CS228735B1

CS228735B1 - Filtering element

Info

Publication number: CS228735B1
Application number: CS960379A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Sebor; Vladimir Javurek
Original assignee: Vaclav Sebor; Vladimir Javurek
Priority date: 1979-12-29
Filing date: 1979-12-29
Publication date: 1984-04-16

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.The filter element is intended for filtration or agglomeration in a gaseous or liquid environment. The filter element is formed by a radially flowing filter layer, with a sealing ring mounted on one inter-circular front surface of the filter layer, the contact surface of which faces away from the filter element, and a membrane mounted on the opposite inter-circular front surface of the filter layer, which closes the cavity of the filter element. In this filter element, a perfectly tight connection with the central tube or tubes is achieved.

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.The invention relates to a filter element which is formed by a radially flowing filter layer and is intended for filtration or agglomeration in a gaseous or liquid medium.

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.Filter elements are known in the prior art in which the filter layer has the shape of a hollow cylinder flowing through the fluid radially. In some cases, these elements need to be sealed simultaneously to two faces, for example two planar parallel baffles. According to the prior art, the fastening and sealing of the filter elements in such cases is carried out in such a way that the two faces of the filter element are provided with an axial seal and ¹ are mounted on a core or central tube that passes through the axis of the filter element. fastened to one partition and at the other end passing through an opening in the other partition and its overhanging end being threaded. By means of this thread and its corresponding nut, the two parallel baffles are tightened to each other and thus the sealing surfaces of the individual filter elements are pressed against the corresponding sealing surfaces on both baffles. The disadvantage of this method of fastening and sealing the filter elements is that even when selecting a large seal thickness, the range of permissible manufacturing tolerances and thermal dilatations is relatively small, while the contact force on the individual sealing rings varies to a large extent, which often leads to their deformation. Therefore, in the known method, perfect sealing of the filter elements is not guaranteed, and thus the separation of these elements is reduced.

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.These disadvantages are overcome by a filter element consisting of a radially flowing filter layer intended for filtration or agglomeration in a gaseous or liquid medium, according to the invention, characterized in that a sealing ring is mounted on one of the annular faces of the filter layer. from the filter element or to the filter element and to the opposite annular front face of the filter layer, a membrane is fastened which closes the cavity of the filter element. The diaphragm may advantageously be provided with an aperture for passing the pressing element in its center. It is also advantageous if the outer diameter of the sealing ring exceeds the outer diameter of the filter layer.

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.The advantage of the filter element according to the invention is that it has a perfectly tight connection, especially in those cases where the central element passes through the filter element or when the filter element assembly is provided with one or more central pipes, which in this case will go off the axis of the filter elements.

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.In the filter element according to the invention, a face gasket is provided on one face of the filter element and a sealing membrane is fastened on the other face of the filter element and the filter element is mounted in the filter housing such that the face gasket bears on the solid ring of the partition or directly The pressure of the pressure element, such as the central tube or clamping rod, is applied to the center of the diaphragm so as to cause the diaphragm to move in the direction in which the pressing force is to be applied to the sealing ring. The fluid to be filtered flows radially from the center to the periphery or vice versa, but always in such a way that the pressure difference resulting from the loss in the filter layer increases the pressure force of the filter element on the sealing ring.

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.The filter element according to the invention is illustrated in more detail in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows an embodiment of a filter element and its mounting, Fig. 2 is another example of a filter element according to the invention with gas or fluid flow generally from center to periphery of the filter element. 3 and 4 show an embodiment of a filter with a filter element according to the invention, and FIG. 5 shows an embodiment of a filter with several filter elements according to the invention.

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.In Fig. 1, the filter element is formed by a cylindrical filter layer 1, the upper face of which is blinded by the membrane 2. The diaphragm is fixed by its peripheral ring to the front ring of the filter layer. A sealing ring 3 is fastened to the front face of the opposite face of the filter layer 1. In the rest position, the diaphragm is compressed in its center by any thrust element, resulting in a deflection Δχ and a resilient primary thrust F, which can be affected by deflection velikostíχ. and membrane properties. After commissioning, the filtered layer 1 passes through the filtered fluid which comes in the S direction and, in the present case, flows through the filter layer towards the center. As the fluid passes through the filter bed, a pressure drop Δ P occurs, so that the pressure upstream of the filter layer in the direction of fluid flow is hodnotu P greater than the pressure downstream of the filter layer. This pressure differential acts on the diaphragm in the same direction as the rest force F, thereby increasing the pressing force of the sealing ring 3 to the fixed ring 4 formed on the wall 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.Referring to FIG. 1, the diaphragm 2 is deflected outwardly by any pressing element F. The sealing ring 3 has a larger diameter at its periphery than the outer diameter of the filter layer 1 and its sealing surface is formed by a ring between the outer periphery of the filter layer 1 and the outer periphery of the sealing ring. The filtered fluid first enters the interior of the filter element and from there passes through the filter layer 1 radially from the center to the periphery. Also in this case, the pressure difference ΔP increases the pressing force of the sealing ring 3 to the fixed ring 4 formed in the partition or wall of the container 5. The sealing ring 3 can in this case advantageously be supported: on its outer side by a rigid ring 6 filter layer 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.In the embodiment of the filter with the filter element according to the invention, in FIG. 3, a fixed ring 4 is provided on the wall of the filter housing 12. The filter housing is closed at the top by a removable lid 15 which is connected to the filter housing by flanges 16 and 17. which is connected to the neck 14 and to the lid 15, a pressure element 8 is fastened to the lid 15 by means of a thread, which at the same time functions as a central tube. The diaphragm 2 is provided in its center with an opening through which it is pushed onto the thrust element 8 so that it rests against the collar 7 of the thrust element 8 and the diaphragm is pressed against the collar 7 by a washer 9 and nut 10 so as to secure the filter element to the thrust element 8. When the lid 15 is tightened to the filter body 12, the filter element first engages the fixed ring 4 with its sealing ring 3, and after a further tightening of the lid, the diaphragm 2 deflects and exerts a resting primary pressing force F. 1 radially in the circumferential to center direction. This results in a pressure drop which causes a differential pressure of ΔP, which increases the pressure on the sealing ring 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. iBy the pressure element 8, the cleaned fluid flows into the neck 14, through which it exits the filter. Solid impurities are collected in the filter cartridge 1. In the case of liquid separation from the gases, the separated liquid is collected. is at the bottom of the filter housing 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.According to the embodiment of FIG In this case, the ring 4 is formed in that part of the body 12 which is closer to the outlet The outlet throat 14 is extended by a central tube-shaped thrust element 8 and this thrust element extends along the axis of the filter element to its opposite end where the diaphragm 2 is fastened to the thrust element 8. By means of a ring 18 connected to the filter layer 1 , the membrane 2 is fixed on the gray outer periphery to the filter element. At the upper end, a sealing ring 3 is fastened to the filter element, the bearing surface of which exceeds the outer diameter of the filter layer 1 and faces downwards. The primary rest pressure force on the sealing ring 3 is again generated by tightening the lid 15 to the filter body 12 so that the pressure element 8 causes a flexible deflection of the membrane 2 outwardly from the filter element. The filtered fluid enters the filter body through the throat 13 and first enters the interior of the filter element, then passes through the filter layer 1 radially from the center to the periphery. The pressure difference that results in this causes an increase in the contact force by the secondary contact force given by the product of the pressure difference before and after the filter layer 1 and the axial diameter of the area of application of this pressure difference.

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 dolníFIG. 5 shows the arrangement of several filter elements in a filter. Each filter element is closed on one side by a diaphragm 2 and on the other hand it is provided with a sealing ring 3. Each filter element is mounted with its lower face in the opening of the partition 22 so that the sealing ring 3 rests on a fixed ring 4 formed in the opening of the partition 22. The upper partition 19 is provided with thrust elements 8, each of which is located in the axis of a filter element. The upper baffle 19 is further provided with a common central tube 20 which connects the space below the lower baffle 22 with the space above the upper baffle 19 and is toward the lower baffle.

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.The filter fluid enters the space enclosed within the filter body 12 by the baffles 19 and 22, divides into the individual filter elements and passes through their filter layers 1 radially from the outer periphery to the axis. Due to the pressure differential, the pressure on the sealing rings 3 increases again.

Claims

A filter element consisting of a radially flowing filter layer, intended for filtration or agglomeration in a gaseous or liquid medium, characterized in that a sealing ring [3] is mounted on one of the microcircular faces of the filter layer (1), the bearing surface of which faces from the filter element or to the filter element and to the opposite annular front face of the filter layer (1) is mounted a membrane (2) that closes the cavity of the filter element.

vynalezu

Filter element according to claim 1, characterized in that the diaphragm (2) is provided in its center with an opening for passing the pressing element (8).

Filter element according to Claims 1 and 2, characterized in that the sealing ring (3) exceeds the outer diameter of the filter layer (1) by its outer circumference.