RU2458727C1 - Filtration element - Google Patents
Filtration element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2458727C1 RU2458727C1 RU2011109547/05A RU2011109547A RU2458727C1 RU 2458727 C1 RU2458727 C1 RU 2458727C1 RU 2011109547/05 A RU2011109547/05 A RU 2011109547/05A RU 2011109547 A RU2011109547 A RU 2011109547A RU 2458727 C1 RU2458727 C1 RU 2458727C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- sections
- filtration
- filter element
- compressed
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение предназначено для очистки углеводородных жидкостей от механических примесей и воды и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, автомобильной и других отраслях промышленности.The invention is intended for the purification of hydrocarbon liquids from mechanical impurities and water 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. №1153947). Прокладки располагаются попарно вершинами конусов по направлению друг к другу. Фильтрующие диски обжимаются прокладками, в результате 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, также 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 снижаются 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 from a deformable porous filter material and conical gaskets (AS No. 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, the disks are deformed, providing porosity changing in the direction of the filtered fluid flow. Disks compressed by gaskets on the side of the base of the cones have a minimum porosity at the inlet, 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 a 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 additionally prevents the passage of fluid through these disks. Thus, that part of the volume of filter material that falls on the disks, compressed from the base of the cones, is not involved in the process of delaying pollution, as a result, the dirt capacity and resource of the filter element are reduced.
Известен также фильтроэлемент, предназначенный для очистки углеводородных жидкостей (а.с. №1804887, прототип), состоящий из перфорированного трубчатого каркаса, крышек и фильтрующей набивки из дисков большего и меньшего диаметра, выполненного из деформируемого пористого материала, набранных попеременно и обжатых в осевом (продольном) направлении до взаимного контакта больших дисков. Недостатком является то, что эта конструкция, по сути, представляет собой двухступенчатую, которая не обеспечивает постепенного закупоривания пор по сечению фильтроэлемента, т.е. не используется весь объем фильтроматериала, что приводит к снижению грязеемкости и ресурса фильтроэлемента. Перфорированный трубчатый каркас имеет повышенное гидравлическое сопротивление и повышает стоимость фильтроэлемента.Also known is a filter element designed for the purification of hydrocarbon liquids (AS No. 1804887, prototype), consisting of a perforated tubular frame, covers and filter packing from disks of larger and smaller diameters, made of a deformable porous material, alternately assembled and crimped in axial ( longitudinal) direction to the mutual contact of large disks. The disadvantage is that this design, in fact, is a two-stage, which does not provide a gradual clogging of pores along the cross section of the filter element, i.e. the entire volume of the filter material is not used, which leads to a decrease in the dirt capacity and resource of the filter element. The perforated tube frame has an increased hydraulic resistance and increases the cost of the filter element.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение грязеемкости фильтрующего элемента, повышение ресурса его работы и упрощение конструкции.The task of the invention is to increase the dirt capacity of the filter element, increase the resource of its work and simplify the design.
Технический результат, позволяющий решить задачу, заключается в постепенном закупоривании пор фильтрующих секций за счет равномерного их уменьшения, полученного в результате обжатия в поперечном направлении, и, как следствие, увеличении длительности процесса очистки углеводородных жидкостей.The technical result that allows us to solve the problem is to gradually clog the pores of the filter sections due to their uniform reduction obtained as a result of compression in the transverse direction, and, as a result, an increase in the duration of the process for cleaning hydrocarbon liquids.
Технический результат, направленный на решение поставленной задачи, достигается следующим образом.The technical result aimed at solving the problem is achieved as follows.
Заявляемый в качестве изобретения фильтрующий элемент имеет общее с прототипом то, что он содержит жесткий проницаемый цилиндрический каркас, расположенный на каркасе пакет фильтрующих обжатых секций из эластичного пористого материала, степень обжатия которых увеличивается от наружного диаметра к внутреннему и выполнена в соответствии с требуемой тонкостью фильтрации, и торцевые крышки.The filter element claimed as an invention has in common with the prototype that it contains a rigid permeable cylindrical frame, a package of filtering compressed sections of elastic porous material located on the frame, the compression ratio of which increases from the outer diameter to the inner one and is made in accordance with the required filtering fineness, and end caps.
В отличие от прототипа пакет в заявляемом фильтрующем элементе собран из продольных фильтрующих секций, имеющих в поперечном сечении трапециевидную форму, обжатых в поперечном направлении и склеенных между собой боковыми гранями, при этом наружный и внутренний диаметры пакета из обжатых фильтрующих секций определены по формуле:Unlike the prototype, the bag in the inventive filter element is assembled from longitudinal filter sections having a trapezoidal shape in cross section, compressed in the transverse direction and glued together by side faces, while the outer and inner diameters of the bag of compressed filter sections are determined by the formula:
где dн - наружный диаметр пакета из фильтрующих секций;where d n is the outer diameter of the bag of filter sections;
dв - внутренний диаметр пакета из фильтрующих секций;d in - the inner diameter of the package of filter sections;
xmax - максимальный размер частиц загрязнений;x max - maximum particle size of contaminants;
d0,95 - требуемая номинальная тонкость фильтрации;d 0,95 - the required nominal filter fineness;
m - эмпирический показатель степени эластичного пористого материала для обеспечения требуемой степени его обжатия.m is an empirical measure of the degree of elastic porous material to provide the required degree of compression.
Проницаемый цилиндрический каркас может быть выполнен в виде цилиндрической витой пружины из упругого материала.The permeable cylindrical frame can be made in the form of a cylindrical coil spring from an elastic material.
Выбор основных конструктивных параметров (dн, dв) предлагаемого фильтрующего элемента и степень обжатия фильтрующих секций зависят от требуемой номинальной тонкости фильтрации.The choice of the main structural parameters (d n , d c ) of the proposed filter element and the degree of compression of the filter sections depend on the required nominal filter fineness.
Для деформируемых пористых материалов требуемая степень обжатия эластичного пористого материала, обеспечивающая задержку частиц определенного размера, определяется по эмпирическим формулам вида:For deformable porous materials, the required degree of compression of the elastic porous material, which ensures the retention of particles of a certain size, is determined by empirical formulas of the form:
где d0,95 - требуемая номинальная тонкость фильтрации;where d 0,95 - the required nominal filter fineness;
n - требуемая степень обжатия эластичного пористого материала;n is the required degree of compression of the elastic porous material;
k - эмпирический коэффициент эластичного пористого материала для обеспечения требуемой степени его обжатия;k is the empirical coefficient of the elastic porous material to ensure the required degree of compression;
m - эмпирический показатель степени эластичного пористого материала для обеспечения требуемой степени его обжатия.m is an empirical measure of the degree of elastic porous material to provide the required degree of compression.
Например, для деформируемого пористого пенополиуретана ППУ-ЭО-130k=79,43 и m=1,466 (а.с. №1804887).For example, for deformable porous polyurethane foam PPU-EO-130k = 79.43 and m = 1.466 (A.S. No. 1804887).
Согласно формуле (1) требуемые степени обжатия материала снаружи (на входе) - nн и внутри (на выходе) - nв будут:According to formula (1), the required degree of compression of the material outside (at the entrance) - n n and inside (at the exit) - n in will be:
Чем больше степень обжатия, тем меньше диаметр фильтрующего элемента, следовательно, из этого вытекает следующее:The greater the degree of compression, the smaller the diameter of the filter element, therefore, the following follows from this:
где dн - наружный диаметр пакета из фильтрующих секций;where d n is the outer diameter of the bag of filter sections;
dв - внутренний диаметр пакета из фильтрующих секций;d in - the inner diameter of the package of filter sections;
xmax - максимальный размер частиц загрязнений;x max - maximum particle size of contaminants;
d0,95 - требуемая номинальная тонкость фильтрации;d 0,95 - the required nominal filter fineness;
m - эмпирический показатель степени эластичного пористого материала для обеспечения требуемой степени его обжатия.m is an empirical measure of the degree of elastic porous material to provide the required degree of compression.
Таким образом, используя формулы (2) и (4) для определения конструктивных параметров предлагаемого фильтрующего элемента, можно обеспечить его работу с максимальным ресурсом.Thus, using formulas (2) and (4) to determine the design parameters of the proposed filter element, it is possible to ensure its operation with a maximum resource.
Совокупность существенных признаков, которая характеризует заявляемое изобретение, в известных источниках информации не обнаружена. Это подтверждает новизну изобретения.The set of essential features that characterizes the claimed invention in known sources of information is not found. This confirms the novelty of the invention.
В уровне техники не выявлены фильтрующие элементы, выполненные из обжатых продольных трапециевидных секций, и конструктивные параметры фильтрующего элемента определялись бы из соотношения In the prior art, filter elements made of compressed longitudinal trapezoidal sections have not been identified, and the design parameters of the filter element would be determined from the ratio
Несмотря на простоту технического решения, изобретение явным образом не следует из уровня техники, а значит, соответствует критерию «изобретательский уровень».Despite the simplicity of the technical solution, the invention does not explicitly follow from the prior art, which means that it meets the criterion of "inventive step".
Пружина в заявляемом фильтрующем элементе исполняет роль жесткого проницаемого цилиндрического каркаса, который в силу своей упругости препятствует смещению трапециевидных фильтрующих секций под напором жидкости.The spring in the inventive filter element acts as a rigid permeable cylindrical frame, which, due to its elasticity, prevents the trapezoidal filter sections from displacing under the pressure of the liquid.
Далее изобретение поясняется чертежами, на которых изображены заявляемый фильтрующий элемент и элементы его конструкции.Further, the invention is illustrated by drawings, which depict the inventive filter element and structural elements.
На фиг.1 показан общий вид фильтрующего элемента, на фиг.2 - поперечное сечение фильтрующего элемента.Figure 1 shows a General view of the filter element, figure 2 is a cross section of the filter element.
Наборный фильтрующий элемент объемного типа содержит жесткий проницаемый цилиндрический каркас, вокруг которого набраны в пакет и склеены боковыми гранями трапециевидные фильтрующие секции 1, образуя цилиндрический полый пакет фильтрующих секций, внутри которого установлена цилиндрическая пружина 2. К торцевым поверхностям фильтрующих секций 1 приклеены крышки 3 и 4. На чертежах также отмечено: Н - высота фильтрующего элемента; dн - наружный диаметр пакета из фильтрующих секций; dв - внутренний диаметр пакета из фильтрующих секций.The volumetric type-setting filter element contains a rigid permeable cylindrical frame around which
Сначала определяются параметры фильтрующего элемента.First, the parameters of the filter element are determined.
Пример расчета фильтрующего элементаExample of filter element calculation
Требуется изготовить фильтрующий элемент, обеспечивающий номинальную тонкость фильтрации d0,95=25 мкм и имеющий наружный диаметр dн=100 мм. Фильтрующий элемент набирается из обжатых трапециевидных секций в количестве 12 шт., изготовленных из ППУ-ЭО-130. Для деформируемого пористого пенополиуретана ППУ-ЭО-130 эмпирические коэффициент k=79,43 и показатель степени m=1,466 (а.с. №1804887). На фильтрующий элемент поступает масло, загрязненное механическими примесями с максимальным размером частиц xmax=50 мкм.It is required to manufacture a filter element that provides a nominal filter fineness of d 0.95 = 25 μm and having an outer diameter of d n = 100 mm. The filtering element is recruited from compressed trapezoidal sections in an amount of 12 pcs. Made of PPU-EO-130. For the deformable porous polyurethane foam PPU-EO-130, the empirical coefficient is k = 79.43 and the exponent is m = 1.466 (a.s. No. 1804887). An oil contaminated with mechanical impurities with a maximum particle size x max = 50 μm enters the filter element.
По формуле (4) находим внутренний диаметр фильтрующего элемента dв:By the formula (4) we find the inner diameter of the filter element d in :
Внутренний диаметр фильтрующего элемента для обеспечения заданной номинальной тонкости фильтрации dв=62,5 мм.The inner diameter of the filter element to ensure a given nominal filtration fineness d in = 62.5 mm
По формуле (2) находим степень обжатия наружной поверхности пористого материала для последующего обжатия секций:By the formula (2) we find the degree of compression of the outer surface of the porous material for subsequent compression sections:
Для иного пористого фильтрующего материала коэффициент k и показатель степени m определяют также эмпирически, например методом, изложенным в работе [Кадочникова М.В. Совершенствование масляных фильтроэлементов машин химической технологии и разработка методики их расчета: Дис. канд. тех. наук. - Томск, 1989. - 182 с.].For another porous filter material, the coefficient k and the exponent m are also determined empirically, for example, by the method described in [Kadochnikova M.V. Improvement of oil filter elements of chemical technology machines and development of methods for their calculation: Dis. Cand. those. sciences. - Tomsk, 1989. - 182 p.].
Фильтрующий элемент изготавливается следующим образом.The filter element is made as follows.
1. Из деформируемого пористого материала (пенополиуретана) изготавливаются обжатые трапециевидные секции, длина которых соответствует высоте фильтрующего элемента, в количестве, соответствующем принятому количеству трапециевидных секций 1 (фиг.1, 2). Обжатая секция должна иметь снаружи поры, соответствующие размеру частиц примеси xmax=50 мкм. Изнутри секция обжата в 1,371 раза больше. Это может быть обеспечено в процессе сборки до dв=62,5 мм.1. Of the deformable porous material (polyurethane foam) are made compressed trapezoidal sections, the length of which corresponds to the height of the filter element, in an amount corresponding to the accepted number of trapezoidal sections 1 (1, 2). The compressed section should have pores on the outside corresponding to the particle size of the impurity x max = 50 μm. Inside the section is compressed 1.371 times more. This can be ensured during the assembly process up to d in = 62.5 mm.
2. На боковые грани трапециевидных секций наносят клей и собирают на цилиндрической оправке, диаметр которой равен внутреннему диаметру фильтрующего элемента.2. On the side faces of the trapezoidal sections, glue is applied and collected on a cylindrical mandrel, the diameter of which is equal to the inner diameter of the filter element.
3. После склеивания секций по боковым граням вынимают цилиндрическую оправку и в полученный полый пористый цилиндр вставляют цилиндрическую пружину.3. After gluing the sections along the side faces, a cylindrical mandrel is removed and a coil spring is inserted into the obtained hollow porous cylinder.
4. К торцевым поверхностям фильтрующих секций 1 приклеивают крышки 3 и 4.4.
Claims (2)
где dн - наружный диаметр пакета из фильтрующих секций;
dв - внутренний диаметр пакета из фильтрующих секций;
xmax - максимальный размер частиц загрязнений;
d0,95 - требуемая номинальная тонкость фильтрации;
m - эмпирический показатель степени эластичного пористого материала для обеспечения требуемой степени его обжатия.1. A filter element containing a rigid permeable cylindrical frame, a packet of filtering compressed sections of elastic porous material located on the frame, the compression ratio of which increases from the outer diameter to the inner one and is made in accordance with the required filtering fineness, and end caps, characterized in that the packet assembled from longitudinal filter sections having a trapezoidal shape in cross section, compressed in the transverse direction and glued together by side faces, while the outer and the inner diameters of the bag of compressed filter sections are determined by the formula:
where d n is the outer diameter of the bag of filter sections;
d in - the inner diameter of the package of filter sections;
x max - maximum particle size of contaminants;
d 0,95 - the required nominal filter fineness;
m is an empirical measure of the degree of elastic porous material to provide the required degree of compression.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011109547/05A RU2458727C1 (en) | 2011-03-14 | 2011-03-14 | Filtration element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011109547/05A RU2458727C1 (en) | 2011-03-14 | 2011-03-14 | Filtration element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2458727C1 true RU2458727C1 (en) | 2012-08-20 |
Family
ID=46936549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011109547/05A RU2458727C1 (en) | 2011-03-14 | 2011-03-14 | Filtration element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2458727C1 (en) |
Cited By (3)
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 |
RU191630U1 (en) * | 2019-05-14 | 2019-08-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Section filter |
RU2774164C1 (en) * | 2021-05-27 | 2022-06-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Reusable cellular filter |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1226326A (en) * | 1958-12-05 | 1960-07-11 | Improvement in oil purifiers and filters with interchangeable cartridges for internal combustion and internal combustion engines and any other machine | |
US4239627A (en) * | 1979-03-16 | 1980-12-16 | Yoneji Wada | Filtering member and method for manufacturing the same |
SU1607873A1 (en) * | 1989-01-09 | 1990-11-23 | Томский инженерно-строительный институт | Filter element |
DE10137308A1 (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Hans-Joachim Burmester | Partial-flow filter for long-duration lubrication of esp. petrol, Diesel, and gas engines consists of support tube of slotted metal plate with filter paper |
-
2011
- 2011-03-14 RU RU2011109547/05A patent/RU2458727C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1226326A (en) * | 1958-12-05 | 1960-07-11 | Improvement in oil purifiers and filters with interchangeable cartridges for internal combustion and internal combustion engines and any other machine | |
US4239627A (en) * | 1979-03-16 | 1980-12-16 | Yoneji Wada | Filtering member and method for manufacturing the same |
SU1607873A1 (en) * | 1989-01-09 | 1990-11-23 | Томский инженерно-строительный институт | Filter element |
DE10137308A1 (en) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Hans-Joachim Burmester | Partial-flow filter for long-duration lubrication of esp. petrol, Diesel, and gas engines consists of support tube of slotted metal plate with filter paper |
Cited By (3)
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 |
RU191630U1 (en) * | 2019-05-14 | 2019-08-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Section filter |
RU2774164C1 (en) * | 2021-05-27 | 2022-06-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Reusable cellular filter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6647553B2 (en) | Filter element | |
US20160228801A1 (en) | Filtration device and filter element | |
EP3043880B1 (en) | Sheaf-based fluid filter | |
US20160339369A1 (en) | Filter element and filtering apparatus | |
JP2016501119A (en) | Filter element | |
US11207639B2 (en) | Absorbent apparatus for an air dryer purge air cleaner and method of producing the same | |
RU2458727C1 (en) | Filtration element | |
US20070157808A1 (en) | Filter with enhanced media area utilization | |
US9480942B2 (en) | Separation device for separating impurities from gases | |
EP1214131A1 (en) | Filter elements and filtering methods | |
RU2445146C1 (en) | Edge filter | |
US20110233153A1 (en) | Radial flow column | |
WO2014074630A1 (en) | Sintered metal fiber disks for chromatographic applications | |
US20110056881A1 (en) | Household water filter | |
US2507818A (en) | Oil filter | |
RU2774164C1 (en) | Reusable cellular filter | |
RU191630U1 (en) | Section filter | |
CA3129783C (en) | Variable-porosity filtering apparatus having compressible filtering medium | |
JP2024515874A (en) | FILTER CARTRIDGE, FILTER DEVICE, AND METHODS | |
RU2349366C1 (en) | Filtering element | |
RU60875U1 (en) | FILTER ELEMENT | |
RU2535050C1 (en) | Filter | |
US20120228212A1 (en) | Asymmetric Carbon Block System and Method | |
RU2136348C1 (en) | Module-type filter element | |
RU2473787C1 (en) | Well strainer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130315 |