпусом фильтрующего элемента для вывода механических примесей из ступеней секции тонкой очистки, переходящей в секцию вывода очищенного потока из фильтра-грязеуловителя, образованную между продолжением оси и обечайки последней ступени патрона секции тонкой очистки и изолирующей кольцевой крышки полости между корпусом фильтрующего элемента и обечайкой последней ступени патрона секции тонкой очистки, соединенную кольцевым пространством между корпусом фильтрующего элемента и цилиндрической камерой с входным патрубком, причем полость между винтовыми направляющими каждой ступени патрона имеет постоянный или уменьшающийся по ходу движения потока объем, а площадь сечения полостей между корпусом фильтрующего элемента и обечайками патрона секции тонкой очистки задан из условия вывода механических примесей известной концентрации и крупности из фильтруемого потока, при этом фильтрующий элемент выполнен сборно-разборным, расположен на платформе, задвигаемой в корпус через концевой затвор, а секция грубой очистки выполнена переходящей в раструб для соединения с подводящим трубопроводом, имеет отверстия, пазы или щели с размерами, выбранными из условия удержания загрязнений заданной крупности, и жестко прикреплена к выдвижной платформе.
На фиг.1 представлен общий вид фильтра-грязеуловителя.
На фиг.2 представлен разрез по В-В фиг.1.
На фиг.3 представлен фрагмент А фиг.1 - полость вывода загрязнений.
На фиг.4 представлен фрагмент Г фиг.1 - установка изолирующей кольцевой крышки.
На фиг.5 - секция грубой очистки.
На фиг.6 представлен фрагмент Д на фиг.5.
На фиг.7 представлена секция тонкой очистки с переходом в секцию вывода очищенного потока.
На фиг.8 представлен фрагмент С на фиг.7 - соединение секции грубой очистки с секцией тонкой очистки.
На фиг.9 - вид Е на фиг.5 - вариант фиксации от поворота секции тонкой очистки.
Фильтр-грязеуловитель содержит камеру 1 с концевым затвором 2, фильтрующий элемент с цилиндрическим корпусом 3, секцию грубой очистки 4 с направляющим конусом 5, секцию тонкой очистки 6, выполненную в виде ступенчатого патрона из обечаек 7 с винтовыми направляющими 8, выдвижную платформу 9, секцию вывода очищенного потока 10, щели 11 вывода загрязнений, полости сбора загрязнений 12 и выходной патрубок 13, элементы фиксации тонкой очистки, например «шип-паз» 14 (фиг.9), фиксирующие элементы 15 (фиг.2). Секция вывода очищенного потока 10 образована между продолжением оси 16 и обечайки 7 последней ступени патрона секции 6 тонкой очистки и изолирующей кольцевой крышки 17 полости 12 между корпусом фильтрующего элемента 3 и обечайкой 7 последней ступени патрона секции 6 и соединена кольцевым пространством 18 между корпусом фильтрующего элемента 3 и цилиндрической камерой 1 с выходным патрубком 13, раструб 19, подводящий трубопровод 20.
Фильтр-грязеуловитель работает следующим образом.
Поток жидкости, подлежащей очистке, например нефти, поступает по трубопроводу в секцию грубой очистки 4, где происходит выделение из потока грубых загрязнений. Затем очищенный от грубых загрязнений поток по винтовым направляющим 8 проходит через секцию тонкой очистки 6, где поток в поле центробежных сил расслаивается, в результате чего более крупные загрязнения отбрасываются к периферии патрона и выводятся в щели 11, а затем в полость 12 между корпусом патрона 7 и корпусом фильтрующего элемента 3. Поток с загрязнениями меньшего размера движется дальше, поступает на следующую ступень очистки в поле центробежных сил ступенчатого патрона и т.д. Очищенный до требуемого качества от механических примесей поток выходит в секцию вывода очищенного потока 10, затем поступает в пространство 18 между камерой 1 и корпусом фильтрующего элемента 3 и отводится через выходной патрубок 13. При забивании фильтрующего элемента выше разрешенного значения, что контролируется по перепаду давления между входом и выходом, фильтр-грязеуловитель отключают, предварительно направив подлежащий к очистке поток по параллельной линии (не показан), фильтрующий элемент выдвигают из камеры через концевой затвор и очищают. Затем в обратной последовательности запускают фильтр-грязеуловитель в работу. Во избежание вращения секций под действием реактивной силы секция грубой очистки 4 жестко прикреплена к выдвижной платформе 9, двигающейся между фиксирующими элементами 15, секция тонкой очистки 6 насажена на секцию грубой очистки 4 по принципу «шип-паз».
Таким образом предлагаемая конструкция фильтра-грязеуловителя обеспечивает эффективную очистку жидкости как от грубых, так и более мелких загрязнений жидкостей, конструкция надежна в работе и не требует больших энергетических и трудовых затрат при эксплуатации, что обеспечит ее широкое применение в комплексной очистке нефти в потоке.
1. Фильтр-грязеуловитель, содержащий цилиндрическую камеру, снабженную концевым затвором с диаметром прохода, равным диаметру камеры, с входным и выходным патрубками, фильтрующий элемент с цилиндрическим корпусом, выполненный с возможностью выдвижения через концевой затвор, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен секционным, причем секция со стороны входа, представляющая секцию грубой очистки, выполнена в виде перфорированной цилиндрической обечайки, внутри которой расположен направляющий конус, наружный диаметр нижнего основания которого равен наружному диаметру оси последующей секции, являющейся секцией тонкой очистки, выполненной в виде ступенчатого патрона, состоящего из оси и обечаек, снабженных внутри винтовыми направляющими, установленных с образованием полостей между обечайками и корпусом фильтрующего элемента для вывода механических примесей из ступеней секции тонкой очистки, переходящей в секцию вывода очищенного потока из фильтра-грязеуловителя, образованную между продолжением оси и обечайки последней ступени патрона секции тонкой очистки и изолирующей кольцевой крышки полости между корпусом фильтрующего элемента и обечайкой последней ступени патрона секции тонкой очистки, соединенную кольцевым пространством между корпусом фильтрующего элемента и цилиндрической камерой с выходным патрубком.
2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что полость между винтовыми направляющими каждой ступени патрона имеет постоянный или уменьшающийся по ходу движения потока объем, а площадь сечения щелей между корпусом фильтрующего элемента и обечайками патрона секции тонкой очистки задана из условия вывода механических примесей известной концентрации и крупности из фильтруемого потока.
3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен сборно-разборным, расположен на платформе, задвигаемой в корпус через концевой затвор.
4. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что секция грубой очистки выполнена переходящей в раструб для соединения с подводящим трубопроводом, имеет отверстия, пазы или щели с размерами, выбранными из условия удержания загрязнений заданной крупности и жестко прикреплена к выдвижной платформе и имеет фиксирующие элементы предотвращения вращения секции тонкой очистки.
