RU104862U1

RU104862U1 - Фильтр гравитационный сетчатый

Info

Publication number: RU104862U1
Application number: RU2010134851/05U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Валериевич Кияшко
Original assignee: Дмитрий Валериевич Кияшко
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2011-05-27

Abstract

1. Фильтр гравитационный сетчатый, содержащий корпус с патрубками входа и выхода жидкости, устройство направляющее, кассету фильтрующую с элементом фильтрующим, патрубок дренажный, отличающийся тем, что элемент фильтрующий установлен внутри корпуса в горизонтальной плоскости, патрубок входной и устройство направляющее размещены ниже элемента фильтрующего, патрубок выходной расположен выше элемента фильтрующего. ! 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что патрубок входной установлен по касательной к корпусу. ! 3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что имеет устройство направляющее, состоящее из пластины направляющей нижней, пластины направляющей верхней и отбойника. ! 4. Фильтр по п.3, отличающийся тем, что пластина направляющая нижняя установлена в корпусе фильтра горизонтально ниже входного патрубка. ! 5. Фильтр по п.3, отличающийся тем, что пластина направляющая верхняя установлена горизонтально выше входного патрубка. ! 6. Фильтр по п.3, отличающийся тем, что отбойник установлен с наклоном по направлению потока жидкости. ! 7. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности корпуса закреплено кольцо опорное для установки на него кассеты фильтрующей. ! 8. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что кассета фильтрующая установлена в горизонтальной плоскости и размещена в корпусе между патрубком входным и патрубком выходным таким образом, чтобы жидкость проходила через нее снизу вверх. ! 9. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что кассета фильтрующая выполнена съемной и не крепится к корпусу фильтра. ! 10. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что кассета фильтрующая выполнена из двух колец с закрепленным между ними набором мета�

Description

Полезная модель Фильтр гравитационный сетчатый относится к устройствам для фильтрации воды и может быть использована для очистки пластовых и сточных вод, закачиваемых в нефтеносные пласты с целью поддержания пластового давления в технологическом процессе добычи нефти, а также в других отраслях техники.

Наиболее близким по технической сущности и назначению являются следующие фильтры, применяемые как для очистки пластовых вод в системах поддержания пластового давления, так и в других отраслях техники.

Фильтр щелевой автоматический (см. http://www.strongfiltr.ru производитель ООО "Стронг-Фильтр"), содержащий корпус с размещенными в них цилиндрическими щелевыми решетками. Решетки щелевые выполняются из коррозионно-стойкого высокоточного профиля ‚-образной формы и поперечных опорных элементов различного профиля, соединенные сваркой в каждой точке их пересечения: (‚‚‚‚‚). Механические примеси, при прохождении загрязненной среды через щелевые решетки фильтрующих элементов, остаются во внутренней полости фильтрующих элементов. Для регенерации фильтрующих элементов предусмотрено поворотное устройство, включающее электродвигатель, редуктор, вал-коллектор, промывочные патрубки, коромысло с клапанами. Изделие имеет сложную конструкцию, высокую стоимость и низкую надежность по сравнению с заявляемой полезной моделью.

Известны фильтры гидродинамические патронные (см. http://www.ungm.ru производитель ООО НПО "Уфанефтегазмаш") применяемые для подготовки пластовых вод в системах поддержания пластового давления. Устройство состоит из корпуса с входным и выходным патрубками, расположенными на одной оси и размещенным внутри корпуса фильтрующих элементов. В качестве фильтрующих элементов используются сетчатые или щелевые фильтрующие патроны цилиндрической формы, размещенные в корпусе вертикально в количестве от 1 до 6 в зависимости от производительности фильтра.

Известен фильтр жидкостной сетчатый СДЖ (см. http://www.pzem.ru, выпускаемые ЗАО "Пензенский завод энергетического машиностороения"). Фильтр представляет собой вертикальный цилиндрический корпус с расположенными на одной оси входными и выходными патрубками и размещенным внутри фильтрующим элементом, выполненным в виде вертикального цилиндра с боковой поверхностью из металлической сетки.

Известен фильтр динамический универсальный ФДУ-НГТ (ООО Инновационно-инжиниринговое предприятие "Нефтегазовые технологии", oilgas.ufa@mail.ru). Фильтр представляет собой вертикальный цилиндрический корпус с расположенными на одной оси входными и выходными патрубками и размещенным внутри вертикальными цилиндрическими фильтрующими элементами из пористого материала.

Недостатком всех известных устройств является происходящее в процессе фильтрации отложение механических примесей на поверхности фильтрующих элементов, что приводит к снижению пропускной способности. Во всех известных конструкциях поток жидкости проходит через фильтрующую поверхность в горизонтальном направлении, при этом частички, находящиеся в жидкости во взвешенном состоянии, откладываются в отверстиях, щелях или порах фильтрующих элементов. Происходит постепенное снижение пропускной способности, после чего необходимо производить регенерацию фильтроэлемента.

Была поставлена задача: сконструировать компактный фильтр со степенью очистки среды от фракций с размером до 100 мкм и производительностью до 550 м³/час, не требующий периодического обслуживания, очистки или регенерации фильтрующего элемента, имеющий большой ресурс до замены фильтрующего элемента и не требующий высокой точности производства, с минимальными затратами на изготовление.

Задача решается за счет того, что элемент фильтрующий расположен в корпусе фильтра в горизонтальной плоскости, таким образом, чтобы жидкость проходила через него снизу вверх, что не позволяет механическим примесям откладываться на нижней поверхности элемента фильтрующего, и исключает необходимость очистки или промывки фильтрующего элемента.

В результате проведенного анализа уровня техники, включая поиск по патентам и другим научно-техническим источником информации, аналога, характеризующегося признаком, тождественным существенному признаку заявляемого технического решения не выявлено, следовательно, оно соответствует условию «новизны».

По результатам сопоставительного анализа заявляемого технического решения и наиболее близких аналогов, выявлено, что заявляемое техническое решение имеет совокупность существенных признаков, которые изложены в формуле полезной модели.

Полезная модель поясняется чертежами и графическими материалами:

Фиг.1 - фильтр гравитационный сетчатый, общий вид;

Фиг.2 - корпус фильтра гравитационного сетчатого, общий вид с разрезом А-А;

Фиг.3 - кассета с элементом фильтрующим;

Фиг.4 - 3D модель фильтра гравитационного сетчатого;

Фиг.5 - 3D модель фильтра гравитационного сетчатого с газосборной крышкой (вариант исполнения);

Фиг.6 - фотография действующего экспериментального образца фильтра гравитационного сетчатого;

Фильтр гравитационный сетчатый содержит вертикальный стальной цилиндрический корпус 1 с нижним днищем, входным 3, выходным 4 патрубками. Верхняя крышка 2 съемная, крепится посредством фланцевого соединения или универсального быстродействующего герметичного затвора. В крышке имеется патрубок 6 с запорным устройством (вентилем) для стравливания воздуха при заполнении фильтра жидкостью. В нижней части корпуса имеется дренажный патрубок 5 с запорной арматурой (задвижкой) для периодического удаления скопившихся в зоне отстоя механических примесей.

Патрубок входной 3 установлен горизонтально, по касательной к корпусу 1. Патрубок выходной 4 установлен горизонтально, выше патрубка приемного 3, направление установки патрубка выходного 4 относительно патрубка входного 3 не оказывает влияния на работу фильтра и определяется требованиями монтажа фильтра.

Внутри корпуса 1, имеется устройство направляющее, в состав которого входят пластина направляющая нижняя 7, пластина направляющая верхняя 8, отбойник 9.

Пластина направляющая нижняя 7, установлена в корпусе 1 горизонтально, ниже входного патрубка 3, и отделяет зону фильтрации от зоны накопления осадков твердых частиц. Пластина направляющая верхняя 8 установлена горизонтально выше входного патрубка и предохраняет фильтрующий элемент от прямого потока очищаемой жидкости. Отбойник 9, установлен с наклоном по направлению потока жидкости

На внутренней поверхности корпуса, выше пластины направляющей верхней 8, установлено кольцо опорное 10, являющееся опорой кассеты фильтрующей, а также, служащее для предотвращения прохождения потока жидкости между внутренней стенкой корпуса и фильтрующим элементом.

Кассета фильтрующая состоит из кольца верхнего 11 с горизонтальными перекладинами 13, стойками вертикальными 15 и крестовиной 16, кольца нижнего 12, элемента фильтрующего 13, закрепленного между кольцами 11 и 12. Кольцо нижнее 12 крепится к кольцу верхнему 11 при помощи болтовых соединений или заклепок.

Элемент фильтрующий 13 выполнен из набора металлических сеток 14. Размер ячейки сетки подбирается в зависимости от необходимой степени очистки и позволяет очищать жидкость от фракции с размером частиц до 100 мкм.

Внутри верхнего кольца 11 имеются горизонтальные перекладины 13, являющиеся опорой фильтрующего элемента для перераспределения на них нагрузки от потока жидкости и предотвращения повреждения сетки.

Кассета фильтрующая устанавливается внутри корпуса на кольцо 10 и фиксируется за счет прижатия крестовины 16 крышкой 2. Отсутствие дополнительных фиксирующих устройств снижает стоимость изготовления, повышает надежность конструкции и сокращает время ревизии фильтра.

Работает фильтр по заявляемому техническому решению следующим образом. Поток жидкости поступает внутрь корпуса 1 через патрубок входной 3. Сверху и снизу поток ограничен пластинами направляющими 7 и 8. Направление входа жидкости тангенциальное по отношению к боковой поверхности корпуса 1, при этом создается поле центробежных сил, под действием которого из жидкости отделяются твердые частицы. Поток жидкости разворачивается внутри корпуса 1, ударяется об отбойник 9 и за счет наклона отбойника отклоняется верх в направлении фильтрующего элемента. При взаимодействии жидкости с отбойником 9 происходит резкое изменение направления движения потока, в результате чего происходит отделение механических примесей, и оседание их в нижней части корпуса - зоне накопления осадков. Производится первая ступень очистки фильтруемой жидкости.

Элемент фильтрующий 14, установлен в горизонтальной плоскости, таким образом, что жидкость проходит через него снизу вверх и через выходной патрубок 4 очищенная жидкость поступает в трубопровод. Содержащиеся в жидкости механические примеси не накапливаются на нижней поверхности фильтрующего элемента, а под действием силы тяжести осаждаются в нижней части корпуса 1 - зоне отстоя. Для периодического удаления отстоя в днище корпуса 1 имеется дренажный патрубок 5. Таким образом, производится вторая ступень очистки фильтруемой жидкости.

Осаждение твердых частиц на нижней поверхности элемента фильтрующего 14 не возможно, что исключает необходимость его очистки или промывки. Фильтр не требует обслуживания, очистки, промывки или регенерации фильтрующего элемента. В качестве фильтрующего элемента применена сетка тканная из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Количество слоев сетки и размер ячейки подбираются в зависимости от требуемой степени очистки.

При использовании фильтра гравитационного сетчатого для очистки пластовых вод нефтяных месторождений с содержанием газа в пластовой воде до 0,1 м³/м³, может быть применена модификация фильтра гравитационного сетчатого с газосборным колпаком, позволяющая кроме очистки жидкости от механических примесей производить дополнительную сепарацию поступающего вместе с жидкостью газа. При этом принцип работы фильтра и конструкция корпуса фильтра не изменяются. Вносятся изменения только в конструкцию верхней крышки 2. Между фланцем и днищем верхней крышки 2 устанавливается катушка из металлической трубы, диаметр которой равен диаметру корпуса 1. Высота верхней крышки 2 с установленной катушкой составляет 0,5÷0,6 от высоты корпуса 1. К патрубку 6 через запорное устройство подключается трубопровод для отвода газа в безопасное место. Действующий опытный экземпляр фильтра с газосборной крышкой показан на фотографии (Фиг.6).

Таким образом, для производства фильтра по заявляемому техническому решению необходимы минимальные затраты на изготовление. Фильтр может быть изготовлен в производственных условиях на базе ремонтно-механических цехов или мастерских. В качестве фильтрующего элемента применена сетка из нержавеющей стали, срок службы которой практически не ограничен. Отсутствуют дополнительные устройства для промывки или регенерации фильтрующего элемента. При необходимости, фильтр оборудуется газосборной крышкой, что обеспечивает дополнительную сепарацию содержащегося в жидкости газа.

Claims

1. Фильтр гравитационный сетчатый, содержащий корпус с патрубками входа и выхода жидкости, устройство направляющее, кассету фильтрующую с элементом фильтрующим, патрубок дренажный, отличающийся тем, что элемент фильтрующий установлен внутри корпуса в горизонтальной плоскости, патрубок входной и устройство направляющее размещены ниже элемента фильтрующего, патрубок выходной расположен выше элемента фильтрующего.

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что патрубок входной установлен по касательной к корпусу.

3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что имеет устройство направляющее, состоящее из пластины направляющей нижней, пластины направляющей верхней и отбойника.

4. Фильтр по п.3, отличающийся тем, что пластина направляющая нижняя установлена в корпусе фильтра горизонтально ниже входного патрубка.

5. Фильтр по п.3, отличающийся тем, что пластина направляющая верхняя установлена горизонтально выше входного патрубка.

6. Фильтр по п.3, отличающийся тем, что отбойник установлен с наклоном по направлению потока жидкости.

7. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности корпуса закреплено кольцо опорное для установки на него кассеты фильтрующей.

8. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что кассета фильтрующая установлена в горизонтальной плоскости и размещена в корпусе между патрубком входным и патрубком выходным таким образом, чтобы жидкость проходила через нее снизу вверх.

9. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что кассета фильтрующая выполнена съемной и не крепится к корпусу фильтра.

10. Фильтр по п.7, отличающийся тем, что кассета фильтрующая выполнена из двух колец с закрепленным между ними набором металлических сеток.

11. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что содержит газосборную крышку с газоотводным трубопроводом, причем высота верхней крышки составляет 0,5÷0,6 от высоты корпуса фильтра.