RU206833U1 - Высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды - Google Patents
Высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды Download PDFInfo
- Publication number
- RU206833U1 RU206833U1 RU2021113360U RU2021113360U RU206833U1 RU 206833 U1 RU206833 U1 RU 206833U1 RU 2021113360 U RU2021113360 U RU 2021113360U RU 2021113360 U RU2021113360 U RU 2021113360U RU 206833 U1 RU206833 U1 RU 206833U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pores
- filter
- porous
- highly porous
- water
- Prior art date
Links
- 239000011148 porous material Substances 0.000 title claims abstract description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 15
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000746 purification Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 title 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 15
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 3
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- DGXAGETVRDOQFP-UHFFFAOYSA-N 2,6-dihydroxybenzaldehyde Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1C=O DGXAGETVRDOQFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 210000003429 pore cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области очистки газовых сред и воды от различного рода примесей, и может быть использована в быту, в различных отраслях промышленности и энергетики.Технический результат достигается тем, что высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды содержит корпус со вспомогательными патрубками, заполненный монолитным высокопористым ячеистым материалом, представляющим собой пористую вставку из керамики, полиактида или карбона с диаметром ячеек 4 мм и с порами диаметром 0,9 мм. Размеры: пористая вставка 20×20×20 мм, входной патрубок 20×20×10 мм, выходной патрубок 20×20×30 мм. Корпус и патрубки выполнены из пенополиуретана.Техническим результатом является снижение перепада давления, прирост в эффективности осаждения частиц и повышение коэффициента качества фильтра.
Description
Полезная модель относится к области очистки газовых сред и воды от различного рода примесей, и может быть использована в быту, в различных отраслях промышленности и энергетики.
Известен фильтр для очистки воды в домашних условиях, содержащий корпус с крышкой, внутри которого размещен фильтрующий картридж коаксиального типа, входной и выходной патрубки [Патент RU 114680, C02F 1/00, опубл. 10.04.2012]. При этом его фильтрующий картридж выполнен на основе высокопористой резорцинформальдегидной смолы, состоящей из микроглобул с порами заданного размера в виде полого объемного цилиндра с центральным полым сердечником из прессованного активированного угля, установленном на дне цилиндрического корпуса, равном с ним по высоте, при этом корпус выполнен в виде стакана из нержавеющей стали с радиусной отбортовкой, сопрягаемой с аналогичной отбортовкой, выполненной на крышке, которые уплотнены между собой эластичным кольцом круглого сечения, при помощи профилированного хомута, снабженного эксцентриковым зажимом, при этом крышка снабжена радиальной выпуклостью, в которой размещены входной и выходной фитинги, последний из которых через адаптер с уплотнительным элементом подсоединен к центральному отверстию фильтрующего картриджа, выполненного на основе высокопористых материалов обменного и сорбционного типа в виде объемного изделия.
Известен фильтр, предназначенный для очистки газовых сред, содержащий корпус с герметично закрепленным на нем входным фланцем, имеющим тороидальные кольцевые выступы, крестовину и входные окна [Патент RU 2622138, B01D 46/24, опубл. 13.06.2017]. К крестовине герметично прикреплена шпилька, на которой закреплены ребра. К корпусу фильтра с другой стороны герметично прикреплена задняя крышка с выходными окнами. Внутри корпуса фильтра размещены параллельно оси входного фланца модули фильтрующие, закрепленные в корпусе при помощи крестовины и пространственно раскрепленные между собой с помощью ложементов. Модули фильтрующие состоят из плоских пористых фильтрующих элементов в виде дисков с центральным отверстием. Плоские пористые фильтрующие элементы в модуле фильтрующем герметично соединены между собой по принципу сильфона по их внутреннему и внешнему кантам. Для обеспечения жесткости соединения между собой плоских пористых фильтрующих элементов по принципу сильфона в конструкции модулей фильтрующих использованы гребенчатые накладки, наложенные сверху на наружные канты плоских пористых фильтрующих элементов в местах их соединения.
Кроме того, известен фильтр, содержащий корпус, помещенную внутрь корпуса несущую трубу и рабочие модули, закрепленные поперек несущей трубы [Патент RU 2635802, B01D 29/41, B01D 25/26, опубл. 16.11.2017]. Каждый из рабочих модулей содержит расположенные на удалении друг от друга первый и второй фильтровальные пакеты, каждый из которых снабжен двумя фильтроэлементами и помещенной между ними жесткой проставкой. Фильтроэлементы и проставки пакетов снабжены соосными вырезами, причем размер вырезов внутренних фильтроэлементов пакетов рабочего модуля выбран большим размера вырезов в проставках. Внешние края фильтроэлементов и проставок каждого из фильтровальных пакетов скреплены друг с другом внешним поясом, внутренние края внутренних фильтроэлементов разноименных фильтровальных пакетов соединены друг с другом внутренним поясом. Полость рабочего модуля, расположенная между внутренним поясом и несущей трубой, выполнена сообщающейся с полостью несущей трубы. При этом фильтроэлементы и проставки каждого из рабочих модулей выполнены из пористого сетчатого материала. Фильтроэлементы выполнены из пористого сетчатого материала на основе мелкоячеистых, а проставки - крупноячеистых сеток.
Недостатком перечисленных аналогов является сложность конструкции.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство микрофильтрационное для очистки воды от механических загрязнений, включающее фильтр, трубопроводную арматуру, систему контрольно-измерительных приборов и аппаратуры, фильтр выполнен в виде двух секций, причем первая из последовательно соединенных секций содержит два вертикально установленных фильтрующих элемента патронного типа, изготовленных из пористого полиэтилена, с размерами микропор 10 мкм, а вторая имеет такую же конструкцию и два аналогичных фильтрующих элемента с размерами микропор 1,0 мкм, при этом регенерация фильтра осуществляется путем последовательной продувки секций противотоком сжатого воздуха без разборки устройства [Патент RU 2630121, B01D 27/02, B01D 27/14, C02F 1/00, опубл. 05.09.2017]. Устройство снабжено автоматизированной системой управления и контроля.
Недостатками данной полезной модели являются:
- полезная модель не относится к области обработки газа;
- вынужденная работа от электроэнергии;
- сложность конструкции.
Задачей полезной модели является разработка высокопористого ячеистого фильтра с порами для очистки газовых сред и воды, в котором устранены недостатки аналогов и прототипа.
Техническим результатом является снижение перепада давления, прирост в эффективности осаждения частиц и повышение коэффициента качества фильтра.
Технический результат достигается тем, что высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды содержит корпус со вспомогательными патрубками, заполненный монолитным высокопористым ячеистым материалом, представляющим собой пористую вставку из керамики, полиактида или карбона с диаметром ячеек 4 мм и с порами диаметром 0,9 мм. Размеры: пористая вставка 20×20×20 мм, входной патрубок 20×20×10 мм, выходной патрубок 20×20×30 мм. Корпус и патрубки выполнены из пенополиуретана.
Были созданы модели пористых фильтров с диаметром ячейки dя=4 мм и с пористостями 0,6; 0,7 и 0,8. На основе данных моделей создавались фильтры с порами, диаметр ячейки пор dпор=0,9 мм. Размеры моделей: пористая вставка 20×20×20 мм, входной патрубок 20×20×10 мм, выходной патрубок 20×20×30 мм. Параметры всех моделей представлены в таблице 1.
Значение пористости фильтрующего материала определялось по формуле [Heidig Т., Zeiser Т., Freund Н. Influence of resolution of rasterized geometries on porosity and specific surface area exemplified for model geometries of porous media //Transport in Porous Media. - 2017. - T. 120. - №. 1. - C. 207-225.]:
где V1 - объем пустотности кубика единичного размера, Vtot - общий объем кубика, h - размер взаимопроникновения ячеек, R - радиус сферы.
Численные параметрические расчеты показали, что данные диаметры ячеек и пор являются наиболее оптимальными. Диаметры корпуса и патрубков могут быть увеличены в зависимости от фильтрующей системы. Корпус и патрубки выполнены из пенополиуретана. Пористая вставка может быть изготовлена из керамики, полиактида или карбона.
Пример модели фильтра с пористой вставкой с перегородками, содержащими поры (макропористость 0,7, общая пористость 0,85), представлен на фиг.1.
Пример прохождения линий тока через структуру с макропористостью 0,7 с перегородками, содержащими поры, представлен на фиг.2.
При значении начальной пористости 0,7 кривая эффективности осаждения частиц для модели фильтра с пористой вставкой с перегородками, содержащими поры, совпадает с кривой для модели твердотельной пористой вставки с пористостью 0,7 до значения диаметра частиц 20 мкм, после данного значения эффективность кривой модели без пор оказывается выше. При значении пористости 0,8 кривая эффективности осаждения для модели пористого фильтра с перегородками, содержащими поры, оказывается выше кривой эффективности осаждения для модели с твердотельными перегородками до значения диаметра частиц 6 мкм.
Кривые эффективности осаждения частиц для моделей, содержащих поры, располагаются выше кривых для других моделей в области более мелких частиц. Это можно объяснить особенностью гидродинамики, так как после добавления пор часть линий тока проходит сквозь них. В соответствии с этим, более мелкие частицы затягиваются в поры, где вероятность их осаждения выше.
Эффективность осаждения частиц остается равной эффективности осаждения для случая стандартных высокопористых фильтров для частиц больше 6 мкм. Добавление пор в перегородки пористой вставки увеличивает эффективность осаждения частиц диаметром менее 6 мкм.
По коэффициенту качества фильтра также наблюдается заметный прирост, что достигается за счет сильного снижения перепада давления по сравнению с начальной моделью без пор. При этом эффективность снижается незначительно, а при диаметре частиц до 6 мкм, напротив, наблюдается прирост, и до данного значения диаметра частиц кривые коэффициента качества для моделей с порами оказываются выше остальных.
Регенерация высокопористого ячеистого фильтра с порами для очистки газовых сред и воды осуществляется путем последовательной продувки противотоком сжатого воздуха, как в прототипе [Патент RU 2630121, B01D 27/02, B01D 27/14, C02F 1/00, опубл. 05.09.2017].
Достоинствами предлагаемой полезной модели являются применение ее для очистки как газа, так и воды; отсутствие затрат на электроэнергию; несложная конструкция; легкая очистка; снижение перепада давления и прирост в эффективности осаждения частиц; низкие затраты на производство, замену и обслуживание таких фильтров.
Таким образом, можно сделать вывод, что добавление пор в перегородки пористого материала позволило получить прирост в эффективности осаждения для частиц менее 6 микрон, при этом обеспечив снижение перепада давления. Коэффициент качества фильтра с порами также оказывается выше по сравнению с высокопористым ячеистым фильтром твердотельной структуры без пор. Производителям фильтров и промышленным предприятиям можно рекомендовать использовать высокопористые ячеистые фильтры с порами для снижения нагрузки на фильтрующую систему за счет пониженного сопротивления среды.
Claims (5)
1. Высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды, содержащий корпус со вспомогательными патрубками, заполненный монолитным высокопористым ячеистым материалом, представляющим собой пористую вставку с диаметром ячеек 4 мм и с порами диаметром 0,9 мм, размеры пористой вставки 20×20×20 мм, входного патрубка 20×20×10 мм, выходного патрубка 20×20×30 мм.
2. Высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды по п. 1, отличающийся тем, что корпус и патрубки выполнены из пенополиуретана.
3. Высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды по п. 1, отличающийся тем, что пористая вставка изготовлена из керамики.
4. Высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды по п. 1, отличающийся тем, что пористая вставка изготовлена из полиактида.
5. Высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды по п. 1, отличающийся тем, что пористая вставка изготовлена из карбона.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021113360U RU206833U1 (ru) | 2021-05-11 | 2021-05-11 | Высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021113360U RU206833U1 (ru) | 2021-05-11 | 2021-05-11 | Высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU206833U1 true RU206833U1 (ru) | 2021-09-29 |
Family
ID=78000405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021113360U RU206833U1 (ru) | 2021-05-11 | 2021-05-11 | Высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU206833U1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4732594A (en) * | 1985-08-16 | 1988-03-22 | Swiss Aluminium Ltd. | Process for scrubbing exhaust gases from diesel engines and filter cartridge for carrying out the process |
| US4902314A (en) * | 1987-11-25 | 1990-02-20 | Hidetoshi Nakajima | Gas filter |
| RU2070418C1 (ru) * | 1993-02-25 | 1996-12-20 | Акционерное общество закрытого типа "Сирэмикс" | Фильтр |
| RU2474558C2 (ru) * | 2010-12-02 | 2013-02-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ получения керамических блочно-ячеистых фильтров-сорбентов для улавливания газообразных радиоактивных и вредных веществ |
| RU2594213C1 (ru) * | 2015-06-04 | 2016-08-10 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Устройство для очистки сточных вод от нефтепродуктов |
| RU2630121C1 (ru) * | 2016-03-31 | 2017-09-05 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (АО "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") | Устройство микрофильтрационное для очистки воды от механических загрязнений |
-
2021
- 2021-05-11 RU RU2021113360U patent/RU206833U1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4732594A (en) * | 1985-08-16 | 1988-03-22 | Swiss Aluminium Ltd. | Process for scrubbing exhaust gases from diesel engines and filter cartridge for carrying out the process |
| US4902314A (en) * | 1987-11-25 | 1990-02-20 | Hidetoshi Nakajima | Gas filter |
| RU2070418C1 (ru) * | 1993-02-25 | 1996-12-20 | Акционерное общество закрытого типа "Сирэмикс" | Фильтр |
| RU2474558C2 (ru) * | 2010-12-02 | 2013-02-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Способ получения керамических блочно-ячеистых фильтров-сорбентов для улавливания газообразных радиоактивных и вредных веществ |
| RU2594213C1 (ru) * | 2015-06-04 | 2016-08-10 | Федеральное автономное учреждение "25 Государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации" | Устройство для очистки сточных вод от нефтепродуктов |
| RU2630121C1 (ru) * | 2016-03-31 | 2017-09-05 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (АО "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") | Устройство микрофильтрационное для очистки воды от механических загрязнений |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202237462U (zh) | 一种滤袋式过滤器 | |
| CN103252133A (zh) | 高效过滤装置 | |
| CN201208526Y (zh) | 一种催化剂回收过滤器 | |
| RU206833U1 (ru) | Высокопористый ячеистый фильтр с порами для очистки газовых сред и воды | |
| CN204239115U (zh) | 一种发动机燃油过滤器 | |
| CA3157349A1 (en) | Fluid processing in encapsulated porous structures | |
| CN104481763A (zh) | 一种发动机燃油过滤器 | |
| CN112299587A (zh) | 一种便携式反渗透净水装置 | |
| CN113368599B (zh) | 水处理过滤系统 | |
| CN206308145U (zh) | 一种化工用污水过滤装置 | |
| CN215480261U (zh) | 一种物料分离超滤膜元件 | |
| CN205307924U (zh) | 一种高效环保型微孔精密过滤机 | |
| CN112897725A (zh) | 过滤系统与过滤装置 | |
| CN212050792U (zh) | 一种大中型反渗透装置 | |
| CN211097845U (zh) | 一种新型气压反冲洗式过滤装置 | |
| CN203724873U (zh) | 一种液体过滤装置 | |
| CN103657239B (zh) | 一种液体过滤装置 | |
| CN101249344B (zh) | 静电陶瓷精过滤机 | |
| CN215365140U (zh) | 过滤系统与过滤装置 | |
| CN104595074A (zh) | 柴油机燃油过滤器 | |
| CN219449412U (zh) | 纯净水膜过滤净化系统 | |
| CN110563178A (zh) | 一种便捷分级取水五级净水系统及其取水方法 | |
| CN215924577U (zh) | 一种使用超滤膜滤芯的净水装置 | |
| RU205944U1 (ru) | Многослойный высокопористый ячеистый фильтр | |
| RU158008U1 (ru) | Гидроциклон |