RU2136348C1 - Module-type filter element - Google Patents

Module-type filter element Download PDF

Info

Publication number
RU2136348C1
RU2136348C1 RU98110862A RU98110862A RU2136348C1 RU 2136348 C1 RU2136348 C1 RU 2136348C1 RU 98110862 A RU98110862 A RU 98110862A RU 98110862 A RU98110862 A RU 98110862A RU 2136348 C1 RU2136348 C1 RU 2136348C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter element
disks
diameter
disk
filter
Prior art date
Application number
RU98110862A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Э.И. Удлер
М.В. Кадочникова
В.А. Сарапин
Д.Ю. Щавинский
Original Assignee
Томский государственный архитектурно-строительный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Томский государственный архитектурно-строительный университет filed Critical Томский государственный архитектурно-строительный университет
Priority to RU98110862A priority Critical patent/RU2136348C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2136348C1 publication Critical patent/RU2136348C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

FIELD: cleaning hydrocarbon liquids; chemical, oil refining industry, automotive industry and other industries. SUBSTANCE: capacity and service life of filter element are increased because disks of filter element are stacked. Filter element has rigid cylindrical perforated skeleton with elastic disk of various diameters fitted on it; filter element is also provided with cover for pressing the disks' each stack includes center disk whose diameter is equal to outer diameter of filter element; other disks are mounted on either side from center disk in decreasing order of diameter forming two symmetrical pyramids with central disk used as their common base. After pressing, each pair of disks of similar diameter which are mounted symmetrically relative to central disk form their stage of filtration together with disks having diameter more than diameter of this pair. Degree of compression of filter material in stages increases in way of outer radius to inner one and sizes of pores reduce respectively. EFFECT: smooth reduction of sizes of pores due to multistage compression; smooth distribution of contamination over entire filtering volume; in creased capacity and service life. 2 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области очистки углеводородных жидкостей и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, автомобильной и других отраслях промышленности. The invention relates to the field of purification of hydrocarbon liquids and can be used in the chemical, oil refining, automotive and other industries.

Известен фильтрующий элемент объемного типа, состоящий из перфорированного трубчатого каркаса, крышек и фильтрующей набивки, представляющей собой набор дисков из деформируемого пористого фильтроматериала и прокладок конической формы (а. с. N 1153947). Прокладки располагаются попарно вершинами конусов по направлению друг к другу. Фильтрующие диски обжимаются прокладками, в результате чего происходит деформация дисков, обеспечивающая изменяющуюся в направлении потока фильтруемой жидкости пористость. Диски, обжатые прокладками со стороны оснований конусов, имеют на входе минимальную пористость, из-за чего создают на входе более высокое гидравлическое сопротивление чем диски, обжатые со стороны вершин конусов. По этой причине основной поток жидкости проходит через диски, обжатые со стороны вершин конусов, причем пористость в этих дисках уменьшается в направлении потока фильтруемой жидкости, что обеспечивает селективную задержку загрязнений внутри объема этих дисков. Минимальная пористость на входе в диски, обжатые со стороны оснований конусов, так же является причиной локализации загрязнений на их наружной поверхности, что дополнительно препятствует прохождению жидкости через эти диски. Таким образом, та часть объема фильтроматериала, которая приходится на диски, обжатые со стороны оснований конусов, не участвует в процессе задержки загрязнений, в результате снижается грязеемкость и ресурс фильтроэлемента. Known filter element of the volume type, consisting of a perforated tubular frame, covers and filter packing, which is a set of disks made of a deformable porous filter material and conical gaskets (a. S. N 1153947). Gaskets are arranged in pairs with the tops of the cones towards each other. The filter disks are crimped by gaskets, as a result of which the deformation of the disks provides the porosity changing in the direction of the filtered fluid flow. Disks compressed by gaskets on the side of the base of the cones have minimal porosity at the entrance, which creates higher hydraulic resistance at the entrance than disks compressed from the side of the tops of the cones. For this reason, the main fluid flow passes through the disks, compressed from the tops of the cones, and the porosity in these disks decreases in the direction of the filtered fluid flow, which provides selective retention of contaminants inside the volume of these disks. The minimum porosity at the entrance to the disks, compressed from the base of the cones, is also the reason for the localization of contaminants on their outer surface, which further prevents the passage of fluid through these disks. Thus, the part of the volume of filter material that falls on the disks compressed from the base of the cones does not participate in the process of delaying pollution, as a result, the dirt capacity and resource of the filter element are reduced.

Известен другой объемный фильтрующий элемент (а. с. N 1804887), который состоит из перфорированного трубчатого каркаса, крышек и фильтрующей набивки из дисков большего и меньшего диаметров, выполненных из деформируемого пористого фильтроматериала, набранных попеременно и обжатых в осевом направлении до взаимного контакта больших дисков. В целом, такую конструкцию можно рассматривать как две независимые коаксиально расположенные ступени фильтрации. Первая ступень имеет более высокую пористость и обеспечивает задержку крупных частиц загрязнений, вторая ступень за счет деформации малых дисков при обжатии имеет меньшую пористость и обеспечивает задержку мелких частиц. Недостатком такого фильтроэлемента является то, что частицы загрязнений, имеющие такой размер, который позволяет им беспрепятственно проходить через первую ступень, но больше чем поры на входе во вторую ступень, локализуются на границе ступеней и блокируют поры на входе во вторую ступень. В результате объем фильтроматериала полностью не используется для задержки загрязнений, что приводит к снижению грязеемкости и ресурса. Another volumetric filter element (a.s. N 1804887) is known, which consists of a perforated tubular frame, covers and filter packing of disks of larger and smaller diameters, made of a deformable porous filter material, dialed alternately and compressed in the axial direction until large disks contact each other . In general, this design can be considered as two independent coaxially located filtration steps. The first stage has a higher porosity and ensures the retention of large particles of contaminants, the second stage due to the deformation of small disks during compression has a lower porosity and provides a delay of small particles. The disadvantage of such a filter element is that particles of contaminants having a size that allows them to freely pass through the first stage, but larger than the pores at the entrance to the second stage, are localized at the boundary of the steps and block the pores at the entrance to the second stage. As a result, the volume of the filter material is not completely used to delay pollution, which leads to a decrease in dirt capacity and resource.

Задачей данного изобретения является создание такой пористой структуры фильтрующей набивки, которая позволит избежать локализации загрязнений и обеспечит равномерную загрузку пор фильтроматериала по всему объему фильтрующего элемента, а следовательно, увеличится грязеемкость и ресурс при сохранении требуемого качества очистки. The objective of the invention is the creation of such a porous structure of the filter packing, which will avoid the localization of contaminants and ensure uniform loading of pores of the filter material throughout the volume of the filter element, and therefore, increase the dirt capacity and resource while maintaining the required cleaning quality.

Поставленная задача достигается тем, что у фильтрующего элемента объемного типа, содержащего жесткий цилиндрический перфорированный каркас, расположенные на нем эластичные диски различного диаметра и торцевые крышки для обжатия дисков, диски фильтрующего элемента собраны в пакеты, каждый из которых включает центральный диск равным наружному диаметру фильтроэлемента диаметром, и установленные по обе стороны от него в порядке убывания диаметров другие диски, образуя две симметричные пирамиды с общим основанием из центрального диска, диаметры дисков определяются по формуле:

Figure 00000002

где dн - наружный диаметр фильтроэлемента, Δ0 - толщина диска в необжатом состоянии, i - порядковый номер диска, начиная со второго, di = dн, при условии di > dв, dв - внутренний диаметр фильтроэлемента, а количество пакетов в фильтроэлементе Nn по формуле:
Figure 00000003

где H - высота фильтроэлемента, k - количество дисков в одной пирамиде, включая центральный диск, n - степень обжатия фильтроматериала на выходе фильтроэлемента, которая определяет номинальную тонкость фильтрации d0,95.This object is achieved in that a volumetric filter element containing a rigid cylindrical perforated frame, elastic disks of various diameters and end caps for compressing disks located thereon, filter element disks are packaged, each of which includes a central disk with an outer diameter equal to the diameter of the filter element , and other disks installed on both sides of it in decreasing order of diameters, forming two symmetrical pyramids with a common base from the central disk, d Disk sizes are determined by the formula:
Figure 00000002

where d n is the outer diameter of the filter element, Δ 0 is the thickness of the disk in an uncompressed state, i is the serial number of the disk starting from the second, d i = d n , provided d i > d in , d in is the inner diameter of the filter element, and the number packets in the filter element N n according to the formula:
Figure 00000003

where H is the height of the filter element, k is the number of disks in one pyramid, including the central disk, n is the degree of compression of the filter material at the output of the filter element, which determines the nominal filter fineness d 0.95 .

После обжатия каждая пара дисков одинакового диаметра, установленных симметрично относительно центрального диска, вместе с дисками, имеющими диаметр, больший диаметра данной пары, образуют свою ступень фильтрации. При этом, степень обжатия фильтроматериала в ступенях увеличивается в направлении от наружного радиуса к внутреннему, а размер пор, соответственно, уменьшается. За счет многоступенчатого обжатия уменьшение размера пор происходит равномерно, что позволит избежать локализации загрязнений и равномерно распределить их по всему объему фильтроэлемента, а следовательно, увеличить грязеемкость и ресурс. After crimping, each pair of disks of the same diameter, installed symmetrically with respect to the central disk, together with disks having a diameter larger than the diameter of this pair, form their filtration stage. At the same time, the degree of compression of the filter material in the steps increases in the direction from the outer radius to the inner one, and the pore size, accordingly, decreases. Due to multi-stage compression, the reduction in pore size occurs uniformly, which will avoid the localization of contaminants and evenly distribute them throughout the filter element, and therefore increase the dirt capacity and resource.

Пример расчета. Calculation example.

Требуется изготовить фильтрующий элемент, обеспечивающий номинальную тонкость фильтрации d0,95 = 20...25 мкм, и имеющий следующие габаритные размеры: наружный диаметр dн = 100 мм, внутренний диаметр dв = 50 мм, высоту H = 185 мм, толщина дисков в свободном состоянии Δ0 = 10 мм. В качестве деформируемого пористого фильтроматериала используется пенополиуретан марки ППУ - ЭО - 130.Required to produce a filter element providing a nominal filtration fineness d 0,95 = 20 ... 25 mm, and having the following dimensions: an outer diameter d n = 100 mm, internal diameter d in = 50 mm, a height H = 185 mm, thickness disks in a free state Δ 0 = 10 mm As a deformable porous filter material, polyurethane foam of the PPU - EO - 130 brand is used.

Найдем диаметры дисков. Диаметр большего диска равен наружному диаметру фильтрующего элемента:
dн = di = 100 мм.
Find the diameters of the disks. The diameter of the larger disk is equal to the outer diameter of the filter element:
d n = d i = 100 mm

По формуле (1) определяем диметры парных дисков:

Figure 00000004

d3 = 86,6 мм,
d4 = 71,4 мм,
d5 = 43,2 мм < dв = 50 мм - это означает, что число ступеней фильтрации k = 4.Using the formula (1), we determine the diameters of paired disks:
Figure 00000004

d 3 = 86.6 mm
d 4 = 71.4 mm
d 5 = 43.2 mm <d in = 50 mm - this means that the number of stages of filtration k = 4.

Найдем количество фильтропакетов. Известно, что связь номинальной тонкости фильтрации d0,95 со степенью обжатия n для пенополиуретана марки ППУ - ЭО - 130 выражается эмпирической зависимостью [3]:
d0,95 = 79,43n-1,466 • 10-6. (3)
В табл. 1 в конце описания приведены рассчитанные по этой зависимости значения степени обжатия и тонкости фильтрации.
Find the number of filter packages. It is known that the relationship of the nominal filtration fineness d 0.95 with the compression ratio n for polyurethane foam grade PPU - EO - 130 is expressed by an empirical relationship [3]:
d 0.95 = 79.43 n -1.466 • 10 -6 . (3)
In the table. 1 at the end of the description shows the values of the degree of compression and the fineness of filtration calculated from this dependence.

По табл. 1 выбираем значение степени обжатия, соответствующее заданной тонкости фильтрации. Принимаем n = 2.3. According to the table 1 select the value of the degree of compression corresponding to a given filter fineness. We accept n = 2.3.

Определяем по формуле (2) количество фильтропакетов:

Figure 00000005

Полученное значение округляем до целого числа. Окончательно: N = 4.We determine by the formula (2) the number of filter packages:
Figure 00000005

The resulting value is rounded to an integer. Finally: N = 4.

Ha фиг. 1 представлен общий вид фильтрующего элемента объемного типа. Ha FIG. 1 shows a general view of a volumetric filter element.

На фиг. 2 представлен общий вид пакета дисков до обжатия. In FIG. 2 shows a general view of a disc pack prior to compression.

Фильтрующий элемент содержит цилиндрический перфорированный каркас 1, крышки 2, эластичные диски различных диаметров, насаженные на перфорированный каркас. Диски предварительно собраны в пакеты, каждый из которых включает центральный диск 3 диаметром, равным наружному диаметру фильтрующего элемента, и диски 4 меньших диаметров, установленные по обе его стороны в порядке убывания диаметров и образующие две симметричные пирамиды с общим основанием из центрального диска. Диски обжимаются на жестком цилиндрическом перфорированном каркасе крышками. После обжатия каждая пара дисков одинакового диаметра, установленных симметрично относительно центрального диска, вместе с дисками, имеющими диаметр, больший диаметра данной пары, образуют свою ступень фильтрации. Степень обжатия фильтроматериала в ступенях увеличивается по направлению от наружного диаметра к внутреннему, а размер пор, соответственно, уменьшается. Фильтроматериал на выходе фильтрующего элемента имеет степень обжатия, обеспечивающую требуемое качество очистки жидкости. The filter element contains a cylindrical perforated frame 1, covers 2, elastic disks of various diameters, mounted on a perforated frame. The disks are pre-assembled into packages, each of which includes a central disk 3 with a diameter equal to the outer diameter of the filter element, and disks 4 of smaller diameters mounted on both sides in decreasing diameters and forming two symmetrical pyramids with a common base from the central disk. Discs are crimped onto a rigid cylindrical perforated frame with covers. After crimping, each pair of disks of the same diameter, installed symmetrically with respect to the central disk, together with disks having a diameter larger than the diameter of this pair, form their filtration stage. The degree of compression of the filter material in the steps increases in the direction from the outer diameter to the inner, and the pore size, respectively, decreases. The filter material at the outlet of the filter element has a compression ratio that ensures the required quality of liquid purification.

Фильтрующий элемент объемного типа работает следующим образом. The volumetric filter element operates as follows.

Фильтруемая жидкость в процессе фильтрования поступает сначала в наружную ступень, имеющую наибольший размер пор, где происходит задержка крупных частиц загрязнений. Далее фильтруемая жидкость последовательно проходит через остальные ступени фильтрации, каждая из которых имеет размер пор меньший, чем предыдущая, и обеспечивает задержку более мелких фракций загрязнений. Таким образом, происходит селективная задержка загрязнений внутри объема фильтроматериала. Последняя ступень имеет минимальный размер пор и задерживает самые мелкие частицы загрязнений. Благодаря селективной задержке загрязнений происходит их равномерное распределение внутри объема фильтрующего элемента, за счет чего увеличивается грязеемкость и ресурс. Filtered liquid in the filtering process enters first in the outer stage, which has the largest pore size, where there is a delay of large particles of contaminants. Further, the filtered liquid passes sequentially through the remaining stages of filtration, each of which has a pore size smaller than the previous one, and ensures the retention of smaller fractions of contaminants. Thus, there is a selective delay of pollution inside the volume of the filter material. The last stage has a minimum pore size and retains the smallest particles of contaminants. Due to the selective retention of contaminants, they are evenly distributed within the volume of the filter element, thereby increasing the dirt capacity and resource.

Claims (1)

Фильтрующий элемент объемного типа, содержащий жесткий цилиндрический перфорированный каркас, расположенные на нем эластичные диски различного диаметра и торцевые крышки для обжатия дисков, отличающийся тем, что диски фильтрующего элемента собраны в пакеты, каждый из которых включает центральный диск с диаметром, равным наружному диаметру фильтроэлемента, и установленные по обе стороны от него в порядке убывания диаметров другие диски, образуя две симметричные пирамиды с общим основанием из центрального диска, диаметры дисков определяются по формуле
Figure 00000006

где dн - наружный диаметр фильтроэлемента;
Δ0 - толщина диска в необжатом состоянии;
i - порядковый номер диска, начиная со второго;
di = dн, при условии di > dв;
dв - внутренний диаметр фильтроэлемента,
а количество пакетов в фильтроэлементе Nn по формуле
Figure 00000007

где Н - высота фильтроэлемента;
К - количество дисков в одной пирамиде, включая центральный диск;
n - степень обжатия фильтроматериала на выходе фильтроэлемента, которая определяет номинальную тонкость фильтрации d0,95.
A volumetric filter element containing a rigid cylindrical perforated frame, elastic disks of various diameters and end caps for compressing disks located on it, characterized in that the disks of the filter element are assembled in bags, each of which includes a central disk with a diameter equal to the outer diameter of the filter element, and other disks installed on both sides of it in decreasing order of diameters, forming two symmetrical pyramids with a common base from the central disk, the disk diameters are determined yayutsya formula
Figure 00000006

where d n is the outer diameter of the filter element;
Δ 0 is the thickness of the disk in an uncompressed state;
i - serial number of the disk, starting from the second;
d i = d n , provided d i > d in ;
d in - the inner diameter of the filter element,
and the number of packets in the filter element N n according to the formula
Figure 00000007

where H is the height of the filter element;
K is the number of disks in one pyramid, including the central disk;
n is the degree of compression of the filter material at the output of the filter element, which determines the nominal filter fineness d 0.95 .
RU98110862A 1998-06-08 1998-06-08 Module-type filter element RU2136348C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98110862A RU2136348C1 (en) 1998-06-08 1998-06-08 Module-type filter element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98110862A RU2136348C1 (en) 1998-06-08 1998-06-08 Module-type filter element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2136348C1 true RU2136348C1 (en) 1999-09-10

Family

ID=20206964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98110862A RU2136348C1 (en) 1998-06-08 1998-06-08 Module-type filter element

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2136348C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2535050C1 (en) * 2013-06-27 2014-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) Filter
US11168298B2 (en) * 2016-03-30 2021-11-09 Korea Institute Of Machinery & Materials Filter device for capturing target cell and target cell collecting method using the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2535050C1 (en) * 2013-06-27 2014-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) Filter
US11168298B2 (en) * 2016-03-30 2021-11-09 Korea Institute Of Machinery & Materials Filter device for capturing target cell and target cell collecting method using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3815752A (en) Refrigerant filter-drier
US4268290A (en) Air filters
JPS6110739Y2 (en)
CA2886303C (en) Filter elements and methods for filtering fluids
US6605215B2 (en) Hybrid spin-on filter
EP1218082B1 (en) Process and filter for filtering a slurry
KR20000065030A (en) In-line Filter Unit
US11207639B2 (en) Absorbent apparatus for an air dryer purge air cleaner and method of producing the same
US4733449A (en) Spin connection adsorption filter and method of making same
CA2385319A1 (en) Filter elements and filtering methods
CN1399576A (en) Filter plate of filter press
EP2111275B1 (en) A module for processing a fluid and a process for manufacture of same
NZ299618A (en) Filter comprises a housing and porous, compressible filter member or members supported in the housing without the member or members being compressed
RU2136348C1 (en) Module-type filter element
JPH07503655A (en) conical adsorption filter
JPH0634722U (en) Separation device
RU2139121C1 (en) Method of manufacture of bulky filter element
US20030080043A1 (en) Filter cell design
EP1135200B1 (en) Filtration cartridge and process for filtering a slurry
US2658624A (en) Filter
RU2458727C1 (en) Filtration element
US2884135A (en) Precoated filters for liquids
US3401799A (en) Stacked filter plates having prefilters and final filters
RU2370303C1 (en) Filter for fluid treatment
RU2112581C1 (en) Cartridge filter