RU200512U1

RU200512U1 - CARTRIDGE FILTER

Info

Publication number: RU200512U1
Application number: RU2020118818U
Authority: RU
Inventors: Аскар Рифкатович Мавзютов; Аркадий Рувимович Эпштейн; Камила Рашитовна Алимбекова; Андрей Валерьевич Кузьмин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-Консалтинговая Группа "БК"
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2020-10-28

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для очистки нейтральных и агрессивных жидкостей, содержащих коллоидные и взвешенные вещества, от механических примесей фильтрованием, в частности к патронным фильтрам.Патронный фильтр, содержащий корпус, фильтроэлементы, патрубки с задвижками, причем труба с установленными фильтроэлементами выполнена перфорированной, фильтрующий патрон выполнен из пакета дисковых щеток, между которыми расположены проставочные кольца.Технический результат - повышение эффективности получения фильтрата.The utility model relates to devices for the purification of neutral and aggressive liquids containing colloidal and suspended substances from mechanical impurities by filtration, in particular, cartridge filters. the cartridge is made of a pack of disc brushes, between which spacer rings are located. The technical result is an increase in the efficiency of obtaining the filtrate.

Description

Полезная модель относится к устройствам для очистки нейтральных и агрессивных жидких и газовых сред, содержащих коллоидные и взвешенные вещества, от механических примесей фильтрованием, в частности, к патронным фильтрам, и может быть использована для микрофильтрации во всех отраслях промышленности, где требуется тонкая высокоэффективная очистка жидких и газовых сред от дисперсных частиц.The utility model relates to devices for the purification of neutral and aggressive liquid and gaseous media containing colloidal and suspended substances from mechanical impurities by filtration, in particular, to cartridge filters, and can be used for microfiltration in all industries where fine highly efficient purification of liquid and gaseous media from dispersed particles.

Известен патронный фильтр (авторское свидетельство СССР №1274724, B01D 27/06, 05.07.1984) [1], содержащий корпус, разделенный по высоте патронной решеткой на камеру исходной жидкости, имеющую тангенциально расположенный входной патрубок, и камеру очищенной жидкости, с размещенными в ней на патронной решетке фильтрующими элементами, при этом фильтр снабжен размещенным в камере исходной жидкости направляющим элементом, выполненным в виде обратного усеченного конуса со спиралью, примыкающей верхней кромкой к наружной поверхности усеченного конуса, соединенного с патронной решеткой, а спираль соединена с корпусом посредством разъемного соединения.Known cartridge filter (USSR author's certificate No. 1274724, B01D 27/06, 07/05/1984) [1], containing a housing, divided in height by a cartridge grid into a chamber of the initial liquid, having a tangentially located inlet pipe, and a chamber of purified liquid, with it on the cartridge grid with filtering elements, while the filter is equipped with a guide element placed in the chamber of the initial liquid, made in the form of an inverse truncated cone with a spiral adjoining the upper edge to the outer surface of the truncated cone connected to the cartridge lattice, and the spiral is connected to the body by means of a detachable connection ...

Недостатком аналога является невысокая эффективность работы фильтра, значительное гидравлическое сопротивление, связанное с ограничением рабочей поверхности фильтрующих элементов и конструкцией фильтров.The disadvantage of the analogue is the low efficiency of the filter, significant hydraulic resistance associated with the limitation of the working surface of the filter elements and the design of the filters.

Известен также патронный фильтр (патент РФ №2040306, B01D 27/08, 1995.07.25) [2], содержащий днище с жестко закрепленными патрубками для подвода и отвода жидкости, съемный цилиндрический корпус, в котором концентрично расположены фильтрующие элементы, разделительную перегородку, соединенную стягивающим стержнем с прижимным устройством, воздействующим на фильтрующие элементы, запорное устройство и кольцевые уплотнительные прокладки, при этом разделительная перегородка содержит сходящиеся под углом навстречу друг другу конусные скосы, в которых концентрично выполнены канавки и установлены в них кольцевые уплотнительные прокладки, съемный цилиндрический корпус и днище содержат конусные отбортовки, выполненные с одинаковым углом наклона, равным углу наклона скосов разделительной перегородки, а фильтровальные элементы выполнены с увеличивающимися от центра к периферии размерами пор.Also known is a cartridge filter (RF patent No. 2040306, B01D 27/08, 1995.07.25) [2], containing a bottom with rigidly fixed pipes for supplying and discharging liquid, a removable cylindrical body in which the filter elements are concentrically located, a dividing wall connected a tightening rod with a clamping device acting on the filter elements, a locking device and annular sealing gaskets, while the dividing wall contains tapered bevels converging at an angle towards each other, in which grooves are concentrically made and ring sealing gaskets are installed in them, a removable cylindrical body and a bottom they contain conical flanges made with the same angle of inclination equal to the angle of inclination of the bevels of the dividing partition, and the filter elements are made with pore sizes increasing from the center to the periphery.

Недостатком аналога является невысокая эффективность фильтра, так как из-за отсутствия гидродинамического эффекта он забивается крупными и мелкими частицами, что сокращает срок эксплуатации фильтрующих элементов, а очистка фильтрующих элементов требует его разборки.The disadvantage of the analogue is the low efficiency of the filter, since due to the lack of a hydrodynamic effect, it is clogged with large and small particles, which reduces the service life of the filter elements, and cleaning the filter elements requires disassembling it.

Известен также патронный фильтр (патент РФ №2050928, B01D 27/04, 1995.12.27) [3] для очистки жидкостей, содержащий вертикальный корпус с днищем и съемной крышкой, подводящий и отводящий патрубки и установленный по оси корпуса цилиндрический фильтрующий элемент, выполненный, например, из поливинилформаля, снабженный распределительным элементом, выполненным в виде цилиндрического перфорированного кольца, герметично присоединенного к днищу и нижней части фильтрующего элемента, и гофрированной трубкой из эластичного материала, герметично прикрепленной к крышке и к верхней части фильтрующего элемента, при этом подающий патрубок присоединен к днищу, а отводящий к крышке.Also known is a cartridge filter (RF patent No. 2050928, B01D 27/04, 1995.12.27) [3] for cleaning liquids, containing a vertical housing with a bottom and a removable cover, inlet and outlet pipes and a cylindrical filter element installed along the axis of the housing, made, for example, made of polyvinyl formal, equipped with a distribution element made in the form of a cylindrical perforated ring, hermetically connected to the bottom and bottom of the filter element, and a corrugated tube made of elastic material, hermetically attached to the cover and to the upper part of the filter element, while the supply pipe is connected to bottom, and leading to the lid.

Недостатком аналога является невысокая эффективность фильтра, так как вектор скорости потока жидкости направлен перпендикулярно поверхности фильтрующих элементов.The disadvantage of the analogue is the low efficiency of the filter, since the vector of the liquid flow velocity is directed perpendicular to the surface of the filter elements.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является патронный фильтр (патент RU №2396103 B01D 27/00, 2006.) [4], содержащий корпус, разделенный трубной доской на верхнюю и нижнюю камеры, фильтрующие патроны с защитными футлярами, закрепленные открытыми концами в трубной доске и установленные вертикально, патрубки с задвижками, защитные футляры расположены в верхней камере, являющейся камерой исходной жидкости, выполнены из герметичного материала с открытыми концами, как нижними, скрепленными с трубной доской, так и верхними, скрепленными с верхними открытыми концами фильтрующих патронов, нижние открытые концы которых соединены со второй трубной доской, выполненной из проницаемого материала, расположенной ниже выходного патрубка и отделяющей нижнюю камеру, являющуюся камерой очищенной жидкости, от нижней части верхней камеры исходной жидкости, которая соединена с ее нижней частью с помощью внутренних полых цилиндрических каналов фильтрующих патронов.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is a cartridge filter (patent RU No. 2396103 B01D 27/00, 2006.) [4], containing a body divided by a tube plate into upper and lower chambers, filter cartridges with protective cases, fixed open ends in the tube sheet and installed vertically, branch pipes with valves, protective cases are located in the upper chamber, which is the chamber of the initial liquid, made of a sealed material with open ends, both the lower ones, fastened to the tube plate, and upper ones, fastened to the upper open ends of the filtering cartridges, the lower open ends of which are connected to the second tube plate made of permeable material, located below the outlet and separating the lower chamber, which is the chamber of the purified liquid, from the lower part of the upper chamber of the original liquid, which is connected to its lower part by means of inner hollow cylindrical filter cartridge channels ...

Недостатком прототипа является невысокая эффективность работы фильтра, связанная с ограничением рабочей поверхности, неравномерным загрязнением фильтрующих элементов и сложностью их регенерации. В то же время осложняющие факторы в виде большого содержания глинистых составляющих, асфальтенов, солей существенно увеличивают скорость кольматации фильтра, тем самым снижая ресурс работы насоса. Для предотвращения отказов в таких скважинах приходится применять реагенты, что существенно снижает преимущество конструкции.The disadvantage of the prototype is the low efficiency of the filter, associated with the limitation of the working surface, uneven contamination of the filter elements and the complexity of their regeneration. At the same time, complicating factors in the form of a high content of clay components, asphaltenes, salts significantly increase the rate of clogging of the filter, thereby reducing the pump life. To prevent failures in such wells, reagents have to be used, which significantly reduces the design advantage.

Цель полезной модели - повышение эффективности работы фильтра за счет снижения концентрации и разрушения илистых и парафинистых загрязнений на боковой поверхности фильтроэлементов, увеличения рабочей поверхности фильтрующих элементов (объемная фильтрация), повышение тонкости фильтрации и повышение технологичности изготовления патронного фильтра.The purpose of the utility model is to increase the efficiency of the filter by reducing the concentration and destruction of silty and paraffinic contaminants on the lateral surface of the filter elements, increasing the working surface of the filter elements (volumetric filtration), increasing the filtration fineness and improving the manufacturability of the cartridge filter.

Поставленная задача достигается тем, что в патронном фильтре, содержащем корпус, входной фланец с фильтруемой жидкостью и заглушенную снизу перфорированную трубу, в которой поочередно расположены щеточные диски и проставочные кольца, перфорированная труба в ее верхней части через патрубок с фланцем соединена с трубопроводом очищенной жидкости. Форма канала щеточных дисков представляет собой щель сужающего сечения между соседними проволочными витками и обеспечивает необходимую тонкость фильтрации. Тонкость фильтрации задается и выдерживается процессом производства и сборки (изменением количества дисков и значением внутреннего диаметра проставочного диска), развитая профильная рифленая поверхность щеточного диска исключает заиливание, накопление на ней кольматанта и способствует его разрушению.The task is achieved by the fact that in a cartridge filter containing a housing, an inlet flange with a filtered liquid and a perforated pipe plugged from below, in which brush disks and spacer rings are alternately located, the perforated pipe in its upper part is connected through a pipe with a flange to the purified liquid pipeline. The shape of the channel of the brush discs is a narrowing slot between adjacent wire turns and provides the necessary filtration fineness. The filtration fineness is set and maintained by the production and assembly process (by changing the number of discs and the value of the inner diameter of the spacer disc), the developed profiled corrugated surface of the brush disc excludes silting, accumulation of bridging material on it and contributes to its destruction.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид патронного фильтра представлен на рисунке. Патронный фильтр содержит входной 1 и выходной 2 патрубки с задвижками (условно не показаны), корпус 3, закрепленный в нем фильтропатрон, представляющий собой перфорированную трубу 4, на которой вертикально размещены фильтроэлементы в виде щеточных дисков 5 и проставочных колец 6, патрубок 7 для выхода осадка.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a general view of the cartridge filter is shown in the figure. The cartridge filter contains inlet 1 and outlet 2 nozzles with valves (conventionally not shown), housing 3, a filter cartridge fixed in it, which is a perforated pipe 4, on which filter elements in the form of brush disks 5 and spacer rings 6 are vertically placed, a nozzle 7 for the outlet draft.

Преимущества конструкции фильтра: использование в конструкции радиального входа фильтруемой жидкости, унифицированных фильтрующих элементов, с возможностью использования различных значений величин, как абсолютной тонкости фильтрации, так и объемности фильтрующей поверхности; пакет из фильтрующих элементов (дисков) позволяют обеспечить тонкую (до 0,1 мкм) очистку коррозионно активной фильтруемой среды при температуре до 1400С. Изменение конструкции входа позволяет снизить кинетику частиц мехпримесей на входе в фильтр, что положительно сказывается на качестве фильтрации, нечувствительности к ударным нагрузкам и общем ресурсе фильтра. Поскольку именно фильтроэлемент определяет характеристики фильтра, при его производстве в обязательном порядке выполняется контроль всех его свойств, таких как расходно-перепадные характеристики (РПХ), тонкость фильтрации, способность к регенерации и сопротивление к деформации. Стендовые испытания конструкции проводились в 2013 г. в специализированной лаборатории РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина (г. Москва).Advantages of the filter design: use in the design of the radial inlet of the filtered liquid, unified filter elements, with the possibility of using different values of the values, both the absolute filtration fineness and the volume of the filtering surface; a package of filtering elements (disks) allows for fine (up to 0.1 micron) cleaning of corrosive filtered medium at temperatures up to 1400C. Changing the design of the inlet allows to reduce the kinetics of solids particles at the inlet to the filter, which has a positive effect on the quality of filtration, insensitivity to shock loads and the overall resource of the filter. Since it is the filter element that determines the characteristics of the filter, during its production it is imperative that all its properties are monitored, such as flow-drop characteristics (RPC), filtration fineness, ability to regenerate and resistance to deformation. Bench tests of the structure were carried out in 2013 in a specialized laboratory of the Russian State University of Oil and Gas. THEM. Gubkin (Moscow).

Таким образом, достоинствами предлагаемой конструкции фильтра являются:Thus, the advantages of the proposed filter design are:

- Объемная фильтрация.- Volumetric filtration.

- Возможность организации реанимации щеточных дисков- Possibility of organizing the resuscitation of brush disks

- Коррозионная стойкость.- Corrosion resistance.

- Повышенный ресурс,- Increased resource,

- Механическая прочность.- Mechanical strength.

- Возможность обратной промывки.- Possibility of back flushing.

Claims

A cartridge filter containing a housing, filter elements, branch pipes with valves, characterized in that the pipe with the installed filter elements is made perforated, and the filter cartridge is made of a pack of disc brushes, between which spacer rings are located.