RU2102111C1

RU2102111C1 - Separation filter

Info

Publication number: RU2102111C1
Application number: RU94025973A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Пакки; Ирина Михайловна Арнольди; Глеб Викторович Пакки
Original assignee: Виктор Иванович Пакки
Priority date: 1994-07-12
Filing date: 1994-07-12
Publication date: 1998-01-20
Also published as: RU94025973A

Abstract

FIELD: cleaning of lubricating oils from mechanical impurities in circulating lubrication systems, for instance, in automobiles. SUBSTANCE: separation filter has body with inlet and outlet, filtering member installed in body axis, magnetic shield in the form of rods installed round the filtering members by means of supporting ring. Rods are bent by spiral lines. Rigidly secured to rods are permanent magnets and drive kinematically connected with supporting ring. EFFECT: higher efficiency. 4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам и способам очистки масла от механических примесей в циркуляционных системах смазки и может найти широкое применение в газовой, автомобильной и других отраслях промышленности. The invention relates to devices and methods for purifying oil from mechanical impurities in circulating lubrication systems and can find wide application in gas, automobile and other industries.

Известен самоочищающийся патронный фильтр (автсвид. СССР N 886940, кл. B 01 D 27/12) для очистки природных и оборотных вод. Known self-cleaning cartridge filter (autosvid. USSR N 886940, class B 01 D 27/12) for the purification of natural and recycled water.

Этот фильтр содержит корпус с патрубками ввода и вывода жидкости, фильтрующие патроны, щетки, привод вращения щеток и патрубок для отвода загрязнений. This filter contains a housing with fluid inlet and outlet nozzles, filter cartridges, brushes, a brush rotation drive and a nozzle for removing contaminants.

К недостаткам таких фильтров необходимо отнести следующую конструктивную недоработку: не обеспечивается очистка всеми фильтрующими патронами одновременно, т.к. периодически один из патронов отключается для промывки. The disadvantages of such filters include the following design flaw: cleaning is not ensured by all filter cartridges at the same time, because periodically one of the cartridges is turned off for flushing.

Широко известен фильтр для очистки жидкости [1] который содержит корпус, крышку с входящими и выходящими отверстиями, фильтроэлемент, закрепленный в центральной части крышки, и магнитную ловушку. The filter for cleaning liquids [1] is widely known, which contains a housing, a cover with inlet and outlet holes, a filter element fixed in the central part of the cover, and a magnetic trap.

Для повышения эффективности очистки и увеличения рабочего ресурса фильтра, магнитные ловушки выполнены в виде постоянных магнитов (кольцевых), установленных по торцам полюсных наконечников в виде шайб из магнитомягкого материала. To increase the cleaning efficiency and increase the working life of the filter, magnetic traps are made in the form of permanent magnets (ring) mounted at the ends of the pole pieces in the form of washers made of soft magnetic material.

Недостаток конструкции фильтра состоит в том, что не пердусмотрена очистка магнитной ловушки. Кроме того, конструкция фильтра металлоемка. The drawback of the filter design is that the cleaning of the magnetic trap is not overdue. In addition, the filter design is metal-intensive.

Известен также магнитный фильтр для очистки жидкости [2] предназначенный для жидкостного охлаждения крупных электрических машин и состоящий из корпуса, патрубков ввода и вывода жидкости, магнитопровода с отверстиями и катушки намагничивания. Also known is a magnetic filter for liquid purification [2] intended for liquid cooling of large electrical machines and consisting of a housing, fluid inlet and outlet pipes, a magnetic circuit with holes and a magnetization coil.

Основной недостаток конструкции [2] состоит в том, что не обеспечивается постоянная очистки жидкости, т.к. для очистки его от загрязнений путем обратной промывки необходимо прекратить фильтрацию
Кроме того, на поверхности магнита образуются "щетки" из механической примеси, которая частично смывается потоком жидкости и попадает в систему с чистой жидкостью.The main drawback of the design [2] is that it does not provide constant cleaning of the liquid, because to clean it from contamination by backwashing, stop filtering
In addition, “brushes” are formed on the surface of the magnet from a mechanical impurity, which is partially washed off by the fluid flow and enters the system with a clean fluid.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является фильтр, который применен в очистке рабочих жидкостей в гидроприводных секциях [3]
Указанный фильтр-сепаратор имеет корпус с патрубками ввода и вывода масла, фильтрующий элемент, расположенный между патрубками по высоте фильтра, магнитный экран, выполненный в виде стержней, на которых жестко установлены постоянные магниты, при этом стержни установлены с зазором к фильтрующему элементу и расположены вокруг него. Загрязненная рабочая жидкость или масло поступает через входной патрубок в корпус фильтра-сепаратора, где жидкость очищается от феррочастиц в магнитном поле, которое образуется продольными стержнями, а немагнитные частицы отделяются фильтрующим элементом. При этом ферромагнитные частицы притягиваются магнитными стержнями и осаждаются на них, постоянно увеличивая слой феррочастиц
Немагнитные частицы удаляются фильтрующим элементом, который работает с накоплением осадка на фильтрующей поверхности, что приводит к росту перепада давления и снижения пропускной способности фильтра-сепаратора.The closest technical solution to the invention is a filter that is used in the purification of working fluids in hydraulic sections [3]
The specified filter separator has a housing with oil inlet and outlet nozzles, a filter element located between the nozzles along the filter height, a magnetic screen made in the form of rods on which permanent magnets are rigidly mounted, while the rods are installed with a gap to the filter element and are located around him. Contaminated working fluid or oil enters through the inlet pipe into the filter-separator housing, where the fluid is cleaned of ferroparticles in a magnetic field, which is formed by longitudinal rods, and non-magnetic particles are separated by a filter element. In this case, ferromagnetic particles are attracted by magnetic rods and deposited on them, constantly increasing the layer of ferroparticles
Non-magnetic particles are removed by the filter element, which works with the accumulation of sediment on the filter surface, which leads to an increase in pressure drop and a decrease in the throughput of the filter separator.

Выполнение магнитного экрана неподвижным приводом к обрастанию магнитных стержней ферромагнитными частицами и забиванию поверхности фильтрующего элемента немагнитными частицами, что значительно сокращает межрегенерационный период фильтра-сепаратора. The implementation of the magnetic screen fixed drive to the fouling of the magnetic rods with ferromagnetic particles and clogging the surface of the filter element with non-magnetic particles, which significantly reduces the inter-regeneration period of the filter separator.

В основу изобретения поставлена задача создать такое устройство для очистки масла от механических примесей, в котором новое выполнение узлов и их расположение в фильтре повысят качество очистки масла. The basis of the invention is the task of creating such a device for cleaning oil from mechanical impurities, in which the new implementation of the nodes and their location in the filter will improve the quality of oil cleaning.

Эта задача решается тем, что в известном фильтре, содержащем корпус, на котором установлены входной и выходной патрубки для ввода и вывода очищаемой жидкости, фильтрующий элемент, расположенный между патрубками по высоте фильтра, магнитный экран, выполненный продольными стержнями, при этом стержни установлены с зазором к фильтрующему элементу и расположены вокруг него, дополнительно установлено опорное кольцо, а рабочая поверхность стержней выполнена винтообразной, при этом стержни жестко соединены с опорным кольцом. Стержни выполнены с возможностью вращения вокруг фильтрующего элемента. Кроме того, стержни выполнены с разным углом наклона к поверхности фильтрующего элемента и имеют различную конфигурацию. На стержнях установлены щетки со стороны фильтрующего элемента. This problem is solved in that in a known filter containing a housing on which inlet and outlet nozzles are installed for input and output of the liquid to be cleaned, a filter element located between the nozzles along the height of the filter, a magnetic screen made by longitudinal rods, while the rods are installed with a gap to the filter element and located around it, an additional support ring is installed, and the working surface of the rods is screw-shaped, while the rods are rigidly connected to the support ring. The rods are rotatable around the filter element. In addition, the rods are made with different angles to the surface of the filter element and have a different configuration. Brushes are installed on the rods from the side of the filter element.

Вращение стержней производится приводом кинематически связанным с опорным кольцом. The rotation of the rods is carried out by a kinematically coupled drive with a support ring.

Выполнение стержней винтообразными позволяет при их вращении повысить турбулентность потока очищаемого масла, способствует прохождению масла в фильтре. The execution of the helical rods makes it possible to increase the turbulence of the flow of the purified oil during their rotation, and facilitates the passage of oil in the filter.

Выполнение стержней различной конфигурации и с разным углом наклона к поверхности фильтрующего элемента позволяет изменять во время очистки масла угол "атаки" на поверхность фильтрующего элемента. The execution of the rods of various configurations and with different angles of inclination to the surface of the filter element allows you to change the angle of "attack" on the surface of the filter element during oil cleaning.

Установка щеток на стержнях улучшит очистку фильтрующего элемента. Installing brushes on the rods will improve the cleaning of the filter element.

Эти конструктивные изменения повышают качество очистки масла. These design changes improve the quality of oil cleaning.

Устройство фильтра поясняется чертежами: на фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 и 3 показаны сечения А-А и В-В фиг. 1; на фиг. 4 и 5 показано положение винтообразных стержней к поверхности фильтрующего элемента. The filter device is illustrated by drawings: in FIG. 1 shows a general view of the device; in FIG. 2 and 3 show sections AA and BB of FIG. one; in FIG. 4 and 5 show the position of the helical rods to the surface of the filter element.

Фильтр-сепаратор содержит корпус 1 и корпус 2 с патрубками 3 и 4 ввода и вывода масла из фильтра. В нижней части корпуса 2 расположен сливной патрубок 5 Внутри корпуса по его оси при помощи скобы 6 установлены фильтрующий элемент 7, выполненный из полимерного фильтрующего материал, например, фторопласта и перфорированный каркас 8. Фильтрующий элемент 7 поджимается пружиной 9, жестко связанной со скобой 6, к уплотнению 10. The filter separator comprises a housing 1 and a housing 2 with nozzles 3 and 4 of the input and output of oil from the filter. A drain pipe 5 is located in the lower part of the housing 2. A filter element 7 made of a polymer filter material, for example, fluoroplastic and a perforated frame 8, is installed along the axis of the housing 6 along its axis with the help of a bracket 6. The filter element 7 is pressed by a spring 9, which is rigidly connected to the bracket 6, to seal 10.

В начальной части фильтрующего элемента 7 установлен завихритель 11, ниже которого расположен привод, например, турбина 12, связанная посредством опорного кольца 13 с винтообразными стержнями 14, расположенными вокруг фильтрующего элемента 7. Стержни 14 расположены с зазором к поверхности фильтрующего элемента 7 и на одинаковом расстоянии друг от друга. Со стороны фильтрующего элемента 7 на стержнях 14 установлены жестко механические щетки 15. На стержнях 14 установлены постоянные магниты 16, которые образуют магнитный экран. Рабочие поверхности щеток 15 не соприкасаются с поверхностью элемента 7. Рабочие поверхности стержней 14 имеют разный угол наклона к поверхности фильтрующего элемента 7, при этом стержни 14 имеют и различную конфигурацию и равномерно расположены по окружности наружной поверхности фильтрующего элемента 7. A swirler 11 is installed in the initial part of the filter element 7, below which there is a drive, for example, a turbine 12 connected by a support ring 13 with screw rods 14 located around the filter element 7. The rods 14 are located with a gap to the surface of the filter element 7 and at the same distance apart from each other. On the part of the filter element 7, rigidly mechanical brushes 15 are installed on the rods 14. Permanent magnets 16 are installed on the rods 14, which form a magnetic screen. The working surfaces of the brushes 15 are not in contact with the surface of the element 7. The working surfaces of the rods 14 have a different angle of inclination to the surface of the filter element 7, while the rods 14 have a different configuration and are evenly spaced around the circumference of the outer surface of the filter element 7.

Фильтр-сепаратор работает следующим образом. The filter separator operates as follows.

Неочищенные масло или жидкость, содержащее феррочастицы, песок и т.п. а также воду, поступает под давление во входной патрубок 3 и затем во внутреннюю полость корпуса 2. Жидкость с верхней части корпуса 2 поступает на завихритель 11 (направляющий аппарат) и турбину 12, которая приводит во вращение винтообразные стержни 14 через опорное кольцо 13. Неочищенное масло подается турбиной 12 в кольцевую полость между цилиндрической поверхностью корпуса 2 и цилиндрической поверхностью фильтрующего элемента 7. Unrefined oil or liquid containing ferroparticles, sand, etc. as well as water, comes under pressure in the inlet pipe 3 and then into the internal cavity of the housing 2. The liquid from the upper part of the housing 2 enters the swirl 11 (guide apparatus) and turbine 12, which rotates the helical rods 14 through the support ring 13. Uncleaned the oil is supplied by the turbine 12 into the annular cavity between the cylindrical surface of the housing 2 and the cylindrical surface of the filter element 7.

Вращающиеся винтообразные стержни 14 приводят во вращение пограничный слой масла около фильтрующей поверхности элемента 7. Rotating helical rods 14 rotate the boundary layer of oil near the filter surface of the element 7.

Масло омывает вращающийся магнитный экран, образованный магнитными пластинами, жестко установленными на стержнях 14. The oil washes a rotating magnetic screen formed by magnetic plates rigidly mounted on the rods 14.

Вращение стержней 14 производится с помощью турбины 12, кинематически связанной с опорным кольцом 13. The rotation of the rods 14 is carried out using a turbine 12, kinematically connected with the support ring 13.

Все стержни 14 находятся на одинаковом расстоянии от поверхности фильтрующего элемента 7. All rods 14 are at the same distance from the surface of the filter element 7.

При этом феррочастицы притягиваются магнитными пластинами 16 (постоянными магнитами) и в последующем ориентируемые в магнитном поле, частицы образуют "щетки" с направленными вдоль силовых линий поля волосками. Последующий рост "щеток" приводит к образованию концентрированной зоны вокруг винтообразных стержней 14, при этом в этих зонах задерживаются и частично неметаллические частицы. При вращении стержней 14 ферромагнитные "щетки" вместе с металлическими частицами сбрасываются с потоком движущегося масла в нижнюю часть корпуса 2. При этом неметаллические частицы вырастают в агломерат, подходят к поверхности фильтрующего элемента 7, затем сбрасываются щетками 15. Очищенное масло, пройдя через перфорированный каркас 8, выходит через патрубок 4. Накопившийся осадок собирается в нижней части корпуса 2. In this case, the ferroparticles are attracted by magnetic plates 16 (permanent magnets) and subsequently oriented in a magnetic field, the particles form “brushes” with hairs directed along the field lines of the field. The subsequent growth of the "brushes" leads to the formation of a concentrated zone around the helical rods 14, while partially non-metallic particles are also retained in these zones. When the rods 14 rotate, the ferromagnetic “brushes” together with the metal particles are discharged with the flow of moving oil to the lower part of the housing 2. At the same time, non-metallic particles grow into agglomerate, approach the surface of the filter element 7, then are discharged by brushes 15. Refined oil passing through the perforated frame 8, exits through the pipe 4. The accumulated sediment is collected in the lower part of the housing 2.

Вращающиеся щетки 15 предотвращают коркообразование на поверхности фильтрующего элемента 7 за счет постоянной очистки по всей длине и по всему периметру. Rotating brushes 15 prevent crusting on the surface of the filter element 7 due to continuous cleaning along the entire length and around the perimeter.

Выполнение магнитного экрана с возможностью вращения вокруг фильтрующего элемента 7 обеспечивает очистку магнитных пластин 16 (постоянных магнитов) от металлических примесей в процессе работы фильтра, т.к. "щетки", образованные на поверхности магнитов 16 из механических примесей, будут сбрасываться в нижнюю часть корпуса 2 под действием сил, возникающих при вращении магнитного поля, созданного стержнями 14. The execution of the magnetic screen with the possibility of rotation around the filter element 7 provides the cleaning of the magnetic plates 16 (permanent magnets) from metal impurities during the operation of the filter, because "brushes" formed on the surface of the magnets 16 from mechanical impurities will be discharged into the lower part of the housing 2 under the action of forces arising from the rotation of the magnetic field created by the rods 14.

Кроме того, выполнение стержней 14 с разным углом наклона к поверхности фильтрующего элемента 7 и с разной конфигурацией при их вращении меняет угол "атаки" и создают меняющийся турбулентный поток, который обеспечивает отрыв от поверхности фильтрующего элемента 7 частиц и повышает качество очистки. Выполнение стержней винтообразными способствует прохождению масла в фильтре. In addition, the execution of the rods 14 with a different angle of inclination to the surface of the filter element 7 and with a different configuration during their rotation changes the angle of attack and creates a changing turbulent flow, which ensures separation of particles from the surface of the filter element 7 and improves the quality of cleaning. The execution of the helical rods contributes to the passage of oil in the filter.

Вращающиеся щетки 15, укрепленные на винтообразных стержнях 14, предотвращают коркообразование на фильтрующем элементе 7 по всему периметру, что практически обеспечивает самоочищение магнитных стержней, и как следствие, значительно увеличивает межрегенерационный пробег магнитного экрана. Rotating brushes 15, mounted on screw-shaped rods 14, prevent crusting on the filter element 7 around the entire perimeter, which practically ensures self-cleaning of the magnetic rods, and as a result, significantly increases the inter-regeneration range of the magnetic screen.

Вращающееся вокруг фильтрующего элемента 7 масло с одинаковой относительной скоростью по всей его длине и вращающиеся стержни 14 предотвращают коркообразование и накопление механических частиц на поверхности фильтрующего элемента. The oil rotating around the filter element 7 with the same relative speed along its entire length and the rotating rods 14 prevent crusting and the accumulation of mechanical particles on the surface of the filter element.

Ферромагнитные "щетки" сбрасываются за счет трения с маслом с вращающихся стержней
Указанная конструкция фильтр-сепаратора значительно повышает качество очистки масла, устраняет обрастание магнитных стержней ферромагнитными частицами и забивание фильтрующего элемента.Ferromagnetic "brushes" are discharged due to friction with oil from rotating rods
The specified design of the filter separator significantly improves the quality of oil cleaning, eliminates fouling of magnetic rods with ferromagnetic particles and clogging of the filter element.

Claims

1. A filter separator comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a filter element mounted along the axis of the housing, and a magnetic screen made in the form of rods mounted around the filter element to which permanent magnets are rigidly attached, characterized in that it is provided with a support ring, to which are rigidly attached to the rods mounted for rotation, while the rods are made curved along helical lines.

2. The filter separator according to claim 1, characterized in that the rods are installed at different angles of inclination to the surface of the filter element.

3. The filter separator according to claims 1 and 2, characterized in that it is equipped with a drive kinematically connected to the support ring.

4. The filter separator according to claims 1 to 3, characterized in that the rods are equipped with brushes rigidly attached to them, facing the filter element.