RU2352380C2

RU2352380C2 - Cartridge filter

Info

Publication number: RU2352380C2
Application number: RU2007114399/15A
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Васильев (RU); Александр Алексеевич Васильев; Рафаил Кимович Шарипов (RU); Рафаил Кимович Шарипов
Original assignee: Александр Алексеевич Васильев
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2009-04-20
Also published as: RU2007114399A

Abstract

FIELD: treatment plants.

SUBSTANCE: invention relates to devices for cleaning neutral and corrosive liquids from mechanical impurities and can be used for microfiltration in all industrial sectors, where fine high quality cleaning of liquid mediums from disperse particles is required. The cartridge filter contains a case, divided throughout the height with a grating which has filtering elements fixed on it in the chamber for the initial liquid, which has a tangentially placed inlet nozzle and supplied with a guiding element, and a chamber of cleaned liquid. Filtering elements are placed in the chamber of the initial liquid. A baffle-cowling made in the form of a fin fixed on both sides to the inner surface of the inlet nozzle along two symmetric lines of its generatrix is used as the guiding element, part of the fin protruding into the inner cavity of the filter case, angles towards the side of the tangential generatrix of the flow.

EFFECT: invention makes it possible to increase the exploitation of the resources of the filter and increase the effectiveness of its work.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки нейтральных и агрессивных жидкостей от механических примесей фильтрованием, в частности к патронным фильтрам, и может быть использовано для микрофильтрации во всех отраслях промышленности, где требуется тонкая высокоэффективная очистка жидких сред от дисперсных частиц.The invention relates to a device for cleaning neutral and aggressive liquids from mechanical impurities by filtration, in particular for cartridge filters, and can be used for microfiltration in all industries where thin highly efficient cleaning of liquid media from dispersed particles is required.

Известен патронный фильтр (патент РФ № 2040306, B01D 27/08, 1995.07.25), содержащий днище с жестко закрепленными патрубками для подвода и отвода жидкости, съемный цилиндрический корпус, в котором концентрично расположены фильтровальные элементы, разделительную перегородку, соединенную стягивающим стержнем с прижимным устройством, воздействующим на фильтровальные элементы, запорное устройство и кольцевые уплотнительные прокладки, при этом разделительная перегородка содержит сходящиеся под углом навстречу друг другу конусные скосы, в которых концентрично выполнены канавки и установлены в них кольцевые уплотнительные прокладки, съемный цилиндрический корпус и днище содержат конусные отбортовки, выполненные с одинаковым углом наклона, равным углу наклона скосов разделительной перегородки, а фильтровальные элементы выполнены с увеличивающимися от центра к периферии размерами пор.Known cartridge filter (RF patent No. 2040306, B01D 27/08, 1995.07.25), containing a bottom with rigidly fixed nozzles for supplying and discharging liquid, a removable cylindrical body in which the filter elements are concentrically arranged, a dividing wall connected by a pulling rod with a pressure a device acting on the filter elements, the locking device and the annular sealing gaskets, while the dividing wall contains conical bevels converging at an angle towards each other, in which ntrichno grooves and installed therein the annular sealing gasket, a removable cylindrical body and bottom comprise a conical flange formed with the same angle of inclination equal to the angle of inclination of the bevel of the partition wall, and filtering elements are formed with increasing from the center to the periphery of the pore size.

Недостатком аналога является невысокая эффективность фильтра, т.к. из-за отсутствия вращательного движения жидкости, он забивается крупными и мелкими частицами, что сокращает срок эксплуатации фильтрующих элементов, а очистка фильтрующих элементов требует его разборки.The disadvantage of the analogue is the low efficiency of the filter, because due to the lack of rotational movement of the liquid, it becomes clogged with large and small particles, which shortens the life of the filter elements, and cleaning the filter elements requires disassembly.

Известен патронный фильтр (патент РФ 2050928, B01D 27/04, 1995.12.27) для очистки жидкостей, содержащий вертикальный корпус с днищем и съемной крышкой, подводящий и отводящий патрубки и установленный по оси корпуса цилиндрический фильтрующий элемент, выполненный, например, из поливинилформаля, снабженный распределительным элементом, выполненным в виде цилиндрического перфорированного кольца, герметично присоединенного к днищу и нижней части фильтрующего элемента, и гофрированной трубкой из эластичного материала, герметично прикрепленной к крышке и к верхней части фильтрующего элемента, при этом подающий патрубок присоединен к днищу, а отводящий - к крышке.Known cartridge filter (RF patent 2050928, B01D 27/04, 1995.12.27) for cleaning liquids, containing a vertical housing with a bottom and a removable cover, inlet and outlet pipes and mounted along the axis of the housing, a cylindrical filter element made, for example, of polyvinylformal, equipped with a distribution element made in the form of a cylindrical perforated ring, hermetically attached to the bottom and bottom of the filter element, and a corrugated tube of elastic material, tightly attached to the cover and to the top of the filter element, while the supply pipe is attached to the bottom, and the outlet to the cover.

Недостатком аналога является невысокая эффективность фильтра, т.к. вектор скорости потока жидкости направлен перпендикулярно поверхности фильтрующих элементов.The disadvantage of the analogue is the low efficiency of the filter, because the fluid flow velocity vector is directed perpendicular to the surface of the filter elements.

Известен патронный фильтр (патент РФ № 2058802, B01D 27/00, 1996.04.27), содержащий корпус, разделенный трубной доской на верхнюю и нижнюю камеры, фильтрующие патроны с защитными футлярами, закрепленные открытыми концами в трубной доске и установленные вертикально в нижней камере, и патрубки с задвижками, причем защитные футляры выполнены из открыто пористого эластичного материала и снабжены перфорированными обоймами из жесткого материала, а верхняя и нижняя камеры снабжены двумя дополнительными патрубками с задвижками.Known cartridge filter (RF patent No. 2058802, B01D 27/00, 1996.04.27), comprising a housing divided by a tube plate into the upper and lower chambers, filter cartridges with protective cases, fixed with open ends in the tube plate and mounted vertically in the lower chamber, and nozzles with gate valves, the protective cases being made of openly porous elastic material and provided with perforated clips of rigid material, and the upper and lower chambers are equipped with two additional nozzles with gate valves.

Недостатком аналога является невысокая эффективность работы фильтра, сложность конструкции и эксплуатации.The disadvantage of the analogue is the low efficiency of the filter, the complexity of the design and operation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является патронный фильтр (авторское свидетельство СССР № 1274724, B01D 27/06, 05.07.1984), содержащий корпус, разделенный по высоте патронной решеткой на камеру исходной жидкости, имеющую тангенциально расположенный входной патрубок, и камеру очищенной жидкости с размещенными в ней на патронной решетке фильтрующими элементами, при этом фильтр снабжен размещенным в камере исходной жидкости направляющим элементом, выполненным в виде обратного усеченного конуса со спиралью, примыкающей верхней кромкой к наружной поверхности усеченного конуса, соединенного с патронной решеткой, а спираль соединена с корпусом посредством разъемного соединения.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is a cartridge filter (USSR author's certificate No. 1274724, B01D 27/06, 07/05/1984) containing a housing divided by the height of the cartridge grill into the source fluid chamber having a tangentially located inlet pipe, and the chamber of the purified liquid with filter elements located in it on the cartridge grill, while the filter is equipped with a guide element placed in the chamber of the initial liquid, made in the form of an inverse truncated cone from the back alyu adjacent the upper edge of the outer surface of a truncated cone connected to the cartridge lattice, spiral and connected to the housing by means of a releasable connection.

Недостатком прототипа также является невысокая эффективность работы фильтра, высокое падение гидравлического сопротивления на фильтре, связанное с ограничением рабочей поверхности фильтрующих элементов и конструкцией фильтров.The disadvantage of the prototype is also the low efficiency of the filter, a high drop in hydraulic resistance on the filter due to the limitation of the working surface of the filter elements and the design of the filters.

Задача изобретения - повышение эффективности работы фильтра за счет обеспечения вращательного движения потока жидкости и увеличения рабочей поверхности фильтрующих элементов.The objective of the invention is to increase the efficiency of the filter by providing rotational movement of the fluid flow and increasing the working surface of the filter elements.

Поставленная задача достигается тем, что в патронном фильтре, содержащем корпус, разделенный по высоте решеткой с закрепленными на ней фильтрующими элементами на камеру исходной жидкости, имеющую тангенциально расположенный входной патрубок и снабженную направляющим элементом, и камеру очищенной жидкости, в отличие от прототипа, фильтрующие элементы размещены в камере исходной жидкости, а в качестве направляющего элемента используется отбойник-обтекатель, выполненный в виде пластин, прикрепленных двумя сторонами к внутренней поверхности входного патрубка вдоль двух симметричных линий ее образующей, при этом части пластин, выступающие во внутреннюю полость корпуса фильтра, имеют наклон в сторону тангенциальной образующей потока.The problem is achieved in that in a cartridge filter containing a housing, divided by a height by a grating with filter elements fixed thereon, to a source liquid chamber having a tangentially located inlet pipe and provided with a guiding element, and a purified liquid chamber, in contrast to the prototype, filter elements placed in the chamber of the initial liquid, and a fairing chipper made in the form of plates attached by two sides to the inner surface is used as a guiding element awns inlet symmetric along two lines forming it, with the plates projecting into the inner cavity of the filter housing, are inclined toward the tangential flow generator.

Кроме того, входной патрубок патронного фильтра может быть выполнен конусным.In addition, the inlet pipe of the cartridge filter can be made conical.

При конусном выполнении организация потока улучшается за счет уменьшения падения гидравлического сопротивления и плавного перехода потока жидкости в тангенциальном направлении.With a cone, the flow organization is improved by reducing the drop in hydraulic resistance and a smooth transition of the fluid flow in the tangential direction.

Размещение фильтрующих элементов в камере исходной жидкости позволяет значительно увеличить их рабочую поверхность.The placement of filter elements in the chamber of the source fluid can significantly increase their working surface.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид патронного фильтра, на фиг 2 - патронный фильтр в разрезе.The invention is illustrated by drawings. In Fig.1 shows a General view of the cartridge filter, Fig.2 - cartridge filter in section.

Патронный фильтр содержит корпус 1 с патронной решеткой 2, закрепленной внутри него, и входной патрубок 3, расположенный тангенциально по отношению к корпусу 1. Патронная решетка 2 разделяет внутренний объем корпуса 1 патронного фильтра на две части: верхнюю -камеру очищенной жидкости, нижнюю - камеру исходной жидкости. Патронная решетка 2 предназначена для крепления на ней фильтрующих элементов 4, расположенных в камере исходной жидкости. К внутренней поверхности входного патрубка 3 прикреплен отбойник - обтекатель 5, выполненный в виде пластин, закрепленных двумя сторонами к образующим внутренней поверхности входного патрубка 3 и двумя другими сторонами вдоль линий образующей внутреннюю поверхность корпуса 1 патронного фильтра. Пластины отбойника - обтекателя 5 изогнуты, что позволяет обеспечить вращательное движение жидкости внутри корпуса 1 и исключить прямой удар механических частиц о поверхность фильтрующих элементов. К корпусу 1 крепится герметичный затвор 6, на котором расположены устройства подачи пара 7 и механизм 8 поворота крышки герметичного затвора 6. Выходной патрубок 9 также прикреплен к корпусу 1.The cartridge filter contains a housing 1 with a cartridge grill 2 mounted inside it, and an inlet pipe 3 located tangentially with respect to the housing 1. The cartridge grill 2 divides the internal volume of the cartridge filter housing 1 into two parts: the upper chamber of the purified liquid, the lower chamber source fluid. The cartridge grill 2 is designed for mounting on it filter elements 4 located in the chamber of the source fluid. A chipper 5 is attached to the inner surface of the inlet pipe 3, made in the form of plates fixed on both sides to the generators of the inlet pipe 3 and two other sides along the lines forming the inner surface of the cartridge filter housing 1. The plates of the bump-fairing 5 are curved, which allows for the rotational movement of the fluid inside the housing 1 and eliminates the direct impact of mechanical particles on the surface of the filter elements. An airtight shutter 6 is attached to the housing 1, on which steam supply devices 7 and a mechanism 8 for turning the cap of the airtight shutter 6 are located. The outlet pipe 9 is also attached to the housing 1.

Патронный фильтр работает следующим образом. Герметичный затвор 6 с помощью механизма поворота крышки 8, устанавливают на корпус 1. Жидкость, содержащая механические примеси, через входной патрубок 3, расположенный тангенциально корпусу 1, поступает в камеру исходной жидкости, содержащей фильтрующие элементы 4. При истечении жидкости через фильтрующие элементы 4 отбойник - обтекатель 5, защищая поверхность фильтрующих элементов 4 от прямого удара частиц и механических повреждений, направляет поток жидкости вдоль внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1 патронного фильтра, преобразуя движение потока во вращательное. Под действием центробежных сил механические примеси устремляются к внутренней поверхности корпуса 1, а под действием гравитационных сил оседают в нижней части корпуса патронного фильтра. Более легкие и мелкие взвешенные частицы оседают на наружной цилиндрической поверхности фильтрующих элементов 4, а отфильтрованная жидкость поступает из камеры исходной жидкости в камеру очищенной жидкости и удаляется из патронного фильтра в выходной патрубок 9. Необходимо отметить, что вектор скорости потока жидкости направлен по касательной к поверхности фильтрующих элементов 4, а следовательно, сила сцепления мельчайших механических примесей с поверхностью фильтрующих элементов значительно меньше силы сцепления механических примесей, когда вектор скорости потока жидкости направлен перпендикулярно фильтрующей поверхности.The cartridge filter operates as follows. An airtight shutter 6 is mounted on the housing 1 by means of the rotation mechanism of the cover 8. A fluid containing mechanical impurities, through an inlet pipe 3 located tangentially to the housing 1, enters the chamber of the initial fluid containing filter elements 4. When the fluid flows through the filter elements 4, the baffle - fairing 5, protecting the surface of the filter elements 4 from direct impact of particles and mechanical damage, directs the fluid flow along the inner cylindrical surface of the housing 1 of the cartridge filter, pre brazing the movement of the flow into rotational. Under the action of centrifugal forces, mechanical impurities rush to the inner surface of the housing 1, and under the influence of gravitational forces settle in the lower part of the cartridge filter housing. Lighter and finer suspended particles settle on the outer cylindrical surface of the filter elements 4, and the filtered liquid enters from the source liquid chamber into the purified liquid chamber and is removed from the cartridge filter into the outlet pipe 9. It should be noted that the fluid flow velocity vector is tangential to the surface filter elements 4, and therefore, the adhesion force of the smallest mechanical impurities to the surface of the filter elements is much less than the adhesion force of mechanical Here, when the fluid velocity vector is directed perpendicular to the filter surface.

Преимуществом конструкции патронного фильтра является технологичность, позволяющая увеличить ресурс его эксплуатации, за счет установки отбойников - обтекателей, направляющих вектор скорости потока жидкости по касательной к поверхности фильтрующих элементов. Это исключает механическое повреждение поверхности фильтрующих элементов от прямого удара механических частиц, организует процесс разделения частиц на крупные механические и мелкие дисперсные.The advantage of the design of the cartridge filter is its manufacturability, which allows to increase the resource of its operation, due to the installation of chippers - fairings, directing the velocity vector of the fluid flow tangentially to the surface of the filter elements. This eliminates mechanical damage to the surface of the filter elements from a direct impact of mechanical particles, organizes the process of separation of particles into large mechanical and small dispersed ones.

Преимуществом также является сокращение времени очистки фильтрующих элементов от механических примесей за счет подачи пара через устройство подачи пара во внутреннюю полость фильтрующих элементов и удаление им взвешенных частиц, сконцентрированных на наружной поверхности фильтрующих элементов 4. При этом взвешенные частицы и крупные частицы собираются в нижней части корпуса 1 (грязевом кармане) и удаляются из корпуса с помощью дренажного патрубка, расположенного в нижней части корпуса 1.An advantage is also to reduce the time for cleaning filter elements from mechanical impurities by supplying steam through a steam supply device to the inner cavity of the filter elements and removing suspended particles concentrated on the outer surface of the filter elements 4. In this case, suspended particles and large particles are collected in the lower part of the housing 1 (mud pocket) and are removed from the housing using the drain pipe located in the lower part of the housing 1.

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить эффективность работы фильтра за счет обеспечения вращательного движения потока жидкости и увеличения рабочей поверхности фильтрующих элементов.So, the claimed invention allows to increase the efficiency of the filter by providing rotational movement of the fluid flow and increasing the working surface of the filter elements.

Claims

1. A cartridge filter comprising a housing divided in height by a grating with filter elements fixed thereon to a source liquid chamber having a tangentially located inlet pipe and provided with a guiding element, and a purified liquid chamber, characterized in that the filter elements are placed in the source liquid chamber, and as a guide element, a fairing chipper is used, made in the form of plates attached by two sides to the inner surface of the inlet pipe along two symmetries cruise lines a generatrix, with the plates projecting into the inner cavity of the filter housing, are inclined toward the tangential flow generator.

2. The cartridge filter according to claim 1, characterized in that the inlet pipe is made conical.