CS228735B1 - Filtrační prvek - Google Patents

Abstract

Filtrační prvek je určen pro filtraci nebo aglomeraci v plynném nebo kapalném prostředí. Filtrační prvek je tvořen radiálně protékanou filtrační vrstvou, přičemž na jedné mezikruhové čelní ploše filtrační vrstvy je upevněn těsnicí kroužek, jehož dosedací plocha je obrácena směrem od filtračního prvku, a na protější mezikruhové čelní ploše filtrační vrstvy je upevněná membrána, která uzavírá dutinu filtračního prvku. U tohoito filtračního prvku je dosaženo dokonale těsného spoje s centrální trubkou nebo trubkami.

Description

Vynález se týká filtračního prvku, který je tvořen radiálně protékanou filtrační vrstvou, a je určený pro filtraci nebo aglomeraci v plynném nebo kapalném prostředí.

Z dosavadního stavu techniky jsou známy filtrační prvky, u kterých má filtrační vrstva tvar dutého válce, protékaného tekutinou radiálně. V některých případech je nutno tyto prvky utěsnit současně ke dvěma plochám, například ke dvěma rovinným rovnoběžným přepážkám. Podle dosavadního způsobu se upevnění a utěsnění filtračních prvků v těchto případech provádí tak, že obě čelní plochy filtračního prvku jsou opatřeny axiálním těsněním a¹ jsou nasazeny na jádrové nebo centrální trubce, která prochází osou filtračního prvku a každá centrální nebo jádrová trubka je na jednom konci upevněna k jedné přepážce a na druhém konci prochází otvorem v druhé přepážce a její přečnívající konec je opatřen závitem. Pomocí tohoto závitu a jemu odpovídající matky jsou obě rovnoběžné přepážky dotahovány navzájem k sobě, a tím jsou těsnicí plochy jednotlivých filtračních prvků přitlačovány k odpovídajícím těsnicím plochám na obou přepážkách. Nevýhoda tohoto způsobu upevnění a utěsnění filtračních prvků spočívá v tom, že i při volbě velké tloušťky těsnění je rozsah přípustných výrobních tolerancí a tepelných dilatací poměrně malý, a naproti tomu so přítlačná síla na jednotlivé těsnicí kroužky mění ve velkém rozsahu, což vede často k jejich deformaci. Proto není u známého způsobu zaručeno dokonalé utěsnění filtračních prvků, a tím se zmenšuje odlučivost těchto prvků.

Tyto nevýhody odstraňuje filtrační prvek tvořený radiálně protékanou filtrační vrstvou, určený pro filtraci nebo aglomeraci v plynném nebo kapalném prostředí, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na jedné mezikruhové čelní ploše filtrační vrstvy je upevněn těsnicí kroužek, jehož dosedací plocha je obrácena směrem od filtračního prvku nebo k filtračnímu prvku a na protější mezikruhové čelní ploše filtrační vrstvy je upevněna membrána, která uzavírá dutinu filtračního prvku. Membrána může být ve svém středu výhodně opatřena otvorem pro provlečení přítlačného prvku. Výhodné je rovněž, jestliže těsnicí kroužek přesahuje svým vnějším obvodem vnější průměr filtrační vrstvy.

Výhtoda filtračního prvku podle vynálezu spočívá zejména v tom, že je u něho dosaženo dokonale těsného spoje, a to zejména v těch případech, kdy filtračním prvkem prochází centrální trubka, nebo kdy soustava filtračních prvků je opatřena jednou nebo více centrálními trubkami, které v tom případě budou procházet mimo osu filtračních prvků.

U filtračního prvku podle vynálezu je na jedné čelní ploše filtračního prvku umístěn čelní plošný těsnicí kroužek a na druhé čední ploše filtračního prvku je upevněna těsnicí membrána a filtrační prvek je v tělese filtru uložen tak, že čelní těsnicí kroužek dosedá na pevný kroužek přepážky nebo přímo tělesa filtru z té strany, ze které přichází filtrovaná tekutina a na střed membrány působí tah nebo tlak přítlačného prvku, například centrální trubky nebo upínací tyče tak, že způsobuje pružný pohyb membrány v tom směru, ve kterém má působit přítlačná síla na těsnicí kroužek. Filtrovaná tekutina přitom protéká filtrační vrstvou radiálně buď od středu k obvodu, nebo naopak ,ale vždy takovým směrem, aby tlaková diference, která vzniká ztrátou ve filtrační vrstvě zvětšovala přítlačnou sílu filtračního prvku na těsnicí kroužek.

Filtrační prvek podle vynálezu je blíže ilustrován na přiložených výkresech, na kterých je na obr. 1 zobrazen příklad provedení filtračního prvku a jeho uložení, na obr. 2 je jiný příklad filtračního prvku podle vynálezu s prouděním plynu nebo tekutiny obecně od středu k obvodu filtračního prvku, na obr. 3 a 4 je naznačeno provedení filtru s filtračním prvkem podle vynálezu a na obr. 5 je zobrazeno provedení filtru s několika filtračními prvky podle vynálezu.

Na obr. 1 je filtrační prvek tvořen válcovou filtrační vrstvou 1, jejíž horní čelo je zaslepeno membránou 2. Membrána je svým obvodovým mezikružím upevněna k čelnímu mezikruží filtrační vrstvy. Na čelním mozikruží protějšího čela filtrační vrstvy 1 je upevněn těsnicí kroužek 3. V klidové poloze je membrána ve svém středu stlačena libovolným přítlačným prvkem, takže vzniká průhyb Δχ a pružností membrány je vyvozena klidová primární přítlačná síla F, jejíž velikost je možno ovlivnit velikostí průhybu Δχ a vlastnostmi membrány. Po uvedení do provozu prochází filtrační vrstvou 1 filtrovaná tekutina, která přichází ve směru S a v daném případě protéká filtrační vrstvou směrem ke středu. Při průchodu tekutiny náplní filtrační vrstvy vzniká tlaková ztráta Δ P, takže tlak před filtrační vrstvou ve směru proudění tekutiny je o hodnotu Δ P větší než tlak za filtrační vrstvou. Tato tlaková diference působí na membránu ve stejném směru jako klidová síla F, a tím zvětšuje přítlačnou sílu těsnicího kroužku 3 k pevnému kroužku 4, který je vytvořen na stěně 5.

Podle obr. 1 je membrána 2 vychylována libovolným přítlačným prvkem silou F směrem ven. Těsnicí kroužek 3 má větší průměr na svém obvodu, než je vnější průměr filtrační vrstvy 1 a jeho těsnicí plocha je tvořena mezikružím mezi vnějším obvodem filtrační vrstvy 1 a vnějším obvodem těstnicího kroužku. Filtrovaná tekutina přichází nejprve do vnitřního prostoru filtračního prvku a odtud prochází filtrační vrstvou 1 radiálně směrem od středu k obvodu. Rovněž v tomto případě zvětšuje tlaková diference Δ P přítlačnou sílu těsnicího kroužku 3 k pevnému kroužku 4, vytvořenému v přepážce inebo stěně nádoby 5. Těsnicí kroužek 3 může být v tomto případě s výhodou podložen :na své vnější straně tuhým kroužkem 6, spojeným pevně s filtrační vrstvou I.

V provedení filtru s filtračním prvkem podle vynálezu ina obr. 3 je na stěně tělesa filtru 12 proveden, pevný kroužek 4. Těleso filtru je v horní části uzavřeno snímatelným víkem 15, které je spojeno s tělesem filtru přírubami 16 a 17. Pomocí objímky 11, která je spojená s hrdlem 14 a s víkem 15, je k víku 15 upevněn pomocí závitu přítlačný prvek 8, který současně zastává funkci centrální trubky. Membrána 2 je ve svém středu opatřena otvorem, kterým je nasunuta na přítlačný prvek 8 tak, že dosedne na nákružek 7 přítlačného prvku 8 a membrána je k nákružku 7 přitlačena podložkou 9 a maticí 10, takže zajišťuje pevné spojení filtračního prvku s přítlačným prvkem 8. Při dotažení víka 15 k tělesu filtru 12 dosedne nejprve filtrační prvek svým těsnicím kroužkem 3 ina pevný krouž&k 4, a po dalším dotažení víka vznikne průhyb membrány 2, který vyvodí klidovou primární přítlačnou sílu F. Filtrovaná tekutina přichází do filtru hrdlem 13 a prochází filtrační vrstvou 1 radiálně ve směru od obvodu ke středu. Přitom vzniká tlaková ztráta, která způsobuje tlakovou diferenci Δ P, která zvětšuje přítlačnou sílu na těsnicí kroužek 3.

Přítlačným prvkem 8 odchází vyčištěná tekutina do hrdla 14, kterým vystupuje z filtru. Pevné nečistoty se zachycují ve filt-j rační náplni 1. V případě separace kapalin] z plynů sie odloučená kapalina shromažďu-| je ve spodní části tělesa filtru 12. i

Podle příkladu provedení na obr. 4 je pev-| ný kroužek 4 v tdmito případě vytvořen v tél části tělesa 12, která je blíže výstupnímu| hrdlu 14. Výstupní hrdlo 14 je prodlouženo přítlačným prvkem 8 ve tvaru centrální trubky a tento přítlačný prvek prochází v ose, filtračního prvku až k jeho opačnému konci, kde je k přítlačnému prvku 8 upevněna membrána 2. Pomocí kroužku 18, spojeného s filtrační vrstvou 1, je membrána 2 upevněna na sivém vnějším obvodu k filtračnímu prvku. Na horním konci je k filtračnímu prvku upevněn těsnicí kroužek 3, jehož dosedací plocha přesahuje vnější průměr filtrační vrstvy 1 a je obrácena směrem dolů. Primární klidová přítlačná síla na těsnicí kroužek 3 vzniká opět dotažením víka 15 k tělesu filtru 12 tak, že přítlačný prvek 8 způsobí pružnou výchylku membrány 2 směrem ven z filtračního prvku. Filtrovaná tekutina vstupuje do tělesa filtru hrdlem 13 a přichází nejprve do vnitřního prostoru filtračního prvku, dále prochází filtrační vrstvou 1 radiálně směrem od středu k obvodu. Tlaková diference, která přitom vzniká, způsobuje vzrůst přítlačné síly o sekundární přítlačnou sílu, danou součinem tlakové diference před a za filtrační vrstvou 1 a axiálního průměru plochy působení této tlakové diference.

Na obr. 5 je zobrazeno uspořádání několika filtračních prvků ve filtru. Každý filtrační prvek je :na jedné straně uzavřen membránou 2 a na druhé straně je oaptřen těsnicím kroužkem 3. Každý filtrační prvek je uložen svým dolním čelem v otvoru přepážky 22 tak, že dosedá těsnicím kroužkem 3 na pevný kroužek 4 provedený v otvoru přepážky 22. Horní přepážka 19 je opatřena přítlačnými prvky 8, z nichž každý je umístěn v ose některého filtračního prvku. Horní přepážka 19 je dále opatřena společnou centrální trubkou 20, která spo• juje prostor pod dolní přepážkou 22 s pro(storem nad horní přepážkou 19 a je k dolní

Ipřepážce 22 utěsněna membránou 21, která dosedá na pevný kroužek v otvoru přepážky 22. Filtrovaná tekutina vstupuje do prostoru, ohraničeného uvnitř tělesa filtru 12 přepážkami 19 a 22, rozděluje se do jednotlivých filtračních prvků a prochází jejich filtračními vrstvami 1 radiálně směrem od vnějšího obvodu k ose. Vlivem vznikající tlakové diference se opět zvětšuje přítlačná síla na těsnicí kroužky 3.

Claims (3)

1. Filtrační prvek tvořený radiálně protékanou filtrační vrstvou, určený pro filtraci nebo aglomeraci v plynném nebo kapalném prostředí, vyznačující se tím, že na jedné mozikruhové čelní ploše filtrační vrstvy (1) je upevněn těsnicí kroužek [3], jehož dosedací plocha je obrácena směrem od filtračního prvku nebo k filtračnímu prvku a na protější mezikruhové čelní ploše filtrační vrstvy (1) je upevněna membrána (2], která uzavírá dutinu filtračního prvku.

vynalezu

2. Filtrační prvek podle bodu 1, vyznačující se tím, že- membrána (2] je ve svém středu opatřena otvorem pro provlečení přítlačného prvku (8).

3. Filtrační prvek podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, iže těsnicí kroužek (3) přesahuje svým vnějším obvodem vnější průměr filtrační vrstvy (1).