RU160446U1

RU160446U1 - FILTER ELEMENT

Info

Publication number: RU160446U1
Application number: RU2015125221/05U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Михайлов
Original assignee: Александр Николаевич Михайлов
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2016-03-20

Abstract

1. Фильтрующий элемент для фильтрации жидкости и газа, содержащий силовой каркас из стержней, расположенных по образующей тела вращения, в частности по образующей цилиндрической или конической поверхности, и скрепленную с ним фильтрующую оболочку, выполненную в виде навитой на силовые стержни определенным шагом и скрепленной с ними сваркой профилированной проволоки с образованием для фильтрации щелей, отличающийся тем, что поверхность проволоки фильтрующей оболочки со стороны поступления фильтруемого вещества содержит фильтрующие каналы, соединяющие щели, расположенные между соседними витками проволоки.2. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что проволока фильтрующей оболочки выполнена в сечении многоугольной формы, в частности треугольной, при этом одна из ребер проволоки соединена сваркой с силовым каркасом, на противоположной этому ребру проволоки грани расположены фильтрующие каналы.3. Фильтрующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что фильтрующие каналы выполнены расширяющимися в направлении поступления фильтруемого вещества.1. A filtering element for filtering liquid and gas, comprising a power frame of rods located along the generatrix of the body of revolution, in particular along the generatrix of a cylindrical or conical surface, and a filter shell fastened to it, made in the form of a coil wound on power rods at a certain step and fastened with them by welding profiled wire with the formation of gaps for filtration, characterized in that the surface of the wire of the filter shell from the input side of the filtered substance contains filter media channels connecting slots located between adjacent turns of wire. 2. A filter element according to claim 1, characterized in that the wire of the filter sheath is made in the cross section of a polygonal shape, in particular triangular, while one of the edges of the wire is connected by welding to the power frame, filter channels are located on the opposite edge of the wire edge. 3. The filter element according to claim 1, characterized in that the filter channels are made expanding in the direction of entry of the filtered substance.

Description

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использовано, например, в установках погружных электроцентробежных насосов для добычи нефти, в скважинных фильтрах, в фильтрах для очистки воды в очистных сооружениях, и в других фильтрующих оборудованиях.The utility model relates to mechanical engineering and can be used, for example, in submersible electric centrifugal pump installations for oil production, in well filters, in filters for water purification in treatment facilities, and in other filtering equipment.

Известен фильтрующий элемент проволочно-щелевого типа, содержащий каркас с винтообразной нарезной канавкой, выполненной на его наружной поверхности, при этом канавка на наружной части каркаса выполнена с периодически изменяющейся глубиной, (см. Авторское свидетельство СССР №342648, кл. B01D 29/48 1970). Зазор между смежными витками проволоки определяется разницей в высоте расположения витков проволоки относительно друг друга. Фильтруемое вещество проходит через фильтровальную перегородку по щелям между смежными витками спирали и очищается от загрязнений. Недостатком данной конструкции является низкая пропускная способность фильтрующего элемента на единицу площади фильтрующего элемента в связи с тем, что общая площадь щелей значительно мала по сравнению с общей площадью фильтроэлемента.Known filter element of the wire-slot type, containing a frame with a helical rifled groove made on its outer surface, while the groove on the outside of the frame is made with periodically changing depth (see USSR Author's Certificate No. 342648, class B01D 29/48 1970 ) The gap between adjacent turns of wire is determined by the difference in the height of the location of the turns of wire relative to each other. Filtered substance passes through the filter baffle along the cracks between adjacent turns of the spiral and is cleaned of contaminants. The disadvantage of this design is the low throughput of the filter element per unit area of the filter element due to the fact that the total area of the slots is significantly small compared to the total area of the filter element.

Известна модульная секция погружного центробежного насоса, которая содержит щелевые фильтроэлементы. (см. Патент РФ №2312253, МПК 7 F04D 13/10, опубл. 10.12.2007 г. ). Фильтрующий элемент представляет собой цилиндрическую конструкцию из продольных несущих элементов и профилированной проволоки, которая по спирали, с определенным шагом, намотана на продольные несущие элементы. Места пересечения продольных элементов и проволоки сварены сваркой. Недостатком данной конструкции является низкая пропускная способность фильтрующего элемента на единицу его площади в связи с тем, что общая площадь щелей значительно мала по сравнению с общей площадью фильтрующего элемента, высоко гидравлическое сопротивление приведенное на единицу площади фильтрующего элемента. В связи с этим для достижения необходимой пропускной способности фильтрующего элемента необходимо иметь значительные его габариты.Known modular section of a submersible centrifugal pump, which contains slotted filter elements. (see RF Patent No. 2312253, IPC 7 F04D 13/10, publ. 10.12.2007). The filtering element is a cylindrical structure of longitudinal bearing elements and profiled wire, which is wound in a spiral, with a certain step, on the longitudinal bearing elements. The intersections of the longitudinal elements and the wire are welded. The disadvantage of this design is the low throughput of the filter element per unit area due to the fact that the total area of the slots is significantly small compared to the total area of the filter element, high hydraulic resistance is given per unit area of the filter element. In this regard, to achieve the required throughput of the filter element, it is necessary to have significant dimensions.

Техническим результатом заявляемого изобретения является увеличение пропускной способности фильтрующего элемента, снижение его габаритов и материалоемкости.The technical result of the claimed invention is to increase the throughput of the filter element, reducing its size and material consumption.

Технической задачей изобретения является снижение габаритов и материалоемкости фильтрующего элемента за счет увеличения пропускной способности фильтрующего элемента.An object of the invention is to reduce the size and material consumption of the filter element by increasing the throughput of the filter element.

Данная техническая задача решается тем, фильтрующий элемент содержит силовой каркас из стержней, расположенных по образующей тела вращения, в частности по образующей цилиндрической или конической поверхности, и скрепленную с ним фильтрующую оболочку. Фильтрующая оболочка выполнена виде навитой на силовые стержни определенным шагом и скрепленной с ними сваркой профилированной проволоки с образованием для фильтрации щелей. Поверхность проволоки фильтрующей оболочки со стороны поступления фильтруемого вещества содержит фильтрующие каналы соединяющие щели, расположенные между соседними витками проволоками.This technical problem is solved by the fact that the filter element contains a power frame of rods located along the generatrix of the body of revolution, in particular along the generatrix of a cylindrical or conical surface, and a filter shell attached to it. The filtering shell is made in the form of a coil wound on the power rods at a certain step and welded with them by welding a profiled wire with the formation of slots for filtering. The surface of the wire of the filter shell on the intake side of the filtered substance contains filter channels connecting the slots located between adjacent turns of wire.

Кроме того, проволока фильтрующей оболочки выполнена в сечении многоугольной формы, в частности треугольной, при этом одна из ребер проволоки соединена сваркой с силовым каркасом, на противоположной этому ребру проволоки грани расположены фильтрующие каналы.In addition, the wire of the filter sheath is made in the cross section of a polygonal shape, in particular triangular, with one of the ribs of the wire connected by welding to the power frame, filtering channels are located on the opposite side of this edge of the wire.

Кроме того, фильтрующие каналы выполнены расширяющимися в направлении поступления фильтруемой жидкости.In addition, the filter channels are made expanding in the direction of flow of the filtered fluid.

На фиг. 1 представлен вид на заявляемый фильтрующий элементIn FIG. 1 presents a view of the inventive filter element

На фиг. 2 представлен вид А фиг. 1, на котором показано расположение силового каркаса по образующей цилиндрической поверхности, скрепление его сваркой с фильтрующей оболочкой.In FIG. 2 is a view A of FIG. 1, which shows the location of the power frame along the generatrix of the cylindrical surface, fastening it by welding with a filter shell.

На фиг. 3 представлен выносной элемент I фиг. 2, на котором фильтрующие каналы выполнены расширяющимися.In FIG. 3 shows the extension element I of FIG. 2, in which the filter channels are made expandable.

Фильтрующий элемент содержит силовой каркас 1 из стержней 2, расположенных по образующей тела вращения, в частности по образующей цилиндрической или конической поверхности, и скрепленную с ним фильтрующую оболочку 3. Фильтрующая оболочка 3 выполнена виде навитой на силовые стержни 2 определенным шагом и скрепленной с ними сваркой 4 профилированной проволоки 5 с образованием для фильтрации щелей 6. Поверхность 7 проволоки 5 фильтрующей оболочки 3 со стороны 8 поступления фильтруемого вещества содержат фильтрующие каналы 9 соединяющие щели 6, расположенные между соседними витками проволоками 5.The filter element comprises a power frame 1 of rods 2 located along the generatrix of the body of revolution, in particular along the generatrix of a cylindrical or conical surface, and a filter shell 3 attached to it. The filter shell 3 is made in the form of a coil wound on the power rods 2 in a certain step and welded with them 4 profiled wire 5 with the formation of slots for filtering 6. The surface 7 of the wire 5 of the filter shell 3 from the side 8 of the filter medium contains filter channels 9 connecting slots 6, p located between adjacent turns of wire 5.

Кроме того, проволока 5 фильтрующей оболочки 3 выполнена в сечении многоугольной формы, в частности треугольной, при этом одна из ребер 1G проволоки 5 соединена сваркой 4 с силовым каркасом 1, на противоположной этому ребру проволоки 5 грани 11 расположены фильтрующие каналы 9.In addition, the wire 5 of the filter sheath 3 is made in the cross section of a polygonal shape, in particular a triangular shape, while one of the ribs 1G of the wire 5 is connected by welding 4 to the power frame 1, filter channels 9 are located on the opposite edge of the wire 5 of the face 11.

Кроме того, фильтрующие каналы 9 выполнены расширяющимися в направлении 8 поступления фильтруемой жидкости.In addition, the filter channels 9 are made expanding in the direction 8 of the flow of filtered fluid.

Фильтрующие каналы 9 могут быть выполнены в составе фильтрующего элемента путем лазерной, плазменной, гидроабразивной обработки (резки) или способом механической обработки резанием. Также фильтрующие каналы 9 могут быть выполнены непосредственно при изготовлении профилированной проволоки 5, например, способом штамповки или прокатки.The filter channels 9 can be made as part of the filter element by laser, plasma, waterjet processing (cutting) or by mechanical cutting. Also, the filter channels 9 can be made directly in the manufacture of profiled wire 5, for example, by stamping or rolling.

В процессе работы фильтрующего элемента фильтруемое вещество (жидкость, газ) поступает на фильтрующую оболочку 3, выполненную в виде навитой на силовые стержни 2 определенным шагом и скрепленной с ними сваркой 4 профилированной проволоки 5 с образованием для фильтрации щелей 9, в направлении 8. Проходя через щели 6 и проходя по каналам 9 очищенная жидкость (газ) поступает в зону 12 нахождения очищенной от твердых частиц жидкости, так как фильтрующие каналы 9 соединены с фильтрующими щелями 6, и продвигается далее в соответствии с местом ее назначения. Фильтрующие каналы 9 направлены от одной щели 6 до другой щели 6, расположенных между соседними витками проволоки 5. Наличие фильтрующих каналов 9 увеличивает "активную" площадь фильтрации, резко понижает гидравлическое сопротивление фильтрующего элемента, в целом и фильтрующего оборудования в котором он используется. Все это увеличивает пропускную способность фильтрующего элемента, позволяет снизить его габариты и материалоемкость. При этом силовой каркас 1 выполнен из стержней 2, расположенных по образующей тела вращения, в частности по образующей цилиндрической или конической поверхности. Это создает надежную прочную каркасную конструкцию фильтрующего элемента. Как правило, стержни 2 силового каркаса 1 и профилированная проволока 5 фильтрующей оболочки 3 выполнены из прочной нержавеющей стали, что обеспечивает надежность, коррозионную стойкость, долговечность фильтрующего элемента.During the operation of the filter element, the filtered substance (liquid, gas) enters the filter shell 3, made in the form of a profiled wire 5 wound around the power rods 2 in a certain step and fastened with them by welding 4 to form slots 9 for filtering, in direction 8. Passing through slots 6 and passing through the channels 9, the purified liquid (gas) enters the zone 12 of finding the liquid purified from solid particles, as the filter channels 9 are connected to the filter slots 6, and moves further in accordance with its destination Eden. Filter channels 9 are directed from one slot 6 to another slot 6 located between adjacent turns of wire 5. The presence of filter channels 9 increases the "active" filtration area, sharply reduces the hydraulic resistance of the filter element, in general, and filter equipment in which it is used. All this increases the throughput of the filter element, allows to reduce its dimensions and material consumption. In this case, the power frame 1 is made of rods 2 located along the generatrix of the body of revolution, in particular along the generatrix of a cylindrical or conical surface. This creates a robust, robust frame construction of the filter element. As a rule, the rods 2 of the power frame 1 and the profiled wire 5 of the filter shell 3 are made of durable stainless steel, which ensures reliability, corrosion resistance, and durability of the filter element.

Размер каналов и шаг навивки (шаг витка) в зависимости от толщины проволоки определяет степень фильтрации фильтруемой жидкости (газа). Для насосов (компрессоров), например, задается, как правило, размер твердых частиц максимально допустимый при перекачке жидкости (газа). Для нефтяных насосов шаг витка, как правило, 2-5 мм, зазор между витками 0,1-0,3 мм, толщина проволоки 2-4 мм и более.The size of the channels and the winding pitch (coil pitch), depending on the thickness of the wire, determines the degree of filtration of the filtered liquid (gas). For pumps (compressors), for example, as a rule, the size of solid particles is set to the maximum permissible when pumping liquid (gas). For oil pumps, the pitch of the turn, as a rule, is 2-5 mm, the gap between the turns is 0.1-0.3 mm, the wire thickness is 2-4 mm or more.

Такое исполнение фильтрующего элемента позволяет получать, например, цилиндрические фильтрующие элементы для скважинных фильтров для нефтяных скважин и погружных лопастных насосов (в том числе ЭЦН) для добычи пластовой жидкости значительно увеличенной пропускной способностью, меньших габаритов и меньшей материалоемкостью путем увеличения "активной" площади фильтрующего элемента за счет фильтрующих каналов 9 на поверхности 7 проволоки 5 фильтрующего слоя 3. Современные фильтры погружных лопастных насосов (в том числе ЭЦН) для добычи пластовой жидкости могут достигать 12 м и более, при этом могут содержать несколько фильтр-модулей, иметь в своем составе множество элементов, в том числе множество подшипников, присоединительных крепежных элементов. Все это множество элементов, значительные габариты фильтрующего элемента снижают надежность, долговечность, уменьшают межремонтный период. Использование приведенного выше решения для фильтрующего элемента позволяет повысить его надежность, долговечность, увеличивает его межремонтный период, позволяет увеличить пропускную способность фильтрующего элемента, снизить его габариты и материалоемкость.This embodiment of the filter element allows you to get, for example, cylindrical filter elements for well filters for oil wells and submersible vane pumps (including ESP) for producing reservoir fluid significantly increased throughput, smaller dimensions and less material consumption by increasing the "active" area of the filter element due to the filter channels 9 on the surface 7 of the wire 5 of the filter layer 3. Modern filters of submersible vane pumps (including ESP) for the extraction of pl Stow fluids may reach 12 m or more, thus can comprise several filter modules, be composed of a plurality of elements including a plurality of bearings, connecting fasteners. All this is a multitude of elements, the significant dimensions of the filter element reduce reliability, durability, and reduce the overhaul period. Using the above solutions for the filter element can increase its reliability, durability, increases its turnaround time, allows you to increase the throughput of the filter element, reduce its dimensions and material consumption.

Выполнение проволоки 5 фильтрующей оболочки 3 в сечении многоугольной формы, в частности треугольной, при этом одна из ребер 10 проволоки 5 соединена сваркой 4 с силовым каркасом 1, а на противоположной этому ребру проволоки грани 11 расположены фильтрующие каналы, позволяет увеличивает пропускную способность фильтрующего элемента, позволяет снизить его габариты и материалоемкость. При использовании такой формы проволоки 5 после прохождения поверхности 7 проволоки 5 фильтрующей оболочки 3 со стороны 8 поступления фильтруемая жидкость поступает в зону 12, где уже расширен поток жидкости для дальнейшего его продвижения, это снижает гидродинамическое сопротивление фильтрующего элемента.The implementation of the wire 5 of the filter shell 3 in the cross section of a polygonal shape, in particular triangular, while one of the ribs 10 of the wire 5 is connected by welding 4 to the power frame 1, and filter channels are located on the opposite edge of the wire edge 11, which increases the throughput of the filter element, allows to reduce its dimensions and material consumption. When using this form of wire 5, after passing the surface 7 of wire 5 of the filter sheath 3 from the supply side 8, the filtered fluid enters zone 12, where the fluid flow has already been expanded for its further advancement, this reduces the hydrodynamic resistance of the filter element.

Выполнение фильтрующих каналов 9 расширяющимися в направлении 8 поступления фильтруемой жидкости снижает гидродинамическое сопротивление потоку жидкости, это увеличивает пропускную способность фильтрующего элемента, позволяет снизить его габариты и материалоемкость.The implementation of the filter channels 9 expanding in the direction 8 of the filtered fluid intake reduces the hydrodynamic resistance to the fluid flow, this increases the throughput of the filter element, and reduces its dimensions and material consumption.

Выполнение таким образом фильтрующего элемента позволяет увеличить его пропускную способность, снизить его габариты и материалоемкость.The implementation of the filter element in this way allows you to increase its throughput, reduce its dimensions and material consumption.

Claims

1. A filtering element for filtering liquid and gas, comprising a power frame of rods located along the generatrix of the body of revolution, in particular along the generatrix of a cylindrical or conical surface, and a filter shell fastened to it, made in the form of a coil wound on power rods at a certain step and fastened with them by welding profiled wire with the formation of gaps for filtration, characterized in that the surface of the wire of the filter shell from the input side of the filtered substance contains filter media channels connecting the slots located between adjacent turns of wire.

2. The filter element according to claim 1, characterized in that the wire of the filter sheath is made in the cross-section of a polygonal shape, in particular triangular, with one of the edges of the wire connected by welding to the power frame, filter channels are located on the opposite edge of the wire edge.

3. The filter element according to claim 1, characterized in that the filter channels are made expanding in the direction of entry of the filtered substance.