RU2330706C1

RU2330706C1 - Slot filter

Info

Publication number: RU2330706C1
Application number: RU2006145931/15A
Authority: RU
Inventors: Владимир Алексеевич Большаков (RU); Владимир Алексеевич Большаков; Игорь Иванович Супрун (RU); Игорь Иванович Супрун; Анатолий Михайлович Пашков (RU); Анатолий Михайлович Пашков; В чеслав Владиславович Шалаев (RU); Вячеслав Владиславович Шалаев; Максим Викторович Гребнев (RU); Максим Викторович Гребнев
Original assignee: Владимир Алексеевич Большаков
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-08-10

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: filter incorporates a housing accommodating tubular filter elements, a lower chamber with a contaminated medium inlet union and an upper cover with a purified liquid discharge union. The filter elements are arranged between the upper plate and the lower plate rigidly fitted on the rotary shaft mounted in the plates coaxial holes. The upper plate is furnished with blind holes to axially lock the said filter elements. The lower plate is furnished with through step-wise holes. The quantity and mutual arrangement of the said holes correspond to those of the filter elements, which, assembled with the shaft and the plates, make a rotary drum. The shaft supports a star-like filter elements positioning unit representing a plate with teeth the number and arrangement of which is subject to the number and arrangement of the filter elements. The upper cover is furnished with a pressure pickup and a support of the star teeth position pickup, its sensitive element being arranged in one horizontal plane with the said star and facing the star side surface. The lower chamber incorporates a re-washing union with a solenoid and pressure pickup connected thereto.

EFFECT: filtering process automation, higher efficiency of filter element recovery, longer life and lower costs.

8 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам фильтрования жидких сред и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется эффективная очистка маловязких жидких сред, например воды, керосина, бензина, ацетона, дизельного топлива и других от механических примесей.The invention relates to a device for filtering liquid media and can be used in various industries where effective cleaning of low-viscosity liquid media, such as water, kerosene, gasoline, acetone, diesel fuel and others, from mechanical impurities is required.

Для осуществления процессов очистки загрязненных сред в различных отраслях техники используются фильтры, состоящие из фильтродержателя преимущественно цилиндрической формы, и установленных внутри него патронных фильтровальных элементов. Процессы фильтрования с использованием подобной конструкции характеризуются в основном ресурсом работы и эффективностью фильтрования, которые определяются преимущественно количеством ступеней фильтрования и длиной пути фильтрования, а также конструкцией фильтровальных элементов.For the implementation of processes for cleaning contaminated media in various fields of technology, filters are used, consisting of a predominantly cylindrical filter holder and cartridge elements installed inside it. Filtering processes using a similar design are characterized mainly by the service life and filtering efficiency, which are determined mainly by the number of filtering stages and the length of the filtering path, as well as the design of the filter elements.

Известен фильтр, содержащий установленные в корпусе фильтровальные элементы трубчатой формы с внутренней поверхностью фильтрования, с одним верхним тупиковым концом, сгруппированные внутри фильтра вокруг оси вращения (ЕР 1715933, B01D 29/46, опубл. 02.11.2006).A known filter containing installed in the housing filter elements of a tubular shape with an inner filtering surface, with one upper dead end, grouped inside the filter around the axis of rotation (EP 1715933, B01D 29/46, publ. 02.11.2006).

Известен автоматический самоочищающийся фильтр (FR 2374935, кл. В01D 29/24, 1976), содержащий установленные неподвижно в корпусе фильтровальные элементы трубчатой формы с внутренней поверхностью фильтрования, с одним верхним тупиковым концом, сгруппированные внутри фильтра вокруг оси вращения. В нижней входной камере фильтра имеется промывочное устройство, состоящее из рычага обратной промывки с каналом, соединяющимся с патрубком стока концентрата загрязнений, вращающееся вокруг оси фильтра. Это устройство приводится во вращение от приводного устройства через понижающий передаточный механизм и последовательно соединяется с открытыми концами фильтровальных элементов. Таким образом, фильтровальные элементы очищаются обратным током фильтрата снаружи вовнутрь.A self-cleaning automatic filter is known (FR 2374935, class B01D 29/24, 1976), comprising tubular-shaped filter elements mounted motionlessly in the housing with an inner filtering surface, with one upper dead end, grouped inside the filter around the axis of rotation. In the lower inlet chamber of the filter there is a washing device consisting of a backwash lever with a channel connecting to the drain pipe of the contaminant concentrate, rotating around the axis of the filter. This device is driven from the drive device through a reduction gear and is connected in series with the open ends of the filter elements. Thus, the filter elements are cleaned by reverse current of the filtrate from the outside to the inside.

Недостатком данных фильтров является неполная очистка по длине неподвижных фильтровальных элементов при их регенерации, ухудшающаяся по мере приближения к их тупиковым концам.The disadvantage of these filters is the incomplete cleaning along the length of the stationary filter elements during their regeneration, worsening as they approach their dead ends.

Задачей изобретения является автоматизация процессов фильтрования, повышение эффективности регенерации фильтровальных элементов, увеличение ресурса работы фильтра, сокращение эксплуатационных затрат.The objective of the invention is the automation of filtering processes, increasing the efficiency of the regeneration of filter elements, increasing the service life of the filter, reducing operating costs.

Поставленная задача решается за счет того, что в фильтре щелевом, содержащем корпус, расположенные в нем фильтровальные элементы трубчатой формы с внутренней поверхностью фильтрования, нижнюю камеру со штуцером для входа загрязненной среды и верхнюю крышку со штуцером для выхода очищенной среды, фильтровальные элементы установлены между верхним диском и неподвижно закрепленном на установленном с возможностью вращения валу нижним диском в соосные отверстия дисков, расположенные концентрично относительно оси вращения, при этом отверстия на верхнем диске выполнены глухими, предназначенными для осевой фиксации фильтровальных элементов, а отверстия на нижнем диске выполнены сквозными ступенчатой формы, количество и взаимное расположение отверстий соответствует количеству и расположению фильтровальных элементов, которые в сборе с валом и дисками образуют барабан, выполненный с возможностью вращения, причем на валу неподвижно закреплен узел позиционирования фильтровальных элементов при регенерации в виде звезды, представляющей собой диск с зубьями, расположение и количество которых определяется расположением и количеством фильтровальных элементов, на верхней крышке расположены датчик давления и опора с датчиком положения зубьев звезды, чувствительный элемент которого расположен в одной горизонтальной плоскости со звездой и обращен к ее боковой поверхности, в нижней камере установлен штуцер обратной промывки с присоединенным к нему электромагнитным клапаном, и датчик давления.The problem is solved due to the fact that the filter has a slit filter containing a housing, tubular-shaped filter elements located inside it with an inner filtering surface, a lower chamber with a nozzle for entering a contaminated medium and an upper cover with a nozzle for exiting a cleaned medium, filter elements are installed between the upper a disk and fixedly mounted on a rotatably mounted shaft, the lower disk into the coaxial holes of the disks located concentrically relative to the axis of rotation, while The holes on the upper disk are blind, designed for axial fixing of the filter elements, and the holes on the lower disk are through-step-shaped, the number and relative position of the holes corresponds to the number and location of the filter elements, which together with the shaft and disks form a rotary drum moreover, on the shaft is fixedly fixed the positioning unit of the filter elements during regeneration in the form of a star, which is a disk with teeth, the location and the number of which is determined by the location and number of filter elements, on the top cover there is a pressure sensor and support with a sensor for the position of the teeth of the star, the sensitive element of which is located in the same horizontal plane with the star and facing its side surface, a back-flush fitting is installed in the lower chamber with him a solenoid valve, and a pressure sensor.

Дополнительно в днище нижней камеры расположен подшипник скольжения вала.Additionally, a shaft sliding bearing is located in the bottom of the lower chamber.

Дополнительно в нижней камере расположен штуцер дренажа.Additionally, a drainage fitting is located in the lower chamber.

Дополнительно верхняя крышка содержит штуцер воздушника.Additionally, the top cover contains an air vent fitting.

Дополнительно штуцер обратной промывки соединен с втулкой, поджатой пружиной к одному из сквозных отверстий нижнего диска.Additionally, the backwash fitting is connected to a sleeve, spring-loaded against one of the through holes of the lower disk.

Дополнительно фильтровальные элементы трубчатой формы с внутренней поверхностью фильтрования представляют собой щелевые решетки, выполненные в форме цилиндрической спирали из высокоточного профиля V-образной формы, закрепленной с помощью сварки на опорных элементах в каждой точке их пересечения.In addition, the tubular-shaped filter elements with the inner filtering surface are slotted gratings made in the form of a cylindrical spiral from a high-precision V-shaped profile, fixed by welding to supporting elements at each point of their intersection.

Дополнительно опорные элементы расположены во внутренней полости фильтровального элемента.Additionally, the supporting elements are located in the inner cavity of the filter element.

Дополнительно спираль из V-образного профиля образует экран с продольными щелями определенного размера с допуском до ±15 мкм.Additionally, a spiral of a V-shaped profile forms a screen with longitudinal slots of a certain size with a tolerance of up to ± 15 μm.

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

Фиг.1 - общий вид фильтра щелевого;Figure 1 - General view of the filter slot;

Фиг.2 - продольный разрез фильтра щелевого;Figure 2 is a longitudinal section of a slotted filter;

Фиг.3 - поперечный разрез фильтра щелевого;Figure 3 is a cross section of a slotted filter;

Фиг.4 - узел позиционирования фильтрующих элементов при регенерации;Figure 4 - node positioning of the filter elements during regeneration;

Фиг.5 - узел соединения фильтрующего элемента и штуцера обратной промывки;5 is a connection node of the filter element and the backwash fitting;

Фиг.6 - сечение фильтрующего элемента.6 is a cross section of a filter element.

Фильтр щелевой включает в себя корпус 1, в котором установлены фильтровальные элементы 2 трубчатой формы с внутренней поверхностью фильтрования, представляющие собой щелевые решетки, выполненные в форме цилиндрической спирали из высокоточного профиля 3 V-образной формы, закрепленной с помощью сварки на опорных элементах 4 в каждой точке их пересечения. При этом опорные элементы 4 расположены во внутренней полости фильтровального элемента 2, а V-образный профиль образует экран с продольными щелями строго определенного размера с допуском до ±15 мкм.The slotted filter includes a housing 1, in which tubular-shaped filter elements 2 are installed with an inner filtering surface, which are slotted gratings made in the form of a cylindrical spiral of a V-shaped high-precision profile 3, fixed by welding to the supporting elements 4 in each their intersection point. In this case, the supporting elements 4 are located in the inner cavity of the filter element 2, and the V-shaped profile forms a screen with longitudinal slots of a strictly defined size with a tolerance of up to ± 15 μm.

Фильтровальные элементы 2 установлены между верхним диском 5 и неподвижно закрепленном на установленном с возможностью вращения валу 6 нижним диском 7 в соосные отверстия дисков, расположенные концентрично относительно оси вращения, при этом отверстия на верхнем диске 5 выполнены глухими, предназначенными для осевой фиксации фильтровальных элементов, а отверстия на нижнем диске 7 выполнены сквозными ступенчатой формы. Количество и взаимное расположение отверстий соответствует количеству и расположению фильтровальных элементов. Фильтровальные элементы 2 в сборе с валом 6 и дисками 5 и 7 образуют барабан, выполненный с возможностью вращения.The filter elements 2 are installed between the upper disk 5 and the lower disk 7 fixedly mounted on a rotatable shaft 6 into coaxial disk holes located concentrically with respect to the axis of rotation, while the holes on the upper disk 5 are blind for axial fixing of the filter elements, and holes on the lower disk 7 are made through stepwise shape. The number and relative position of the holes corresponds to the number and location of the filter elements. The filter elements 2 complete with a shaft 6 and discs 5 and 7 form a drum made for rotation.

К корпусу 1 присоединена нижняя камера 8 со штуцером 9 для входа загрязненной среды, со штуцером 10 обратной промывки, к которому присоединен электромагнитный клапан 11. В нижней камере установлен датчик давления 12, измеряющий давление подающей загрязненной среды, и штуцер дренажа 13. С внутренней стороны в днище нижней камеры 8 установлен подшипник скольжения 14, в который установлен вал 6. Штуцер 10 обратной промывки соединяется с втулкой 15, которая пружиной 16 поджимается к одному из сквозных отверстий диска 7. Верхняя крышка 17 установлена на корпусе 1 и имеет штуцер 18 для выхода очищенной среды, штуцер воздушника 19, датчик давления 20, измеряющий давление выходящей очищенной среды, и отверстие 21 для контроля протечек в системе уплотнения вала 6. Через сквозное отверстие в верхней крышке 17 через систему уплотнения проходит вал 6, на котором неподвижно закреплен узел позиционирования фильтровальных элементов при регенерации в виде звезды 22, представляющей собой диск с зубьями треугольной формы, расположение и количество которых определяется расположением и количеством фильтровальных элементов 2. Мотор-редуктор 23 установлен на опору 24 и соединен с верхней крышкой 17 и валом 6. В опору 24 вмонтирован бесконтактный датчик положения зубьев звезды 25, чувствительный элемент которого расположен в одной горизонтальной плоскости со звездой 22 и обращен к ее боковой поверхности.A lower chamber 8 is connected to the housing 1 with a nozzle 9 for entering a contaminated medium, with a backwash nozzle 10 to which a solenoid valve 11 is connected. A pressure sensor 12, which measures the pressure of the supplying contaminated medium, and a drainage nozzle 13 are installed in the lower chamber. in the bottom of the lower chamber 8, a sliding bearing 14 is installed, in which the shaft 6 is mounted. The backwash fitting 10 is connected to the sleeve 15, which is spring pressed to one of the through holes of the disk 7. The upper cover 17 is mounted on the pus 1 and has a fitting 18 for the outlet of the cleaned medium, an air vent fitting 19, a pressure sensor 20 measuring the pressure of the outlet cleaned medium, and an opening 21 for monitoring leaks in the shaft sealing system 6. Shaft 6 passes through the through hole in the top cover 17 through the sealing system on which the filter element positioning unit is fixedly mounted during regeneration in the form of a star 22, which is a disk with teeth of a triangular shape, the location and quantity of which is determined by the location and number of filter elements of the second elements 2. The gear motor 23 is mounted on the support 24 and connected to the top cover 17 and the shaft 6. A contactless tooth position sensor 25 is mounted on the support 24, the sensing element of which is located in the same horizontal plane with the star 22 and faces its side surface .

Работа фильтра заключается в следующем.The filter is as follows.

В процессе нормального режима фильтрования загрязненная жидкость под давлением через штуцер 9 поступает в нижнюю камеру 8 и далее во внутреннюю полость фильтровальных элементов 2. Механические примеси, при прохождении загрязненной жидкости через щелевые решетки, остаются во внутренних полостях фильтровальных элементов 2. При этом оригинальная конструкция щелевых решеток, выполненных в форме цилиндрической спирали из высокоточного профиля 3 V-образной формы, позволяет подавляющему количеству механических примесей находиться во взвешенном состоянии, без налипания и образования слоя осадка на поверхности фильтровальных элементов 2. Далее жидкость, очищенная от механических примесей, выводится из корпуса 1 фильтра через штуцер 18 для выхода очищенной среды.In the normal filtering mode, the contaminated liquid under pressure through the nozzle 9 enters the lower chamber 8 and then into the internal cavity of the filter elements 2. Mechanical impurities, when the contaminated liquid passes through the slotted gratings, remain in the internal cavities of the filtering elements 2. In this case, the original design of the slotted lattices made in the form of a cylindrical spiral from a high-precision profile 3 V-shaped, allows the vast majority of mechanical impurities to be suspended state, without sticking and the formation of a layer of sediment on the surface of the filter elements 2. Next, the liquid purified from mechanical impurities is discharged from the filter housing 1 through the nozzle 18 to exit the purified medium.

Через штуцер дренажа 13 происходит слив остатка жидкости и механических примесей при опорожнении фильтра, штуцер воздушника 19 служит для удаления воздуха из фильтра перед началом работы при его заполнении загрязненной жидкостью. С помощью отверстия 21 происходит контроль за состоянием герметичности в системе уплотнения вала 6.Through the drainage nipple 13, the remainder of the liquid and solids are drained when the filter is emptied, the air vent nipple 19 serves to remove air from the filter before starting work when it is filled with contaminated liquid. Using the hole 21, the state of tightness in the shaft sealing system 6 is monitored.

Принцип работы фильтра в режиме регенерации - револьверный. Фильтровальные элементы 2, образующие в сборе с валом 6 и дисками 5 и 7 подвижный вращающийся барабан, один за другим подвергаются обратной промывке. При загрязнении фильтра внутри него происходит повышение перепада давления между входящей загрязненной жидкостью и выходящей очищенной. При достижении заданного перепада давления между датчиками давления 12 и 20 от датчиков давления поступает сигнал на запуск электродвигателя и мотор-редуктор 23 начинает вращать вал 6 и вместе с ним фильтровальные элементы 2 и звезду 22. Чувствительный элемент датчика положения 25 настроен на определенный зазор между ним и зубьями звезды 22. При совмещении вершины зуба с датчиком 25 происходит остановка вала 6, при этом совмещается нижнее отверстие одного из фильтровальных элементов 2 с отверстием втулки 15, открывается электромагнитный клапан 11 и происходит промывка внутренней полости фильтровального элемента 2 противотоком и выход загрязненной среды через штуцер 10 обратной промывки. Электромагнитный клапан 11 закрывается и происходит поворот вала 6 до совмещения следующего зуба звезды 22 с датчиком 25. Процесс очистки повторяется для всех фильтровальных элементов 2 до тех пор, пока перепад давления не снизится до значений, меньших или равных заданному, и фильтр переходит в нормальный режим фильтрования.The principle of operation of the filter in regeneration mode is revolving. The filter elements 2, forming complete with a shaft 6 and discs 5 and 7, a movable rotating drum, one after the other are subjected to backwashing. If the filter is contaminated, an increase in the pressure drop occurs between the incoming contaminated liquid and the outgoing purified one. Upon reaching the specified pressure difference between the pressure sensors 12 and 20, a signal is sent from the pressure sensors to start the electric motor and the gear motor 23 starts to rotate the shaft 6 and with it the filter elements 2 and the star 22. The sensitive element of the position sensor 25 is configured for a certain gap between it and the teeth of the star 22. When combining the top of the tooth with the sensor 25, the shaft 6 stops, while the lower hole of one of the filter elements 2 is aligned with the hole of the sleeve 15, the electromagnetic valve 11 opens is rinsed inner cavity of the filter element 2 and the counter output contaminated medium through the nozzle 10 backwashing. The solenoid valve 11 closes and the shaft 6 rotates until the next tooth of the star 22 is aligned with the sensor 25. The cleaning process is repeated for all filter elements 2 until the pressure drop drops to values less than or equal to the set value and the filter goes into normal mode filtering.

Преимуществами фильтра щелевого являются полная автоматизация процесса фильтрования и обратной промывки (регенерации), повышенная эффективность регенерации фильтровальных элементов с помощью использования оригинальной конструкции щелевых решеток и организации вращения барабана с фильтровальными элементами во время обратной промывки, увеличенный ресурс работоспособности фильтра за счет постоянной их очистки во время непрерывной работы по фильтрованию, уменьшение эксплуатационных затрат за счет полной автоматизации процессов, применение долговечных оригинальных фильтровальных элементов и простых нестандартных конструктивных решений, не требующих дополнительных расходов, навыков и знаний при дальнейшей эксплуатации фильтра.The advantages of a slotted filter are full automation of the filtering process and backwashing (regeneration), increased efficiency of the regeneration of filter elements using the original design of slotted gratings and the organization of rotation of the drum with filter elements during backwashing, an increased service life of the filter due to their constant cleaning during continuous work on filtering, reducing operating costs due to full automation of processes, etc. naming of durable original filter elements and simple non-standard design solutions that do not require additional costs, skills and knowledge during further operation of the filter.

Claims

1. A slotted filter containing a housing, tubular-shaped filter elements located therein with an inner filtering surface, a lower chamber with a nozzle for entering a contaminated medium and an upper cover with a nozzle for exiting a cleaned medium, characterized in that the filter elements are installed between the upper disk and fixed mounted on a rotatably mounted shaft, the lower disk into the coaxial holes of the disks located concentrically relative to the axis of rotation, while the holes on the upper disk are made They are blind, designed for axial fixation of the filter elements, and the holes on the lower disk are made through stepwise shape, the number and relative position of the holes corresponds to the number and arrangement of filter elements, which together with the shaft and disks form a drum made with rotation, and on the shaft the positioning unit of the filter elements is fixed at regeneration in the form of a star, which is a disk with teeth, the location and quantity of which are determined the location and number of filter elements, on the top cover there is a pressure sensor and support with a sensor for the position of the teeth of the star, the sensitive element of which is located in the same horizontal plane with the star and facing its side surface, a backwash nozzle with an electromagnetic connected to it is installed in the lower chamber valve and pressure sensor.

2. The slotted filter according to claim 1, characterized in that a shaft sliding bearing is located in the bottom of the lower chamber.

3. The slotted filter according to claim 1, characterized in that a drainage fitting is located in the lower chamber.

4. The slotted filter according to claim 1, characterized in that the top cover contains an air vent fitting.

5. The slotted filter according to claim 1, characterized in that the backwash fitting is connected to a sleeve pressed by a spring to one of the through holes of the lower disk.

6. The slotted filter according to claim 1, characterized in that the tubular filter elements with an inner filtering surface are slotted gratings made in the form of a cylindrical spiral of a high-precision V-shaped profile, fixed by welding to supporting elements at each point intersections.

7. The slotted filter according to claim 6, characterized in that the support elements are located in the inner cavity of the filter element.

8. The slotted filter according to any one of claims 6 and 7, characterized in that the spiral of the V-shaped profile forms a screen with longitudinal slots of a certain size with a tolerance of up to ± 15 μm.