RU2392030C1

RU2392030C1 - Cartridge filter (versions)

Info

Publication number: RU2392030C1
Application number: RU2009105281/15A
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Васильев (RU); Александр Алексеевич Васильев; Иван Александрович Васильев (RU); Иван Александрович Васильев
Original assignee: Александр Алексеевич Васильев
Priority date: 2009-02-16
Filing date: 2009-02-16
Publication date: 2010-06-20

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to devices for cleaning of neutral and aggressive liquids from mechanical admixtures by means of filtering, in particular to cartridge filters, and may be used for microfiltering in all industries. Cartridge filter comprises body, separate by tube plate into upper and lower chambers, filtering cartridges, protective cases fixed in tube plate and installed vertically. Protective cases are arranged in upper chamber and are made of leaktight material with open upper and lower ends. Filtering cartridges are fixed by their open ends to upper ends of filtering cases with the help of leaktight washers, and with their closed ends are fixed to lower part of lower chamber. According to the second version, filtering cartridge comprises coaxially arranged hollow cylinder connected by stiffening ribs with inner surface of filtering cartridge. Cylinder is equipped with split tip, which connects its inner surface with outer surface of body, point of location of which matches upper end of filtering cartridge fixed to upper end of case, with the help of leaktight washers.

EFFECT: improved efficiency of filter operation due to increased working surface of filtering elements with preservation of hydrodynamical effect.

2 cl, 4 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 и газовых 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 and gas media from dispersed particles is required.

Известен 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.A cartridge filter is known (USSR author's certificate No. 1274724, B01D 27/06, 07/05/1984) containing a housing divided by the height of the cartridge grill into a source fluid chamber having a tangentially located inlet nozzle and a purified fluid chamber with housings located on it on the cartridge grill filter elements, the filter is equipped with a guide element located in the chamber of the initial liquid, made in the form of a reverse truncated cone with a spiral adjacent the upper edge to the outer surface of the truncated cone, connected ennogo cartridge with a lattice, spiral and connected to the housing by means of a releasable connection.

Недостатком аналога 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 analogue is 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.

Известен также патронный фильтр (патент РФ №2040306, B01D 27/08, 25.07.1995), содержащий днище с жестко закрепленными патрубками для подвода и отвода жидкости, съемный цилиндрический корпус, в котором концентрично расположены фильтрующие элементы, разделительную перегородку, соединенную стягивающим стержнем с прижимным устройством, воздействующим на фильтрующие 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.Also known is a cartridge filter (RF patent No. 2040306, B01D 27/08, 07/25/1995) 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 tightening rod with a pressing 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 the end en- 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, так как из-за отсутствия гидродинамического эффекта 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 a hydrodynamic effect, it becomes clogged with large and small particles, which shortens the life of the filter elements, and cleaning the filter elements requires disassembly.

Известен также патронный фильтр (патент РФ №2050928, B01D 27/04, 27.12.1995) 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.Also known is a cartridge filter (RF patent No. 2050928, B01D 27/04, December 27, 1995) for cleaning liquids, comprising a vertical housing with a bottom and a removable cover, inlet and outlet pipes and a cylindrical filter element mounted along the axis of the housing, made for example from polyvinyl formal, 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, hermetically 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, так как вектор скорости потока жидкости направлен перпендикулярно поверхности фильтрующих элементов.The disadvantage of the analogue is the low efficiency of the filter, since the vector of the fluid flow rate is directed perpendicular to the surface of the filter elements.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является патронный фильтр (патент РФ №2058802, B01D 27/00, 27.04.1996), 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.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is a cartridge filter (RF patent No. 2058802, B01D 27/00, 04/27/1996) containing a housing divided by a tube plate into the upper and lower chambers, filtering cartridges with protective cases, fixed with open ends in the tube plate and installed vertically in the lower chamber, and nozzles with valves, the protective cases made of openly porous elastic material and equipped with perforated clips of hard material, and the upper and lower sleep chambers wife two additional nozzles with valves.

Недостатком прототипа является невысокая эффективность работы фильтра, связанная с ограничением рабочей поверхности фильтрующих элементов, сложность конструкции и эксплуатации.The disadvantage of the prototype is the low efficiency of the filter, associated with the limitation of the working surface of the filter elements, the complexity of the design and operation.

Задача изобретения - повышение эффективности работы фильтра за счет увеличения рабочей поверхности фильтрующих элементов при сохранении гидродинамического эффекта - вектор скорости потока фильтруемой среды направлен по касательной (образующей) к рабочей поверхности фильтрующих элементов.The objective of the invention is to increase the efficiency of the filter by increasing the working surface of the filter elements while maintaining the hydrodynamic effect - the velocity vector of the filtered medium is directed tangentially (forming) to the working surface of the filter elements.

Поставленная задача по первому варианту достигается тем, что в патронном фильтре, содержащем корпус, разделенный трубной доской на верхнюю и нижнюю камеры, фильтрующие патроны, защитные футляры, закрепленные в трубной доске и установленные вертикально, патрубки с задвижками, в отличие от прототипа защитные футляры расположены в верхней камере и выполнены из герметичного материала с открытыми верхними и нижними концами, фильтрующие патроны прикреплены открытыми концами к верхним концам защитных футляров с помощью герметичных шайб, позволяющих получить между ними коаксиальные полости, соединенные с нижней камерой, площадь сечения горизонтальной плоскостью каждой из которых ограничена наружным диаметром фильтрующего патрона и внутренним диаметром защитного футляра, должна быть не меньше площади сечения условного прохода патрубков, а закрытыми концами прикреплены к нижней части нижней камеры.The task according to the first embodiment is achieved by the fact that in a cartridge filter containing a housing divided by a tube plate into the upper and lower chambers, filter cartridges, protective cases mounted vertically in the tube plate, nozzles with valves, unlike the prototype protective cases are located in the upper chamber and are made of sealed material with open upper and lower ends, filter cartridges are attached with open ends to the upper ends of the protective cases using sealed washers, allowing Those who wish to receive coaxial cavities between them, connected to the lower chamber, the horizontal cross-sectional area of each of which is limited by the outer diameter of the filter cartridge and the inner diameter of the protective case, should be not less than the cross-sectional area of the conditional passage of the nozzles, and attached to the lower part of the lower chamber with closed ends.

Поставленная задача по второму варианту достигается тем, что в патронном фильтре, содержащем корпус, разделенный трубной доской на верхнюю и нижнюю камеры, фильтрующие патроны, защитные футляры, закрепленные в трубной доске и установленные вертикально, патрубки с задвижками, в отличие от прототипа защитный футляр расположен в верхней камере и выполнен из герметичного материала с открытыми верхними и нижними концами, фильтрующий патрон выполнен с открытыми верхним и нижним концами, содержит коаксиально расположенный полый цилиндр, соединенный ребрами жесткости с внутренней поверхностью фильтрующего патрона, снабженный разъемным наконечником, соединяющим его внутреннюю поверхность с наружной поверхностью корпуса, место расположения которого совпадает с верхним концом фильтрующего патрона, прикрепленного к верхнему концу футляра с помощью герметичных шайб, позволяющих получить между ними коаксиальные полости, соединенные с нижней камерой, площадь сечения горизонтальной плоскостью которой ограничена наружным диаметром фильтрующего патрона и внутренним диаметром защитного футляра, должна быть не меньше площади сечения условного прохода патрубков, а наружная поверхность нижнего конца фильтрующего патрона герметично соединена с нижней камерой с помощью фильтрующей перегородки.The task according to the second embodiment is achieved by the fact that in the cartridge filter containing a housing divided by a tube plate into the upper and lower chambers, filter cartridges, protective cases, mounted vertically in the tube plate, nozzles with valves, in contrast to the prototype, the protective case is located in the upper chamber and is made of sealed material with open upper and lower ends, the filter cartridge is made with open upper and lower ends, contains a coaxially located hollow cylinder, connected with stiffening ribs with the inner surface of the filter cartridge, equipped with a detachable tip connecting its inner surface with the outer surface of the housing, the location of which coincides with the upper end of the filter cartridge attached to the upper end of the case with sealed washers, allowing coaxial cavities connected between them with a lower chamber, the horizontal cross-sectional area of which is limited by the outer diameter of the filter cartridge and the inner diameter a protective case must not be less than the cross-sectional area of the conditional passage of the nozzles, and the outer surface of the lower end of the filter cartridge is hermetically connected to the lower chamber using a filter partition.

При этом увеличение площади фильтрующей поверхности происходит за счет использования объема над трубной доской при сохранении гидродинамического эффекта благодаря защитным футлярам и закрепленным в них фильтрующим патронам.At the same time, the increase in the area of the filtering surface occurs due to the use of volume above the tube plate while maintaining the hydrodynamic effect due to the protective cases and filter cartridges fixed in them.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен общий вид патронного фильтра по первому варианту, на фиг.2 - общий вид патронного фильтра по второму варианту.Figure 1 shows a General view of the cartridge filter according to the first embodiment, Figure 2 is a General view of the cartridge filter according to the second embodiment.

Патронный фильтр содержит патрубки 1 с задвижками (условно не показаны). Корпус 2 разделен трубной доской 3 на камеры: верхнюю 4 и нижнюю 5. Фильтрующие патроны 6 прикреплены с одной стороны к верхним концам защитных футляров 7 с помощью герметичной шайбы 8.The cartridge filter contains nozzles 1 with valves (conventionally not shown). The housing 2 is divided by a tube plate 3 into chambers: the upper 4 and lower 5. The filtering cartridges 6 are attached on one side to the upper ends of the protective cases 7 using a sealed washer 8.

С другой стороны фильтрующие патроны 6 (фиг.1) прикреплены к нижней части нижней камеры 5 с помощью ребер жесткости. Патронный фильтр содержит герметичный затвор 9.On the other hand, filter cartridges 6 (Fig. 1) are attached to the lower part of the lower chamber 5 by means of stiffeners. The cartridge filter contains a tight shutter 9.

По второму варианту (фиг.2) фильтрующий патрон 6 выполнен с открытыми верхним и нижним концами и содержит коаксиально расположенный полый цилиндр 10, соединенный ребрами жесткости 11 с внутренней поверхностью фильтрующего патрона 6. Полый цилиндр 10 снабжен разъемным наконечником 12, соединяющим его внутреннюю поверхность с наружной поверхностью корпуса 2. Разъемный наконечник 12 расположен в верхней части фильтрующего патрона 6, который прикреплен к верхней части защитного футляра 7 с помощью герметичных шайб 8, позволяющих получить между ними коаксиальные полости, соединенные с нижней камерой 5. Площадь сечения горизонтальной плоскостью этих полостей, ограниченная наружным диаметром фильтрующего патрона 6 и внутренним диаметром защитного футляра 7, должна быть не меньше площади сечения условного прохода патрубков 1. Наружная поверхность нижнего конца фильтрующего патрона 6 герметично соединена с нижней камерой 5 с помощью фильтрующей перегородки 13.According to the second variant (figure 2), the filter cartridge 6 is made with open upper and lower ends and contains a coaxially located hollow cylinder 10 connected by stiffeners 11 with the inner surface of the filter cartridge 6. The hollow cylinder 10 is equipped with a detachable tip 12 connecting its inner surface to the outer surface of the housing 2. The detachable tip 12 is located in the upper part of the filter cartridge 6, which is attached to the upper part of the protective case 7 using sealed washers 8, allowing you to get between it coaxial cavities connected to the lower chamber 5. The horizontal cross-sectional area of these cavities, limited by the outer diameter of the filter cartridge 6 and the inner diameter of the protective case 7, must be not less than the cross-sectional area of the conditional passage of the nozzles 1. The outer surface of the lower end of the filter cartridge 6 is hermetically connected to the lower chamber 5 using the filter baffle 13.

Патронный фильтр работает следующим образом. При открытом герметичном затворе 9 устанавливают фильтрующий элемент в защитные футляры 7 и крепят его с помощью герметичной шайбы 8. Затем закрывают герметичный затвор, открывают задвижку (на чертежах не показана) и подают очищаемую жидкость через патрубок 1 в верхнюю камеру 4. Жидкость заполняет внутреннюю часть фильтрующего патрона и, проходя через пористые перегородки фильтрующего патрона 6, попадает в нижнюю камеру 5. При этом защитные футляры 7 перекрывают подачу очищаемой жидкости из верхней камеры 4 в нижнюю камеру 5, минуя фильтрующие патроны 6, но в то же время увеличивают площадь фильтрации фильтрующего патрона за счет использования объема верхней камеры 4, тем самым продлевают межрегламентный цикл работы фильтрующего патрона 6, уменьшают перепад гидравлического давления между верхней 4 и нижней 5 камерами. При этом все примеси собираются в нижней части фильтрующего патрона 6, так как вектор скорости очищаемой жидкости направлен сверху вниз по касательной (образующей) к фильтрующей поверхности. Это позволяет при очистке фильтра легко удалить загрязнения, так как они остаются внутри фильтрующего патрона.The cartridge filter operates as follows. When the sealed shutter 9 is open, the filter element is installed in the protective cases 7 and fastened with a sealed washer 8. Then, the sealed shutter is closed, the valve is opened (not shown in the drawings) and the liquid to be cleaned is supplied through the pipe 1 to the upper chamber 4. The liquid fills the inside filter cartridge and, passing through the porous walls of the filter cartridge 6, enters the lower chamber 5. In this case, the protective cases 7 block the supply of the liquid to be cleaned from the upper chamber 4 to the lower chamber 5, bypassing the filter 6 cartridges, but at the same time increase the filter area of the filter cartridge through the use of the volume of the upper chamber 4, thereby prolonging mezhreglamentny cycle of the filter cartridge 6, reduce hydraulic pressure drop between the top 4 and bottom 5 cameras. In this case, all impurities are collected in the lower part of the filter cartridge 6, since the velocity vector of the liquid being cleaned is directed from top to bottom along the tangent (generatrix) to the filter surface. This allows you to easily remove contaminants when cleaning the filter, as they remain inside the filter cartridge.

По второму варианту загрязнения скапливаются в нижней части корпуса 2 патронного фильтра, где уплотняются, поскольку очищаемая жидкость уходит из нижней части корпуса 2 через перегородку 13 в нижнюю камеру 5. В случае удаления загрязнений, открывается дренажный патрубок в нижней части корпуса 2, оставшаяся в фильтре жидкость сливается, а грязь удаляется путем подачи пара в полый цилиндр 10 через разъемный наконечник 12 в нижнюю часть корпуса фильтра 2. При этом пар поднимается в верхнюю часть корпуса 2 и, охлаждаясь, конденсируется на внутренней поверхности фильтрующего патрона 6, стекая вниз, очищает фильтрующий патрон 6.In the second embodiment, contaminants accumulate in the lower part of the cartridge filter housing 2, where they are sealed, since the liquid to be cleaned leaves the lower part of the housing 2 through the partition 13 to the lower chamber 5. In the event of contamination removal, the drainage pipe in the lower part of the housing 2 that remains in the filter opens the liquid is drained, and the dirt is removed by supplying steam to the hollow cylinder 10 through a split tip 12 to the lower part of the filter housing 2. In this case, the steam rises to the upper part of the housing 2 and, when cooled, condenses internally surface of the filter cartridge 6, flowing down cleans the filter cartridge 6.

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить эффективность работы фильтра за счет увеличения рабочей поверхности фильтрующих элементов при сохранении гидродинамического эффекта - вектор скорости потока фильтруемой среды направлен по касательной (образующей) к рабочей поверхности фильтрующих элементов.So, the claimed invention allows to increase the efficiency of the filter by increasing the working surface of the filter elements while maintaining the hydrodynamic effect - the vector of the flow rate of the filtered medium is directed along the tangent (generatrix) to the working surface of the filter elements.

Claims

1. A cartridge filter comprising a housing divided by a tube plate into the upper and lower chambers, filter cartridges, protective cases fixed in the tube board and mounted vertically, nozzles with valves, characterized in that the protective cases are located in the upper chamber and are made of sealed material with open upper and lower ends, filter cartridges are attached with open ends to the upper ends of the protective cases using sealed washers, allowing coaxial cavities to be connected between them a lower chamber, the cross section area of the horizontal plane each of which is limited by the outer diameter of the filter cartridge and the inner diameter of the protective case and should not be less than the cross sectional area of orifice nozzles, and the closed ends are attached to the bottom of the lower chamber.

2. A cartridge filter comprising a housing divided by a tube plate into the upper and lower chambers, filter cartridges, protective cases fixed in the tube board and mounted vertically, nozzles with valves, characterized in that the protective case is located in the upper chamber and is made of sealed material with open upper and lower ends, the filter cartridge is made with open upper and lower ends, contains a coaxially located hollow cylinder connected by stiffening ribs to the inner surface of the filter cartridge equipped with a detachable tip connecting its inner surface with the outer surface of the housing, the location of which coincides with the upper end of the filter cartridge attached to the upper end of the case using sealed washers, allowing to obtain between them coaxial cavities connected to the lower chamber, the cross-sectional area the horizontal plane of which is limited by the outer diameter of the filter cartridge and the inner diameter of the protective case and must not be less than the cross-sectional area the passage of the nozzles, and the outer surface of the lower end of the filter cartridge is hermetically connected to the lower chamber using a filter partition.