RU2114679C1

RU2114679C1 - Self-cleaning filter

Info

Publication number: RU2114679C1
Application number: RU95121993A
Authority: RU
Inventors: Александр Евгеньевич Шутков
Original assignee: Шутков Евгений Алексеевич; Александр Евгеньевич Шутков; Бахолдин Марк Михайлович; Шепелев Александр Владимирович; Филоненко Иван Алексеевич; Кудрявцев Игорь Иванович; Лаптев Владимир Алексеевич
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1995-12-26
Publication date: 1998-07-10

Abstract

FIELD: purification of liquids, mainly, oils and fuels for internal combustion engines. SUBSTANCE: filter for filtering disperse system with tangential filtration has body with inlet of disperse system and outlets of filtrate, concentrate and back flow of filtrate; channel for collection of filtrate having common side wall and end outlets; filtering surface; jet device for tangential inlet of disperse system to filtering surface; receiving nozzle with length through entire length of filtering surface in direction of channel for collection of filtrate; and drive for displacement of filtering surface towards receiving nozzle in direction of supplied tangential flow of disperse system relative to jet device supplying disperse system. EFFECT: higher efficiency. 23 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для фильтрации или фильтрации с дегазацией суспензий, а также с разделением эмульсий типа вода в масле. Преимущественная область применения - фильтрация масел и топлива для двигателей внутреннего сгорания. The invention relates to a device for filtering or filtering with the degassing of suspensions, as well as with the separation of emulsions such as water in oil. The preferred area of application is the filtration of oils and fuels for internal combustion engines.

Известен самоочищающийся фильтр (SU 1 813 008 A1, B 01 D 29/62) с тангенциальной фильтрацией части потока исходной жидкости и с отводом концентрата из полости фильтруемой среды. Known self-cleaning filter (SU 1 813 008 A1, B 01 D 29/62) with tangential filtration of part of the flow of the original liquid and with the discharge of the concentrate from the cavity of the filtered medium.

Недостатком этого фильтра является то, что канал для сбора концентрата окружает фильтрующую поверхность. Это не позволяет локализовать смываемые с поверхности загрязнения и исключить их повторный возврат на поверхность фильтрации потоком очищаемой жидкости. The disadvantage of this filter is that the channel for collecting concentrate surrounds the filter surface. This does not allow to localize the contaminants washed off from the surface and to prevent their repeated return to the filtration surface by the flow of the liquid being cleaned.

Вторым недостатком является отсутствие средства промывки фильтрующей поверхности обратным потоком фильтрата. В результате не используется вторичный эффект воздействия подводимого тангенциального потока на задержанные загрязнения, состоящий в уменьшении концентрационной поляризации. Смывание обратным потоком фильтрата загрязнений, разрыхленных моющей тангенциальной струей, улучшало бы очистку такого фильтра. The second disadvantage is the lack of means for washing the filter surface with a reverse flow of filtrate. As a result, the secondary effect of the input tangential flow on delayed pollution, consisting in a decrease in concentration polarization, is not used. Rinsing off the filtrate with a reverse flow of contaminants loosened by a washing tangential jet would improve the cleaning of such a filter.

Известен также самоочищающийся фильтр (EP 0 460 842 A1, B 01 D 29/11, 1991), содержащий расположенное возле фильтрующей поверхности по меньшей мере одно сопло, которое может сообщаться по крайней мере с двумя различными источниками давления. Давление в одном из источников превышает давление в фильтре, а в другом ниже давления в фильтре. В первом случае обеспечивается рыхление струей потока задержанных загрязнений, а во втором - их отвод этим же соплом с помощью обратного потока фильтрата сквозь фильтрующую поверхность. Фильтр также может содержать два сопла, установленных со стороны фильтруемой жидкости относительно поверхности фильтрации. При этом одно из этих сопел может быть смывающим загрязнения с помощью тангенциального потока, а другое - отсасывающим эти фракции в режиме промывки поверхности фильтратом. A self-cleaning filter is also known (EP 0 460 842 A1, B 01 D 29/11, 1991), comprising at least one nozzle located near the filter surface and which can communicate with at least two different pressure sources. The pressure in one of the sources exceeds the pressure in the filter, and in the other, lower than the pressure in the filter. In the first case, loosening by the jet of the stream of delayed contaminants is provided, and in the second case, their removal by the same nozzle by means of the return filtrate flow through the filtering surface. The filter may also contain two nozzles mounted on the side of the filtered fluid relative to the filtration surface. In this case, one of these nozzles can be used to wash away contaminants using a tangential flow, and the other can suck these fractions in the regime of washing the surface with filtrate.

Недостаток этого устройства состоит в эпизодическом воздействии моющего струйного потока фильтруемой среды на загрязнения в случае использования только одного сопла. The disadvantage of this device is the episodic effect of the washing jet stream of the filtered medium on pollution in the case of using only one nozzle.

Второй недостаток состоит в том, что для воздействия тангенциальной струей на указанные загрязнения непостоянно используется энергия всего потока очищаемой жидкости, а лишь периодически, когда напорный канал питания фильтра выступает в роли источника высокого давления. Переключение этого канала на сопловой режим подачи жидкости в фильтр приводит к пульсациям давления в системе фильтрации, что приемлемо не для всяких технических систем. The second drawback is that the energy of the entire flow of the liquid being cleaned is not constantly used to influence the indicated contaminants with a tangential jet, but only periodically when the pressure channel of the filter supply acts as a high pressure source. Switching this channel to the nozzle mode of fluid supply to the filter leads to pressure pulsations in the filtration system, which is not acceptable for any technical systems.

Третий недостаток состоит в том, что не обеспечиваются локализация и непрерывный отвод от фильтрующей поверхности всех смываемых тангенциальной струей загрязнений. Это приводит к их возврату на указанную поверхность и увеличению концентрационной поляризации, что сопровождается ростом перепада давления на фильтре. The third disadvantage is that localization and continuous removal from the filter surface of all contaminants washed away by the tangential stream are not ensured. This leads to their return to the indicated surface and an increase in concentration polarization, which is accompanied by an increase in the pressure drop across the filter.

Четвертый недостаток состоит в сложности конструкции, в которой необходимо обеспечивать переключение каждого сопла с одного источника давления на другой. The fourth disadvantage is the complexity of the design, in which it is necessary to ensure the switching of each nozzle from one pressure source to another.

Цель изобретения является упрощение конструкции фильтра и улучшение очистки фильтрующей поверхности за счет обеспечения постоянного режима, локализации смываемых загрязнений путем ограничения канала для сбора концентрата стенкой приемного сопла промывки фильтрующей поверхности обратным потоком фильтрата и воздействия обратного потока фильтрата при такой промывке на те участки фильтрующей поверхности, где перед этим была уменьшена концентрационная поляризация при тангенциальном подводе к этим участкам всей исходной среды, непосредственно сразу после воздействия на загрязнения тангенциальным потоком. The purpose of the invention is to simplify the design of the filter and improve cleaning of the filter surface by ensuring a constant mode, localization of washable contaminants by limiting the channel for collecting the concentrate by the wall of the receiving nozzle of washing the filter surface with the filtrate back flow and the influence of the filtrate back flow during such washing on those parts of the filter surface before that, the concentration polarization was reduced during the tangential approach to these sections of the entire initial medium, Directly immediately after exposure to pollution by a tangential flow.

Цель достигается тем, что в известном самоочищающемся фильтре для обработки дисперсной системы, содержащем корпус со входом исходной среды и отводами фильтрата, концентрата, а также смываемых обратным потоком фильтрата компонентов дисперсной фазы; не менее одного канала для сбора фильтрата и не менее одного канала для сбора концентрата, имеющих общую боковую стенку из фильтрующей поверхности и по меньшей мере по одному концевому выходу; сообщенное с отводом смываемых обратным потоком фильтрата компонентов дисперсной фазы по меньшей мере одно приемное сопло, расположенное возле фильтрующей поверхности; по меньшей мере одно преимущественно щелевое струйное устройство тангенциального подвода исходной среды к фильтрующей поверхности, сообщенное со входом этой среды и имеющее протяженность преимущественно на всю длину фильтрующей поверхности в направлении канала для сбора фильтрата, выполненное с возможностью обеспечения направления подводимого тангенциального потока исходной среды в сторону канала для сбора концентрата; привод относительного перемещения фильтрующей поверхности и струйного устройства подвода исходной среды, выполненный с возможностью обеспечения воздействия тангенциальной струи этой среды последовательно на всю фильтрующую поверхность, согласно изобретению, приемное сопло выполнено в виде преимущественно щелевого соплового устройства, имеющего общую стенку с каналом для сбора концентрата и имеющего протяженность не менее чем на всю длину фильтрующей поверхности в направлении канала для сбора фильтрата, а привод выполнен с возможностью обеспечения перемещения фильтрующей поверхности в сторону приемного сопла по направлению подводимого тангенциального потока исходной среды относительно струйного устройства подвода этой среды. The goal is achieved by the fact that in the known self-cleaning filter for processing a dispersed system, comprising a housing with an inlet of the initial medium and the outlets of the filtrate, concentrate, as well as components of the dispersed phase washed off by the reverse flow of the filtrate; at least one channel for collecting the filtrate and at least one channel for collecting the concentrate having a common side wall from the filter surface and at least one end outlet; at least one receiving nozzle communicated with the removal of the components of the dispersed phase washed off by the reverse flow of the filtrate located near the filter surface; at least one predominantly slotted jet device for tangential supply of the initial medium to the filtering surface, in communication with the entrance of this medium and having a length mainly along the entire length of the filtering surface in the direction of the filtrate collecting channel, configured to provide the direction of the input tangential flow of the initial medium in the direction of the channel for collecting concentrate; a drive for relative movement of the filter surface and the jet medium supply device configured to provide a tangential jet of this medium sequentially on the entire filter surface, according to the invention, the receiving nozzle is made in the form of a predominantly slotted nozzle device having a common wall with a channel for collecting concentrate and having length not less than the entire length of the filter surface in the direction of the channel for collecting the filtrate, and the drive is made with possible the ability to ensure the movement of the filter surface in the direction of the receiving nozzle in the direction of the input tangential flow of the source medium relative to the inkjet device for supplying this medium.

Кроме того, достижение поставленной цели может обеспечиваться тем, что концевые выходы каналов для сбора концентрата и фильтрата расположены друг возле друга и возле края фильтрующей поверхности. Возможно также расположение при этом концевого выхода канала для сбора концентрата в верхней части корпуса в случае, если дисперсная система содержит компоненты дисперсной фазы, плохо седиментируемые в обрабатываемой среде или имеющие удельный вес не больше, чем у исходной среды. Альтернативным вариантом, согласно изобретению, является расположение концевого выхода канала для сбора концентрата и концевого выхода канала для сбора фильтрата в нижней части корпуса, если дисперсная система содержит компоненты дисперсной фазы с удельным весом, не меньшим, чем у исходной среды. In addition, the achievement of this goal can be achieved by the fact that the end outputs of the channels for collecting concentrate and filtrate are located next to each other and near the edge of the filter surface. It is also possible that the end exit of the channel for collecting concentrate is located in the upper part of the case if the disperse system contains dispersed phase components that are poorly sedimented in the medium being processed or have a specific gravity of no more than that of the initial medium. An alternative embodiment according to the invention is the location of the end exit of the channel for collecting concentrate and the end exit of the channel for collecting the filtrate in the lower part of the housing, if the dispersed system contains components of the dispersed phase with a specific gravity not less than that of the initial medium.

Помимо этого, согласно изобретению по меньшей мере одно щелевое сопло струйного устройства подвода исходной среды может быть выполнено с переменным вдоль его протяженности проходным сечением, уменьшающимся в сторону концевого выхода канала для сбора концентрата. In addition, according to the invention, at least one slotted nozzle of the jet medium supply device can be made with a variable cross-section along its length, decreasing towards the end exit of the concentrate collecting channel.

Еще больший эффект в соответствии с изобретением может быть получен, если по меньшей мере одно щелевое сопло струйного устройства подвода исходной среды выполнено с возможностью обеспечения направления по меньшей мере части подводимого тангенциального потока исходной среды в сторону концевого выхода канала для сбора концентрата. При этом результат может быть усилен, если по меньшей мере одно щелевое сопло струйного устройства подвода исходной среды выполнено с протяженностью преимущественно вдоль винтовой линии. An even greater effect in accordance with the invention can be obtained if at least one slotted nozzle of the jet medium supply device is configured to direct at least a portion of the input tangential flow of the source medium towards the end outlet of the concentrate collecting channel. In this case, the result can be enhanced if at least one slotted nozzle of the jet device for supplying the initial medium is made with a length mainly along the helix.

Кроме того, возможно также решение, при котором по меньшей мере одно сопло струйного устройства подвода исходной среды выполнено с возможностью изменения площади и/или геометрической формы своего проходного сечения. In addition, it is also possible a solution in which at least one nozzle of the inkjet device for supplying the initial medium is configured to change the area and / or geometric shape of its orifice.

Указанная цель достигается также тем, что фильтрующая поверхность выполнена в виде ситовой поверхности или в виде щелевой поверхности с расположением щелей непараллельно протяженности струйного устройства подвода исходной среды. Еще больший эффект может быть получен, если фильтрующая поверхность выполнена в виде щелевой поверхности с расположением щелей преимущественно вдоль направления подводимого тангенциального потока исходной среды. This goal is also achieved by the fact that the filtering surface is made in the form of a sieve surface or in the form of a slit surface with an arrangement of slots that are not parallel to the length of the jet device for supplying the initial medium. An even greater effect can be obtained if the filtering surface is made in the form of a slit surface with the arrangement of slots mainly along the direction of the input tangential flow of the initial medium.

Помимо указанного, приемное сопло может быть выполнено с возможностью обеспечения неравномерности вдоль этого сопла скорости обратного потока фильтрата на входе в сопло, не превышающей 25% от среднего значения в ту или иную сторону. Достижение такого требования облегчается, если приемное сопло выполнено в виде системы приемных щелевых секторов, каждый из которых имеет протяженность, меньшую чем протяженность приемного сопла, и сообщен с отводом смываемых обратным потоком фильтрата компонентов дисперсной фазы. Наилучший результат получается, когда каждый из приемных щелевых секторов сообщен своим каналом с отводом смываемых обратным потоком фильтрата компонентов дисперсной фазы. In addition to the indicated, the receiving nozzle can be made with the possibility of ensuring non-uniformity along the nozzle of the speed of the return flow of the filtrate at the entrance to the nozzle, not exceeding 25% of the average value in one direction or another. Achieving this requirement is facilitated if the receiving nozzle is made in the form of a system of receiving slot sectors, each of which has a length shorter than the length of the receiving nozzle, and is connected with the removal of dispersed phase components washed away by the backflow of the filtrate. The best result is obtained when each of the receiving gap sectors is communicated by its own channel with the removal of dispersed phase components washed away by the reverse filtrate stream.

Конструкция фильтра получается наиболее простой, если фильтрующая поверхность выполнена в виде по меньшей мере одной преимущественно цилиндрической поверхности, внутренняя полость которой образует канал для сбора фильтрата. Еще большего упрощения конструкции получим, когда при этом привод расположен внутри канала для сбора фильтрата и выполнен с возможностью использования фильтрата в качестве рабочей среды. Указанный привод может быть выполнен турбинным, либо выполнен в виде пневмо- или гидродвигателя, корпус которого закреплен неподвижно относительно фильтрующей поверхности, а выходной вал закреплен неподвижно относительно корпуса фильтра. В другом варианте изобретения привод выполнен в виде пневмо- или гидродвигателя, корпус которого закреплен неподвижно относительно струйного устройства подвода исходной среды, а выходной вал закреплен неподвижно относительно корпуса фильтра. При этом в случае пневмо- или гидродвигателя корпус привода может быть выполнен с возможностью подвода рабочей среды непосредственно из полости канала для сбора фильтрата, а выходной вал привода выполнен с возможностью отвода из этого привода рабочей среды. The design of the filter is the simplest if the filter surface is made in the form of at least one predominantly cylindrical surface, the inner cavity of which forms a channel for collecting the filtrate. We will obtain even greater simplification of the design when the drive is located inside the channel for collecting the filtrate and is configured to use the filtrate as a working medium. The specified drive can be made turbine, or made in the form of a pneumatic or hydraulic motor, the housing of which is fixed motionless relative to the filter surface, and the output shaft is fixed motionless relative to the filter housing. In another embodiment of the invention, the drive is made in the form of a pneumatic or hydraulic motor, the housing of which is fixed motionless relative to the jet device for supplying the initial medium, and the output shaft is fixed motionless relative to the filter housing. In this case, in the case of a pneumatic or hydraulic motor, the drive housing can be configured to supply a working medium directly from the cavity of the channel to collect the filtrate, and the output shaft of the drive is configured to drain the working medium from this drive.

Возможно также, согласно изобретению, выполнение фильтрующей поверхности электроизолированной от остальных деталей фильтра при условии, что дисперсионная среда является диэлектрической, например, если дисперсной системой является суспензия с диэлектрической дисперсионной средой, которая может содержать растворенную и/или нерастворенную газовую фазу. Кроме того, дисперсная система может быть эмульсией с диэлектрической дисперсионной средой. It is also possible, according to the invention, that the filter surface is electrically insulated from the remaining parts of the filter, provided that the dispersion medium is dielectric, for example, if the disperse system is a suspension with a dielectric dispersion medium, which may contain a dissolved and / or undissolved gas phase. In addition, the dispersed system may be an emulsion with a dielectric dispersion medium.

Предусмотрена также возможность выполнения фильтрующей поверхности гидрофобной. The possibility of making the filtering surface hydrophobic is also provided.

Поставленная цель реализуется наиболее успешно, если дисперсной системой является масло системы смазки или топливо двигателя внутреннего сгорания. Наилучший результат имеем, когда привод расположен внутри канала для сбора фильтрата и выполнен с возможностью использования исходной среды в качестве рабочей среды, причем корпус привода закреплен неподвижно относительно фильтрующей поверхности, а выходной вал привода выполнен с возможностью отвода из этого привода рабочей среды и закреплен неподвижно относительно корпуса фильтра. The set goal is realized most successfully if the dispersed system is lubricant oil or fuel from an internal combustion engine. We have the best result when the drive is located inside the channel for collecting the filtrate and is made with the possibility of using the source medium as the working medium, the drive housing being fixed motionless relative to the filter surface and the output shaft of the drive being able to divert the working medium from this drive and fixed motionless relative to filter housing.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 ; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - узел I на фиг. 1; на фиг. 6 - вид Д на фиг. 2; на фиг. 7 - разрез Л-Л на фиг. 8 для фильтра с винтовым соплом; на фиг. 8 - разрез К-К на фиг. 7; на фиг. 9 - поперечный разрез фильтра с регулируемым соплом; на фиг. 10 - разрез В-В по фиг. 3 для случая приемного сопла, выполненного в виде нескольких щелевых секторов. In FIG. 1 shows the proposed device, a section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3 - section BB in FIG. 1 ; in FIG. 4 is a section BB of FIG. 3; in FIG. 5 - node I in FIG. one; in FIG. 6 is a view D in FIG. 2; in FIG. 7 is a section LL in FIG. 8 for a filter with a screw nozzle; in FIG. 8 is a section KK in FIG. 7; in FIG. 9 is a cross-sectional view of a filter with an adjustable nozzle; in FIG. 10 is a section BB of FIG. 3 for the case of a receiving nozzle made in the form of several slot sectors.

Изображенный на фиг. 1 - 4 самоочищающийся фильтр содержит корпус 1 с входом 2 исходной среды и отводами 3, 4 и 5 соответственно фильтрата, концентрата и смываемых обратным потоком фильтрата компонентов дисперсной фазы, каналы 6 и 6' для сбора фильтрата и канал 7 для сбора концентрата. Канал 6 имеет с каналом 7 общую боковую стенку из фильтрующей поверхности 8, а канал 6' - из фильтрующей поверхности 8'. Кроме того, каналы 6 и 6' имеют концевые выходы 9 и 9' соответственно, а канал 7 имеет концевой выход 10. Возле фильтрующей поверхности 8 расположено приемное сопло 11, а возле поверхности 8' - с входом 2 обрабатываемой среды и имеет протяженность на всю длину фильтрующей поверхности 8 (8') в направлении канала 6 (6'). Струйное устройство 13 обеспечивает направление подводимого тангенциального потока исходной среды в сторону канала 7 для сбора концентрата. Внутри канала 6 (6') расположен привод 15 (15') относительного перемещения фильтрующей поверхности 8 (8') и струйного устройства 13 таким образом, чтобы в процессе работы фильтра обеспечить воздействие тангенциальной струи исходной среды на всю фильтрующую поверхность 8 (8'). В данном случае привод 15 (15') осуществляет перемещение фильтрующей поверхности 8 (8') относительно неподвижного струйного устройства 13. Depicted in FIG. 1 to 4, the self-cleaning filter comprises a housing 1 with an inlet 2 of the initial medium and outlets 3, 4 and 5, respectively of the filtrate, concentrate and dispersed phase components washed off by the reverse flow of the filtrate, channels 6 and 6 'for collecting the filtrate and channel 7 for collecting the concentrate. Channel 6 has a common side wall with channel 7 from the filter surface 8, and channel 6 'from the filter surface 8'. In addition, the channels 6 and 6 'have end outputs 9 and 9', respectively, and the channel 7 has an end output 10. Near the filtering surface 8 there is a receiving nozzle 11, and near the surface 8 'there is an input 2 of the medium to be processed and has a length of the length of the filter surface 8 (8 ') in the direction of the channel 6 (6'). The inkjet device 13 provides the direction of the input tangential flow of the source medium in the direction of the channel 7 for collecting concentrate. Inside the channel 6 (6 ') is located the actuator 15 (15') of the relative movement of the filter surface 8 (8 ') and the inkjet device 13 so that during the operation of the filter to ensure that the tangential stream of the source medium acts on the entire filter surface 8 (8') . In this case, the actuator 15 (15 ') moves the filter surface 8 (8') relative to the stationary inkjet device 13.

Особенностью патентуемой конструкции является то, что приемное сопло 11 (11') выполнено в виде щелевого соплового устройства с протяженностью на всю длину фильтрующей поверхности 8 (8') в направлении канала 6 (6') для сбора фильтрата и имеет стенку 16 (16'), являющуюся общей с каналом 7 для сбора концентрата. Этим обеспечивается разделение полости обрабатываемой среды на полость канала 7 для сбора концентрата и полость 17 остальной части потока, свободную от смываемых тангенциальной струей компонентов дисперсной фазы. Второй особенностью является обеспечение перемещения фильтрующей поверхности 8 (8') относительно струйного устройства 13 по направлению тангенциального потока подводимой исходной среды. В данном случае это осуществляется приводом 15 (15'), вращающим поверхность 8 (8') по направлению стрелки 18 (18'). A feature of the patented design is that the receiving nozzle 11 (11 ') is made in the form of a slotted nozzle device with a length of the entire filter surface 8 (8') in the direction of the channel 6 (6 ') for collecting the filtrate and has a wall 16 (16') ), which is common with the channel 7 for collecting the concentrate. This ensures that the cavity of the medium to be treated is divided into the cavity of the channel 7 for collecting the concentrate and the cavity 17 of the rest of the flow, free from components of the dispersed phase washed off by the tangential jet. The second feature is the movement of the filter surface 8 (8 ') relative to the inkjet device 13 in the direction of the tangential flow of the input source medium. In this case, this is carried out by the drive 15 (15 '), rotating the surface 8 (8') in the direction of the arrow 18 (18 ').

Фильтр работает следующим образом. Обрабатываемая дисперсная система, например, суспензия с твердой и/или газовой дисперсной фазой, поступает на вход 2 фильтра и разделяется струйным устройством 13 на два тангенциально ориентированных относительно фильтрующей поверхности 8 и 8' потока, направленных в сторону канала 7 для сбора концентрата. Каждый из этих потоков смывает задержанную фильтрующей поверхностью дисперсную фазу, обеспечивая ее преимущественное движение в сторону канала 7 и образование в нем потока концентрата, удаляемого из фильтра через отвод 4. Такая локализация смываемой дисперсной фазы внутри канала 7 препятствует ее распространению на фильтрующую поверхность, расположенную вне этого канала и позволяет организовать активную канализацию загрязнений в сторону отвода 4 концентрата. Те компоненты дисперсной фазы, которые не удалось смыть с фильтрующей поверхности тангенциальным потоком, смываются обратным потоком фильтрата при прохождении зоны приемного сопла 11 (11') и выводятся из фильтра через отвод 5. Движение фильтрующей поверхности 8 (8') по ходу тангенциального потока в сторону приемного сопла исключает повторное уплотнение дисперсной фазы после уменьшения концентрационной поляризации входным потоком. Это облегчает процесс промывки фильтрующей поверхности обратным потоком фильтрата. Восстановленная после прохождения приемного сопла 11 (11') фильтрующая поверхность 8 (8') обеспечивает фильтрацию оставшейся части исходной среды с выводом фильтрата через концевой выход 9 (9') канала 6 (6') для сбора фильтрата в сторону отвода 3 фильтрата. The filter works as follows. The processed dispersed system, for example, a suspension with a solid and / or gas dispersed phase, enters the filter inlet 2 and is divided by the jet device 13 into two flows tangentially oriented relative to the filter surface 8 and 8 ', directed towards the channel 7 for collecting the concentrate. Each of these flows washes away the dispersed phase delayed by the filtering surface, ensuring its predominant movement towards the channel 7 and the formation of a concentrate stream in it, which is removed from the filter through the outlet 4. Such localization of the washable dispersed phase inside the channel 7 prevents its spread to the filtering surface located outside this channel and allows you to organize an active sewage of pollution in the direction of the diversion of 4 concentrate. Those components of the dispersed phase that could not be washed off with a tangential flow from the filtering surface are washed off with the filtrate backflow when passing through the zone of the receiving nozzle 11 (11 ') and are removed from the filter through outlet 5. The movement of the filtering surface 8 (8') along the tangential flow in side of the receiving nozzle eliminates the re-compaction of the dispersed phase after reducing the concentration polarization of the input stream. This facilitates the process of washing the filter surface with a reverse flow of filtrate. The filtering surface 8 (8 ') reconstructed after passing through the intake nozzle 11 (11') provides filtration of the remaining part of the initial medium with filtrate outlet through the end outlet 9 (9 ') of channel 6 (6') to collect the filtrate towards the filtrate outlet 3.

Канализацию внутри канала 7 в сторону концевого выхода 10 смываемой дисперсной фазы можно усилить расположением этого выхода возле концевого выхода 9 (9') канала 6 (6') для сбора фильтрата и возле края фильтрующей поверхности 8 (8'), как это показано, например, на фиг. 1. Движение исходной среды сквозь фильтрующую поверхность в зоне канала 7 происходит неравномерно: большее количество этой среды проходит сквозь поверхность 8 (8') в зоне концевого выхода 9 (9') и меньшее - в зоне возле противоположного тупикового конца канала 6 (6'). Щелевой подвод к каналу 7 фильтруемой среды создает ее дефицит возле концевого выхода 9 (9') и избыток возле противоположного тупикового конца канала 6 (6'). В результате внутри канала 7 образуется течение фильтруемой среды в сторону концевого выхода 9 (9'), которое суммируется с собственным течением в канале 7 в сторону его собственного концевого выхода 10 и активизирует канализацию в сторону выхода 10 концентрата внутри канала 7. Когда дисперсная фаза плохо седиментируется в обрабатываемой среде (например, в случае загрязнения дизельного масла высокодисперсными твердыми частицами углерода) или содержит пузырьки газа, то оба концевых выхода 9 и 9' вместе с концевым выходом 10 целесообразно располагать в верхней части корпуса, как это изображено на фиг.1. В случае, если в составе дисперсной фазы доминируют компоненты с удельным весом, большим, чем удельный вес обрабатываемой среды, то указанные концевые выходы целесообразно располагать в нижней части корпуса, как это показано на фиг. 5. Такие решения позволяют дополнительно использовать поле силы тяжести для ускорения канализации компонентов концентрата в сторону концевого выхода 10. Sewerage inside the channel 7 towards the end exit 10 of the washable dispersed phase can be enhanced by placing this outlet near the end exit 9 (9 ') of the channel 6 (6') to collect the filtrate and near the edge of the filter surface 8 (8 '), as shown, for example in FIG. 1. The movement of the initial medium through the filtering surface in the area of the channel 7 is uneven: a larger amount of this medium passes through the surface 8 (8 ') in the zone of the end exit 9 (9') and a smaller one in the area near the opposite dead end of the channel 6 (6 ' ) The slit supply to the channel 7 of the filtered medium creates its deficit near the end exit 9 (9 ') and an excess near the opposite dead end of the channel 6 (6'). As a result, a flow of the filtered medium is formed inside the channel 7 towards the end outlet 9 (9 '), which is summed with its own flow in the channel 7 towards its own end exit 10 and activates the sewage system towards the outlet 10 of the concentrate inside the channel 7. When the dispersed phase is bad sedimented in the medium being processed (for example, in the case of contamination of diesel oil with highly dispersed solid carbon particles) or contains gas bubbles, then both end outputs 9 and 9 'together with end output 10 are expediently split ing into the upper portion of the housing, as shown in Figure 1. In the event that components with a specific gravity greater than the specific gravity of the medium being processed dominate in the dispersed phase, then it is advisable to place these end outputs in the lower part of the housing, as shown in FIG. 5. Such solutions make it possible to additionally use the field of gravity to accelerate the drainage of the components of the concentrate towards the end exit 10.

Движение концентрата внутри канала 7 в сторону концевого выхода 10 можно еще более усилить, если выполнить щелевое сопло 14 (14') струйного устройства 13 с переменным вдоль его протяженности проходным сечением, уменьшающимся в сторону концевого выхода 10, как это показано на фиг. 6. При таком исполнении входного сопла увеличиваются избыток среды возле тупикового конца канала 6 (6') и ее дефицит возле концевого выхода 9(9'). В результате транзитное течение среды внутри канала 7 в сторону концевого выхода 10 будет происходить с большей скоростью, что улучшит очистку этого канала от компонентов концентрата. The movement of the concentrate inside the channel 7 towards the end exit 10 can be further enhanced if the slotted nozzle 14 (14 ') of the jet device 13 is made with a flow cross section variable along its length, decreasing towards the end exit 10, as shown in FIG. 6. With this design of the inlet nozzle, the excess medium near the dead end of the channel 6 (6 ') and its deficit near the end exit 9 (9') increase. As a result, the transit flow of the medium inside the channel 7 towards the end outlet 10 will occur at a higher speed, which will improve the cleaning of this channel from the components of the concentrate.

Еще больший эффект может быть достигнут, если хотя бы частично направить щелевое сопло 14 (14') в сторону концевого выхода 10, например, расположить это сопло вдоль винтовой линии 19, как это показано на фиг. 7 и 8. Работа фильтра, изображенного на фиг. 7 и 8, ясна и не требует пояснений. An even greater effect can be achieved if the slotted nozzle 14 (14 ') is at least partially directed towards the end exit 10, for example, to position this nozzle along the helical line 19, as shown in FIG. 7 and 8. The operation of the filter shown in FIG. 7 and 8, is clear and requires no explanation.

Фильтрация жидкостей или газов обычно происходит при переменных расходах обрабатываемой среды. Чтобы в этих условиях хотя бы частично сохранить моющий эффект тангенциального потока, целесообразно уменьшать или увеличивать проходное сечение струйного устройства в соответствии с уменьшением или увеличением расхода подаваемого потока. Одно из исполнений подобного фильтра показано на фиг. 9. Струйное устройство этого фильтра выполнено с переменным проходным сечением щелевого сопла 14 с целью стабилизации скорости среды на выходе сопла. Изменение сечения обеспечивается подпружиненной боковой стенкой 20 сопла за счет воздействия на пружину 21 перепада давления на щели сопла. Последнее обеспечивается тем, что полость 22 пружины сообщена через отверстие 23 с полостью очищаемой жидкости. В общем случае может изменяться не только площадь, но и геометрическая форма проходного сечения струйного устройства подвода среды. Filtration of liquids or gases usually occurs at variable flow rates. In order to preserve at least partially the washing effect of the tangential flow under these conditions, it is advisable to reduce or increase the flow area of the jet device in accordance with a decrease or increase in the flow rate of the feed stream. One embodiment of such a filter is shown in FIG. 9. The jet device of this filter is made with a variable passage section of the slotted nozzle 14 in order to stabilize the speed of the medium at the nozzle exit. The change in cross section is provided by the spring-loaded side wall 20 of the nozzle due to the impact on the spring 21 of the differential pressure on the nozzle slots. The latter is ensured by the fact that the cavity 22 of the spring is communicated through the hole 23 with the cavity of the liquid being cleaned. In the general case, not only the area can change, but also the geometric shape of the passage section of the inkjet medium supply device.

Выполнение фильтрующей поверхности в виде ситовой, для которой характерно задержание дисперсной фазы на поверхности, а не в глубине фильтрующей среды, облегчает процесс очистки этой среды тангенциальным потоком. Еще больший эффект может быть получен, если эта поверхность является щелевой (не показано) с расположением щелей вдоль подводимого тангенциального потока исходной среды. В этом случае улучшается вымывание загрязнений, задержанных стенками фильтрующих щелей. The implementation of the filtering surface in the form of a sieve, which is characterized by the retention of the dispersed phase on the surface, and not in the depth of the filtering medium, facilitates the process of cleaning this medium with a tangential flow. An even greater effect can be obtained if this surface is slotted (not shown) with the arrangement of slots along the supplied tangential flow of the initial medium. In this case, the leaching of contaminants trapped by the walls of the filter slots is improved.

Чтобы качественно осуществлять процесс промывки фильтрующей поверхности обратным потоком фильтрата, необходимо обеспечить более или менее равномерное распределение скорости промывного агента вдоль приемного сопла. Допустимой является неравномерность, не превышающая 25% в ту или другую сторону относительно среднего значения скорости фильтрата вдоль протяженности указанного сопла. Однако такую неравномерность можно уменьшить, выполнив приемное сопло, например, по варианту, изображенному на фиг.10. Здесь каждый из секторов 24, 24' и 24" сообщен с отводом 5 своим каналом соответственно 25, 25' и 25", что уменьшает неравномерность течения среды сквозь проницаемую стенку сборного коллектора, каким является приемное сопло. Проходные сечения каналов 25, 25' и 25" могут быть выбраны неодинаковыми с учетом их длины таким образом, чтобы обеспечить примерно одинаковое гидравлическое сопротивление этих каналов. In order to qualitatively carry out the process of washing the filter surface with the reverse flow of the filtrate, it is necessary to provide a more or less uniform distribution of the velocity of the washing agent along the receiving nozzle. Non-uniformity is permissible, not exceeding 25% in one direction or another relative to the average value of the filtrate velocity along the length of the specified nozzle. However, this unevenness can be reduced by making the receiving nozzle, for example, according to the variant depicted in figure 10. Here, each of the sectors 24, 24 'and 24 "is connected to the outlet 5 by its channel 25, 25' and 25", respectively, which reduces the uneven flow of the medium through the permeable wall of the collecting manifold, which is the receiving nozzle. The bore sections of the channels 25, 25 'and 25 "can be chosen unequal taking into account their length in such a way as to provide approximately the same hydraulic resistance of these channels.

Наиболее простым исполнением фильтрующей поверхности 8 является ее изготовление в виде цилиндра, внутри которого расположен канал 6 для сбора фильтрата. Расположение внутри этого канала привода, который может быть турбинным или выполнен в виде пневмо- либо гидродвигателя, позволяет экономно использовать объем, занимаемый фильтром, и использовать фильтрат в качестве рабочей жидкости этого привода без трубопроводов подвода питания, как это изображено на фиг.1. Подвод рабочей жидкости к приводу осуществляется через два отверстия 26 и 27, а отвод - через вал 28 привода с каналом 29. Возможно закрепление корпуса 30 привода 15 неподвижно относительно струйного устройства подвода исходной среды (не показано), а вала 28 - неподвижно относительно корпуса 1 фильтра. В этом случае фильтрующая поверхность должна быть неподвижной относительно корпуса 1, а струйное устройство вместе с приемным соплом передвигаться относительно этой поверхности (не показано). Наиболее простое решение получается при закреплении корпуса 30 привода неподвижно относительно фильтрующей поверхности 8, а вала 28 - неподвижно относительно корпуса 1 фильтра, как это изображено на фиг. 1. The simplest embodiment of the filter surface 8 is its manufacture in the form of a cylinder, inside of which there is a channel 6 for collecting the filtrate. The location inside this drive channel, which can be turbine or made in the form of a pneumatic or hydraulic motor, makes it possible to economically use the volume occupied by the filter and use the filtrate as the working fluid of this drive without power supply pipelines, as shown in Fig. 1. The supply of working fluid to the drive through two holes 26 and 27, and the drain through the shaft 28 of the drive with a channel 29. It is possible to secure the housing 30 of the drive 15 motionless relative to the inkjet device for supplying the source medium (not shown), and the shaft 28 is motionless relative to the housing 1 filter. In this case, the filtering surface should be stationary relative to the housing 1, and the inkjet device together with the receiving nozzle should move relative to this surface (not shown). The simplest solution is obtained by fixing the drive housing 30 motionless relative to the filter surface 8, and the shaft 28 - motionless relative to the filter housing 1, as shown in FIG. one.

Некоторые из обрабатываемых дисперсных систем являются диэлектрическими средами. Примером может служить смазочное дизельное масло или дизельное топливо. Если фильтрующую поверхность 8 (8') электроизолировать от остальных деталей фильтра, то на ней и на задержанной дисперсной фазе будет образовываться электрический потенциал одного и того же знака при прохождении через поверхность диэлектрической среды. Использование электростатических сил для улучшения промывки фильтрующей поверхности является дальнейшим усовершенствованием патентуемого устройства. Some of the processed disperse systems are dielectric media. An example is lubricating diesel oil or diesel fuel. If the filtering surface 8 (8 ') is insulated from the remaining filter parts, then an electric potential of the same sign will form on it and on the delayed dispersed phase when passing through the surface of a dielectric medium. The use of electrostatic forces to improve the washing of the filter surface is a further improvement of the patented device.

Предлагаемый фильтр может быть использован не только для очистки жидких сред от твердой дисперсной фазы с частичной дегазацией жидкости, но и для частичного удаления воды, например, из дизельного топлива или масла, если фильтрующую поверхность выполнить гидрофобной. Привод 15 (15') в этом случае может быть использован для отвода через него отстоя воды в корпусе фильтра 1. Для этого достаточно применить исходную среду в качестве рабочей среды привода 15 (15'), выполнив отверстия 26 и 27 подвода рабочей среды внутрь привода 15 не в корпусе 30, а в нижнем днище привода и фильтрующего элемента (не показано). Отвод из привода рабочей среды вместе с отстоем воды по-прежнему можно осуществлять через канал 29 внутри неподвижного относительно корпуса 1 вала 28. Дополнительным преимуществом использования исходной среды в качестве рабочей среды привода является сохранение высокой работоспособности последнего при аварийном загрязнении фильтрующей поверхности 8, сопровождающемся ростом давления исходной среды и, соответственно, падением давления фильтрата. The proposed filter can be used not only for cleaning liquid media from a solid dispersed phase with partial degassing of a liquid, but also for partial removal of water, for example, from diesel fuel or oil, if the filtering surface is hydrophobic. In this case, the drive 15 (15 ') can be used to drain water sludge through it in the filter housing 1. To do this, it is sufficient to use the source medium as the working medium of the drive 15 (15') by making holes 26 and 27 for supplying the working medium inside the drive 15 not in the housing 30, but in the lower bottom of the drive and filter element (not shown). The withdrawal from the drive of the working medium together with the sludge of water can still be carried out through the channel 29 inside the shaft 28, which is stationary relative to the housing 1. An additional advantage of using the starting medium as the working medium of the drive is to maintain the high performance of the latter in case of emergency contamination of the filter surface 8, accompanied by an increase in pressure the initial medium and, accordingly, the pressure drop of the filtrate.

В ходе патентных исследований не обнаружены аналоги, совпадающие по своим признакам с отличительными признаками настоящего изобретения, ввиду чего оно соответствует критерию новизны. In the course of patent research, no analogues were found that coincided in their features with the distinguishing features of the present invention, because of which it meets the criterion of novelty.

Claims

1. Self-cleaning filter for processing a dispersed system with tangential filtration of at least part of its stream, comprising a housing with a dispersed system inlet and drainage of the filtrate, concentrate, and also components of the dispersed phase washed off by the return filtrate stream, at least one channel for collecting the filtrate and at least one channel for collecting concentrate, having a common side wall from the filter surface and at least one end outlet, in communication with the removal of components washed away by the reverse flow of the filtrate the dispersed phase, at least one receiving nozzle located near the filter surface, at least one inkjet device for the tangential supply of the dispersed system to the filter surface, in communication with the entrance of this dispersed system and having a length mainly along the entire length of the filter surface in the direction of the filtrate collecting channel, made with the possibility of ensuring the direction of the input tangential flow of the dispersed system in the direction of the channel for collecting concentrate, the drive relative move the filter surface and the jet device for feeding the dispersed system, configured to provide the impact of the tangential jet of the dispersed system sequentially on the entire filter surface, characterized in that the receiving nozzle is made in the form of a nozzle device having a common wall with a channel for collecting concentrate and having a length not less than the entire length of the filter surface in the direction of the channel for collecting the filtrate, and the drive is made with the possibility of moving phi pouring surface towards the receiving nozzle in the direction of the input tangential flow of the dispersed system relative to the inkjet device for supplying this dispersed system.

2. The filter according to claim 1, characterized in that the inkjet device of the tangential supply of the dispersed system and the receiving nozzle are made in the form of predominantly slotted nozzle devices, and the end outputs of the channels for collecting the concentrate and the filtrate are located next to each other and near the edge of the filtering surface.

3. The filter according to claim 2, characterized in that when processing a dispersed system containing components of the dispersed phase, poorly sedimented in this dispersed system or having a specific gravity of not more than the original dispersed system, the end output of the channel for collecting the concentrate is located in the upper part corps.

4. The filter according to claim 2, characterized in that when processing a dispersed system containing components of the dispersed phase with a specific gravity not less than that of the original dispersed system, the end output of the channel for collecting the concentrate is located in the lower part of the housing.

5. The filter according to any one of paragraphs.2 to 4, characterized in that at least one slotted nozzle of the dispersed system jet supply device is made with a variable cross-section along its length decreasing towards the end exit of the channel for collecting the concentrate.

6. A filter according to any one of claims 2 to 5, characterized in that at least one slotted nozzle of the dispersed system jet supply device is configured to direct at least a portion of the supplied tangential flow of the dispersed system towards the end outlet of the channel for collecting the concentrate.

7. The filter according to claim 6, characterized in that at least one slotted nozzle of the jet device for supplying the dispersed system is made curved mainly along a helical line.

8. The filter according to any one of claims 1 to 7, characterized in that at least one nozzle of the inkjet device for supplying a dispersed system is configured to change the area and / or geometric shape of its orifice.

9. The filter according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the filtering surface is made in the form of a sieve surface.

10. The filter according to claim 9, characterized in that the filtering surface is made in the form of a slit surface with an arrangement of slots that are not parallel to the length of the inkjet device for supplying the dispersed system.

11. The filter of claim 10, wherein the filter surface is made in the form of a slit surface with the location of the slots mainly along the direction of the input tangential flow of the dispersed system.

12. The filter according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the receiving nozzle is configured to provide non-uniformity along the nozzle of the rate of the return flow of the filtrate at the inlet of the nozzle, not exceeding 25% of the average value in one direction or another.

13. The filter according to claim 12, characterized in that the receiving nozzle is made in the form of a system of receiving slot sectors, each of which has a length shorter than the length of the receiving nozzle, and is communicated with the removal of dispersed phase components washed away by the return filtrate stream.

14. The filter according to item 13, wherein each of the receiving sectors is communicated by its own channel with the removal of dispersed phase components washed away by the reverse flow of the filtrate.

15. The filter according to any one of paragraphs.1 to 14, characterized in that the filtering surface is made in the form of at least one predominantly cylindrical surface, the inner cavity of which forms a channel for collecting the filtrate.

16. The filter according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the drive is located inside the channel for collecting the filtrate and is configured to use the filtrate as an energy source.

17. The filter according to clause 16, wherein the drive motor is made in the form of a turbine.

18. The filter according to clause 16, wherein the drive is made with a pneumatic or hydraulic motor, the drive housing is fixed motionless relative to the filter surface, and its output shaft is mounted motionless relative to the filter housing.

19. The filter according to clause 16, wherein the drive is made with a pneumatic or hydraulic motor, the drive housing is fixed motionless relative to the inkjet dispersion system supply device, and its output shaft is mounted motionless relative to the filter housing.

20. The filter according to p. 18 or 19, characterized in that the output shaft of the drive is made hollow with the possibility of removal of the filtrate from this drive.

21. The filter according to any one of paragraphs.1 to 20, characterized in that when processing a disperse system with a dielectric dispersion medium, the filter surface is made electrically insulated from other parts of the filter.

22. The filter according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the filtering surface is made hydrophobic.

23. The filter according to any one of claims 1 to 15, 21, 22, characterized in that the drive is located inside the channel for collecting the filtrate and is configured to use the original dispersed system as an energy source, while the drive housing is fixed stationary relative to the filter surface, and the output shaft of the drive is fixedly mounted relative to the filter housing and is hollow with the possibility of withdrawal from this drive of the dispersed system.