Фильтр


 


Владельцы патента RU 2446856:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") (RU)

Изобретение предназначено для фильтрования и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей, автомобильной и других отраслях промышленности для очистки углеводородных жидкостей от механических примесей и воды. Фильтр содержит корпус с выпускным патрубком, внутри которого свободно размещен цилиндрический перфорированный стакан с коническим днищем. Внутри цилиндрического перфорированного стакана осесимметрично установлен пустотелый перфорированный шток. Крышка цилиндрического перфорированного стакана выполнена в виде усеченного конуса с цилиндрическим полым и закрытым сверху выступом и надета на пустотелый перфорированный шток с возможностью осевого перемещения. Патрубок на конце штока неподвижно встроен в корпус и днище стакана и служит для подачи фильтруемой жидкости. Между стенками стакана и перфорированным штоком помещен фильтрующий элемент, который выполнен в виде набивки из упругого пористого деформируемого фильтрующего материала. Фильтрующий элемент приклеен к днищу и крышке стакана и до начала фильтрации сжат посредством цилиндрической витой пружины, которая плотно надета на цилиндрический выступ крышки и упирается в корпус. Технический результат: увеличение грязеемкости фильтра и повышение ресурса его работы. 2 з.п. ф-лы, 1ил.

 

Изобретение относится к области фильтрования, а именно к жидкостным фильтрам, предназначенным в основном для очистки углеводородных жидкостей от механических примесей и воды, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, автомобильной и других отраслях промышленности.

Для улучшения эксплуатационных качеств фильтра и продления срока его работы широко применяются методы принудительной регенерации, которые после процесса фильтрации позволяют восстановить или улучшить грязеемкость фильтра.

Известен фильтр, который предназначен для реализации способа очистки фильтрующего элемента по авторскому свидетельству СССР №1274727, МПК B01D 29/38, опубл. 1986, и служит для очистки частиц дисперсной фазы. Фильтр по указанному свидетельству состоит из нескольких слоев металлической фильтровальной сетки, имеющей ромбовидную форму ячеек на стадии фильтрования за счет внешней сжимающей силы и квадратную форму ячеек на стадии регенерации за счет внешней растягивающей силы. За счет перемещения проволок сетки обеспечивается отделение частиц загрязнителя и их вынос жидкостью обратной промывки из фильтра. Однако такая конструкция фильтра имеет сложность, связанную с необходимостью обеспечения периодической деформации ячеек, и как следствие, приводит к повышению стоимости производства и эксплуатации, а также имеет невысокую степень очистки.

Известен фильтр для очистки жидкости или газа по патенту RU 2254901, МПК B01D 29/62, B01D 29/48, B01D 46/00, опубл. 27.06.2005. Фильтр содержит каркас в виде пружины и пустотелый перфорированный шток, размещенный коаксиально внутри каркаса. К нижней части штока прикреплена неподвижная крышка, а к верхнему торцу пружины прикреплена верхняя крышка, которая установлена на штоке с возможностью осевого перемещения. Фильтрующей поверхностью служит фильтровальное полотно, надетое на витки пружины по всей ее длине. Для обеспечения регенерации пружина выполнена в виде трубки, равномерно перфорированной по всей длине, и снабжена патрубком для подачи промывочной воды или продувочного газа. Такая конструкция уменьшает время регенерации, повышая производительность фильтра. Однако такая конструкция фильтра сложна в изготовлении и применении и поэтому экономически не выгодна.

Известен патронный фильтр по авторскому свидетельству СССР №1722531, МПК B01D 27/00, опубл. 1992, предназначенный для очистки частиц дисперсной фазы. Этот известный фильтр, наиболее близкий по технической сущности к заявляемому, и принят за прототип. Патронный фильтр содержит каркас в виде пружины, закрепленный торцовыми крышками, устройство для регенерации, выполненное в виде пустотелого перфорированного штока, установленного осесимметрично, и на котором неподвижно закреплена нижняя крышка (днище фильтра), а верхняя установлена с возможностью осевого перемещения. В нижней части штока имеется патрубок для отвода фильтрата и подачи промывочной жидкости или газа. На боковой поверхности каркаса размещен фильтровальный материал из трубчатого эластичного полотна. Сжатие и растяжение пружины с фильтрующим материалом производится принудительно с помощью гайки, навинченной на шток. При работе фильтра материал позволяет при наименьшем расстоянии между верхней и нижней крышками и наибольшем сжатии микропор в фильтровальном материале улавливать частицы, размеры которых меньше размера ячеек фильтровального материала в свободном состоянии. Однако такая конструкция фильтра не позволяет эффективно очистить углеводородные жидкости от механических примесей, поскольку не обеспечивает постепенное уменьшение размера пор по ходу потока фильтруемой жидкости, а исходная пористость фильтровального материала уменьшается по мере накопления загрязнений в фильтре, отчего качество очистки снижается, требуется промывка фильтра. Отсюда повышение производительности такого фильтра происходит за счет регенерации.

Задача изобретения - повысить производительность фильтра путем увеличения продолжительности времени работы фильтрующего элемента без его принудительной регенерации, тем самым повысить экономичность и ресурс работы фильтра до замены фильтрующего материала при одновременном сохранении качества очистки.

Технический результат, позволяющий решить поставленную задачу, заключается в увеличении грязеемкости фильтра непосредственно во время процесса фильтрации путем автоматического регулирования перового пространства в фильтрующем материале по ходу фильтрации жидкости и в увеличении объема порового пространства по мере накопления загрязнений в фильтрующем материале.

Технический результат, направленный на решение поставленной задачи, достигается следующим образом.

Заявляемый фильтр, как и прототип, содержит каркас с днищем и крышкой, фильтрующий элемент из пористого упругого деформируемого материала, закрепленный между днищем и крышкой, пустотелый перфорированный шток, установленный осесимметрично внутри каркаса и заканчивающийся патрубком, неподвижно закрепленным в днище каркаса, причем крышка каркаса установлена на штоке с возможностью осевого перемещения.

В отличие от прототипа фильтр согласно изобретению дополнительно содержит корпус с выпускным патрубком, а патрубок на конце штока неподвижно встроен в корпус и является патрубком для подачи фильтруемой жидкости. Каркас свободно размещен внутри корпуса и выполнен в виде цилиндрического перфорированного стакана с коническим днищем, а крышка каркаса выполнена в виде усеченного конуса с цилиндрическим полым и закрытым сверху выступом, надетым на пустотелый перфорированный шток с возможностью осевого перемещения. Кроме этого фильтр снабжен цилиндрической витой пружиной, которая плотно надета на цилиндрический выступ крышки и упирается в корпус, а фильтрующий элемент выполнен путем набивки фильтрующим материалом пространства между стенками каркаса и перфорированным штоком и приклеен к днищу и крышке каркаса. В частных случаях выполнения отличием является также то, что посредством пружины, надетой на выступ крышки, фильтрующий элемент до начала фильтрации выполнен сжатым, фильтрующий элемент выполнен из пенополиуретана ППУ-ЭО-130.

В заявляемом в качестве изобретения фильтре, включающем фильтрующую набивку, обжатую днищем и крышкой с помощью пружины, надетой на выступ крышки, осуществляется целенаправленное формование, обеспечивающее постепенное уменьшение размера пор по ходу потока фильтруемой жидкости. Исходная пористость фильтрующей набивки увеличивается по мере накопления загрязнений в фильтре за счет возникновения новых пор в пространстве между частями фильтрующего материала в набивке из-за перепада давления внутри и снаружи фильтрующей набивки и деформации фильтрующего материала, тем самым увеличивая грязеемкость фильтра. Поэтому качество очистки не снижается и ресурс фильтра до замены фильтрующей набивки повышается.

Наличие конических днища и крышки обеспечивает целенаправленно формование фильтрующей набивки и уменьшает размер пор по ходу потока фильтрации. При этом подвижная коническая крышка по мере забивки пор фильтроматериала под действием внутреннего давления жидкости, сжимая пружину, может перемещаться вверх, постепенно увеличивая объем приклеенного к ее поверхности фильтроматериала, т.е. объем порового пространства, при этом качество очистки не меняется, т.к. осадок загрязнений, находящийся в порах, увеличивает объем пор и сам начинает выполнять функции фильтра, обеспечивая дополнительную пористость. Поэтому грязеемкость, а следовательно, и ресурс фильтра повышаются.

Совокупность существенных признаков, которая характеризует заявляемое изобретение, в известных источниках информации не обнаружена. Это подтверждает новизну изобретения.

В известных технических решениях, например в приведенных выше фильтрах по авторским свидетельствам СССР №1274727, 1722531, по патенту RU №2254901, для повышения ресурса работы фильтра после завершения фильтрации производится принудительное растягивание фильтрующего материала для промывки пор от загрязнителей. В заявляемом фильтре, как и в фильтре по патенту RU №2254901 и в фильтре по прототипу, фильтрующий элемент в исходном состоянии, тоже сжат с помощью пружины. Но для растяжения фильтрующего элемента (для промывки) в известных фильтрах пружину принудительно после фильтрации распрямляют. В заявляемом фильтре растяжение фильтрующего материала происходит автоматически сжатием пружины во время фильтрации. При этом увеличивается объем порового пространства и повышается грязеемкость.

В уровне техники не выявлены фильтры, в которых увеличение их грязеемкости и, как следствие, повышение его ресурса до замены фильтрующей набивки решалось бы автоматически с помощью увеличения объема пор при перемещении подвижной конической крышки, которая сжимает пружину, при неизменном качестве очистки, когда осадок загрязнений начинает выполнять функции фильтра. Несмотря на простоту технического решения, изобретение явным образом не следует из уровня техники, а значит, соответствует критерию «изобретательский уровень».

Далее изобретение поясняется чертежом, на котором изображен заявляемый фильтр.

Фильтр состоит из корпуса 1 с впускным патрубком 2 на конце перфорированного штока 3. Внутри корпуса 1 установлен цилиндрический перфорированный стакан 5 с коническим днищем 6. Фильтр содержит фильтрующий элемент 4 в виде набивки из упругого деформируемого пористого материала, заключенного между днищем 6 неподвижного стакана 5 и подвижной конической крышкой 7 и приклеенного к ним. Крышка 7 выполнена с полым цилиндрическим выступом, на который плотно надета пружина 8, упирающаяся в посадочное место в корпусе 1. Для отвода фильтрата служит выпускной патрубок 9.

Пример работы фильтра.

В нормальном состоянии до фильтрации фильтрующий материал 4 обжат крышкой 7 и днищем 6 с помощью пружины 8. Сила нажатия пружины выбирается из условия равенства силы, необходимой для удержания чистой упругой фильтрующей набивки в сжатом состоянии. Фильтруемая жидкость поступает во впускной патрубок 2 и через перфорацию штока 3 в фильтрующую набивку 4 (поток изнутри наружу). При этом конические днище 6 и крышка 7 обеспечивают целенаправленно формование фильтрующей набивки 4, обеспечивая уменьшение размера пор по ходу потока фильтрации. Далее через перфорацию на боковой поверхности стакана 5 фильтруемая жидкость поступает в корпус 1 фильтра и через выпускной патрубок 9 выходит наружу. В качестве фильтрующей набивки используется деформируемый упругий пористый материал, например, пенополиуретан ППУ-ЭО-130. По мере забивки пор фильтроматериала возникает перепад давления внутри и снаружи фильтрующей набивки. При этом подвижная коническая крышка 7 под действием внутреннего давления жидкости, сжимая пружину 8, может перемещаться вверх, постепенно увеличивая объем приклеенного к ее поверхности фильтроматериала, т.е. объем перового пространства, при этом качество очистки не меняется, т.к. осадок загрязнений, находящийся в порах, сам начинает выполнять функции фильтра. Таким образом грязеемкость, а следовательно, и ресурс фильтра повышаются.

Подбором геометрических параметров верхней подвижной конической крышки 7 и характеристики пружины 8 можно установить требуемые и допустимые режимы работы фильтра до замены фильтрующей набивки 4. Причем в процессе эксплуатации фильтра вся его оснастка может служить сколько угодно долго. Замене подлежит только фильтрующая набивка 4, что снизит расходы на производство и эксплуатацию фильтра.

1. Фильтр, содержащий каркас с днищем и крышкой, фильтрующий элемент из пористого деформируемого фильтрующего материала, закрепленный между днищем и крышкой, пустотелый перфорированный шток, установленный осесимметрично внутри каркаса и заканчивающийся патрубком, неподвижно закрепленным в днище каркаса, причем крышка каркаса установлена на штоке с возможностью осевого перемещения, отличающийся тем, что он дополнительно содержит корпус с выпускным патрубком, а патрубок на конце штока неподвижно встроен в корпус и является патрубком для подачи фильтруемой жидкости, при этом каркас свободно размещен внутри корпуса и выполнен в виде цилиндрического перфорированного стакана с коническим днищем, а крышка каркаса выполнена в виде усеченного конуса с цилиндрическим полым и закрытым сверху выступом, надетым на пустотелый перфорированный шток с возможностью осевого перемещения, кроме этого, фильтр снабжен цилиндрической витой пружиной, которая плотно надета на цилиндрический выступ крышки и упирается в корпус, а фильтрующий элемент выполнен путем набивки упругим фильтрующим материалом пространства между стенками каркаса и перфорированным штоком и приклеен к днищу и крышке каркаса.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что посредством пружины фильтрующий элемент до начала фильтрации выполнен сжатым.

3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен из пенополиуретана ППУ-ЭО-130.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фильтрованию, а именно к технике очистки жидкостей, и предназначено для очистки жидкости с включениями волокнистых структур, например животноводческих стоков комплексов крупного рогатого скота и свинокомплексов, используемых для полива сельскохозяйственных угодий.

Изобретение относится к фильтрам, предназначенным для очистки топлив. .

Изобретение относится к области фильтрования, в частности к ленточным фильтр-прессам, и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности для разделения твердожидкостных суспензий, преимущественно для механического обезвоживания осадков городских, бытовых, природных и промышленных сточных вод.

Изобретение относится к устройству для фильтрации воды. .

Изобретение относится к фильтрам для очистки жидкостей, преимущественно питьевой воды, и касается фильтра для очистки воды в транспортных средствах. .

Изобретение относится к устройству для осушения и уплотнения твердой фазы сточных вод, подлежащих удалению. .

Изобретение относится к области производственного и бытового водоснабжения, пищевой и химической промышленности. .

Фильтр // 2426577
Изобретение относится к очистке жидкостей и газов фильтрованием и может быть использовано в химической, пищевой, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области производственного и бытового водоснабжения, пищевой и химической промышленности. .

Изобретение относится к строительству, а конкретно к промывному фильтру, предназначенному для очистки транспортируемой среды от механических включений и фильтрующему элементу для него

Изобретение предназначено для отделения дисперсных частиц от воды, газов или паров. Инерционный сгуститель илистых материалов содержит корпус, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции. Корпус выполнен винтовым многозаходным пустотелым из полос прямоугольной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической оправке с образованием по периметру винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок вогнутой или выпуклой формы относительно оси симметрии корпуса с центрами кривизны, расположенными снаружи или внутри поперечного сечения корпуса. По всей длине корпуса смонтирована пружина, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Технический результат: повышение эффективности отделения дисперсных частиц и расширение технологических возможностей. 8 ил.

Изобретение может быть использовано в горной, химической и других отраслях промышленности для разделения твердожидкостных суспензий, преимущественно для механического обезвоживания шлама непосредственно на месте горной выработки, а также обезвоживания осадков городских, бытовых, природных и промышленных сточных вод. Устройство для разделения суспензий содержит рукав из фильтровального материала, соединенный своим верхним краем с патрубком для загрузки суспензии, который связан со средством для подвешивания. Средство для подвешивания выполнено в виде рамы, с верхней частью которой связан указанный патрубок посредством поворотного механизма, а нижний край рукава соединен с люком, закрепленным на нижней части рамы. Технический результат: ускорение процесса разделения суспензий, повышение его эффективности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к водоприемным устройствам и может быть использовано в установках для производства питьевой воды, производственных предприятиях, ирригационных системах и установках для производства электроэнергии. Водоприемное устройство содержит основание или платформу, корпус и сороудерживающие сита на его концах. Формируют платформу и прикрепляют корпус к верхней ее поверхности. Размещают платформу с корпусом и ситами на дне водного источника. Соединяют выпускное отверстие корпуса с трубопроводом. Водоприемник формирует на платформе половину цилиндра. Анкеры могут прикреплять края водоприемника к верхней поверхности платформы. Основание может иметь барьер, расположенный на одном его конце. Каждое из сит уставлено на платформу смежно с корпусом и формирует половину цилиндра. Каждое сито образует внутреннюю полость, сообщающуюся с внутренним полым пространством корпуса. Каждое первое и второе сита содержат боковую стенку, закрытый дистальный конец и открытый проксимальный конец, прикрепленный к корпусу. Закрытые дистальные концы имеют торцевые стенки. Водоприемник может иметь промежуточные стенки, которые расположены между внутренним пространством корпуса и внутренними пространствами сит. В каждой из переходных стенок расположен, по меньшей мере, один модификатор потока. Модификаторы потока совместно с платформой формируют половину цилиндра. Водоприемник может иметь коллектор, расположенный в ситах. Конструкция сит может включать ребра, расположенные вдоль длины сита, а также иметь проволоку, расположенную поперек ребер. Повышается эффективность защиты сит от наносов и равномерность распределения потока по площади поверхностей сит. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение предназначено для фильтрации текучих сред, в частности газа. Фильтр содержит трубчатый картридж 4, который проходит вдоль первой оси А1, выполнен с возможностью фильтрования текучей среды и содержит первый и второй кольцевые торцы 5, 6; корпус 7, соединяемый с трубопроводом нефтехимической установки, вмещает упомянутый трубчатый картридж и содержит первую и вторую торцевые опоры; и осевое компенсационное кольцо 10, расположенное между трубчатым картриджем и первой или второй торцевой опорой. Трубчатый картридж содержит свободно опирающуюся металлическую трубу, которая имеет стенку с множеством отверстий, расположенных неравномерно, образуя вдоль стенки металлической трубы, по меньшей мере, одну продольную полосу, параллельную первой оси и не содержащую отверстий, и, по меньшей мере, одну кольцевую полосу без отверстий, чтобы упрочнить металлическую трубу. Технический результат: способность выдерживать сильные нагрузки, легкость изготовления и установки. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 15 ил.

Фильтр // 2535050
Изобретение предназначено для очистки жидкостей от механических примесей и может найти применение в разных отраслях промышленности, преимущественно в химической, нефтеперерабатывающей и автомобильной промышленности для очистки углеводородных жидкостей. Фильтр содержит закрытые с торцов жесткий цилиндрический каркас и обжатый фильтрующий элемент из эластичного пористого материала, степень обжатия которого увеличивается в направлении движения потока очищаемой жидкости. Каркас выполнен непроницаемым в виде корпуса с днищем, крышкой, входным и выходным патрубками. Фильтр дополнительно содержит регулировочную втулку с наружной резьбой и перфорированную пластину, установленную в нижней части корпуса и выполненную с центральным резьбовым отверстием, в которое вкручена упомянутая регулировочная втулка. В центре регулировочной втулки выполнено конусное отверстие, обращенное большим основанием к крышке корпуса. Фильтрующий элемент снабжен обжимающим его каркасом, выполненным из деформируемого листового металла, свернутого в форме усеченного конуса, и верхней перфорированной крышкой. Нижний конец каркаса с фильтрующим элементом плотно установлен внутри конусного отверстия регулировочной втулки. Технический результат: качественная очистка жидкости. 1 ил.
Наверх