RU2509594C2 - Krapukhin's filter element - Google Patents

Krapukhin's filter element Download PDF

Info

Publication number
RU2509594C2
RU2509594C2 RU2012126814/05A RU2012126814A RU2509594C2 RU 2509594 C2 RU2509594 C2 RU 2509594C2 RU 2012126814/05 A RU2012126814/05 A RU 2012126814/05A RU 2012126814 A RU2012126814 A RU 2012126814A RU 2509594 C2 RU2509594 C2 RU 2509594C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
arcs
turns
curvature
filtering
Prior art date
Application number
RU2012126814/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012126814A (en
Inventor
Владимир Борисович Крапухин
Владимир Владимирович Крапухин
Алексей Владимирович Крапухин
Original Assignee
Владимир Борисович Крапухин
Владимир Владимирович Крапухин
Алексей Владимирович Крапухин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Борисович Крапухин, Владимир Владимирович Крапухин, Алексей Владимирович Крапухин filed Critical Владимир Борисович Крапухин
Priority to RU2012126814/05A priority Critical patent/RU2509594C2/en
Publication of RU2012126814A publication Critical patent/RU2012126814A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2509594C2 publication Critical patent/RU2509594C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Filtration Of Liquid (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to filtration. Proposed element comprises filter baffle composed of cylindrical coil, covers connected to it ends, union to fluid or gas feed and discharge and resilient element arranged between carcass and cover. Coils turns are composed by interconnected alternate arcs with different radii of curvature, the number of arcs in every turn is other than integer.
EFFECT: higher efficiency.
6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для фильтрования жидкостей и газов, в том числе радиоактивных и агрессивных, на атомных и тепловых электростанциях, в нефтяной и химической промышленности для фильтрования бензина, керосина и других органических и неорганических жидкостей и газов, в транспортных средствах для очистки топлив, масел и воздуха, при производстве красок, в строительной и пищевой промышленности, в паразитологии для экстракции паразитарных объектов из воды, в быту для очистки воды, при нефтедобыче для очистки пластовых вод, в металлургии и других областях жизнедеятельности человека.The invention relates to devices for filtering liquids and gases, including radioactive and aggressive, in nuclear and thermal power plants, in the oil and chemical industry for filtering gasoline, kerosene and other organic and inorganic liquids and gases, in vehicles for cleaning fuels, oils and air, in the manufacture of paints, in the construction and food industries, in parasitology for the extraction of parasitic objects from water, in everyday life for water treatment, in oil production for the treatment of formation water, metallurgy and other fields of human activity.

Известен фильтрующий элемент, содержащий фильтрующую перегородку и крепежные и присоединительные элементы; фильтрующие зазоры в элементе образованы между витками проволочной спирали (патент Великобритании №1388356, кл. B01D 29/48, 1975).Known filter element containing a filter partition and mounting and connecting elements; filter gaps in the element are formed between the turns of the wire spiral (UK patent No. 1388356, CL B01D 29/48, 1975).

Указанный фильтрующий элемент обладает удовлетворительными фильтрующими характеристиками, но регенерация его затруднена из-за необратимого закупоривания фильтрующих каналов частичками твердой фазы, что приводит к полному прекращению процесса фильтрации и безуспешным попыткам регенерации обратным потоком жидкости.The specified filter element has satisfactory filtering characteristics, but its regeneration is difficult due to irreversible clogging of the filter channels with particles of the solid phase, which leads to a complete cessation of the filtering process and unsuccessful attempts to regenerate by the reverse fluid flow.

В авторском свидетельстве СССР №1368003 (кл. B01D 29/44, 1986) проблема регенерации фильтрующего элемента решается за счет растягивания фильтрующей перегородки и увеличения межвитковых зазоров обратным потоком промывочной жидкости. Увеличение длины фильтрующей перегородки способствует разрушению твердой фазы, собранной на поверхности фильтрующей элемента, и облегчению доступа промывочной жидкости к поверхности фильтрующей перегородки; качество регенерации фильтрующего элемента улучшается.In USSR author's certificate No. 1368003 (class B01D 29/44, 1986), the problem of regeneration of the filter element is solved by stretching the filter partition and increasing inter-turn gaps in the backwash of the washing liquid. An increase in the length of the filtering septum contributes to the destruction of the solid phase collected on the surface of the filtering element and facilitates the access of the washing liquid to the surface of the filtering septum; the quality of the regeneration of the filter element is improved.

Указанное авторское свидетельство (№1368003) является наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению. Щелевой фильтр по указанному техническому решению содержит фильтрующую перегородку в виде спирали, витки которой выполнены в виде многоугольников, вершины которых смещены относительно друг друга.The specified copyright certificate (No. 1368003) is the closest analogue to the proposed technical solution. The slot filter according to the indicated technical solution contains a filtering partition in the form of a spiral, the turns of which are made in the form of polygons, the vertices of which are displaced relative to each other.

Основным недостатком этого устройства по авторскому свидетельству СССР №1368003 является то, что величины получаемых фильтрующих зазоров зависят от числа граней многоугольников. При изготовлении фильтрующих перегородок с числом граней 3, 4, 5, 6 и 7 из проволоки с диаметром 0,7 мм можно получить фильтрующие зазоры в виде треугольников, максимальные значения длин вершин которых составят соответственно 2450, 964, 319, 66 и 18 мкм. Попытки получить зазоры промежуточного значения за счет смещения вершин многоугольников относительно друг друга, как это указано в авторском свидетельстве, приводят к увеличению площадей контактов витков и трудно выполнимы технически.The main disadvantage of this device according to the USSR author's certificate No. 1368003 is that the values of the obtained filter gaps depend on the number of faces of the polygons. In the manufacture of filter baffles with the number of faces 3, 4, 5, 6 and 7 from a wire with a diameter of 0.7 mm, filter gaps in the form of triangles can be obtained, the maximum vertex lengths of which will be 2450, 964, 319, 66 and 18 μm, respectively. Attempts to obtain gaps of intermediate value due to the displacement of the vertices of the polygons relative to each other, as indicated in the copyright certificate, lead to an increase in the contact areas of the turns and are difficult to technically accomplish.

Цель изобретения: расширение номенклатуры получаемых фильтрующих зазоров и повышение производительности фильтрующих перегородок за счет снижения площади контактов между витков.The purpose of the invention: expanding the range of filter gaps and increasing the performance of the filter walls by reducing the contact area between the turns.

На фиг.1 изображено вертикальное сечение фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент содержит фильтрующую перегородку 1, каркас 2 и упругий элемент 3, выполненный в виде пружины сжатия. Верхний торец фильтрующей перегородки закрыт глухой крышкой 4, а нижний торец снабжен штуцером 5 для подачи и отвода жидкости или газа.Figure 1 shows a vertical section of a filter element. The filter element contains a filter baffle 1, a frame 2 and an elastic element 3 made in the form of a compression spring. The upper end of the filtering partition is closed by a blank cover 4, and the lower end is equipped with a fitting 5 for supplying and discharging liquid or gas.

На фиг.2 показан вид сверху, на фиг.3 - укрупненный вид с торца на два первых витка фильтрующей перегородки. На фиг.5 и 6 - примеры образования фильтрующих зазоров между двумя смежными витками фильтрующих перегородок.Figure 2 shows a top view, figure 3 is an enlarged end view of the first two turns of the filtering partition. 5 and 6 are examples of the formation of filter gaps between two adjacent turns of filter partitions.

Фильтрующая перегородка выполнена в виде винтовой спирали. Витки спирали соприкасаются друг с другом; они образованы из чередующихся и сопряженных друг с другом дуг с малыми r и большими R радиусами кривизны. На фиг.3 витки сформированы 10-ю сопряженными дугами с маленькими радиусами кривизны r: r1, r3, … r9 и большими R: R2, … R10. На фиг.4 показано вертикальное сечение двух смежных витков фильтрующей перегородки в увеличенном масштабе и размер фильтрующего зазора 8 между смежными соприкасающимися витками. На фиг.5 показан укрупненный торец двух первых витков фильтрующей перегородки с числом дуг - 14 (с радиусами r: от r11 до r23 и радиусами R: от R12 до R24). На фиг.6 показан торец двух первых витков фильтрующей перегородки, сформированных 18-ю дугами также с различными радиусами кривизны: с радиусами r - от r25 до r41 и с радиусами R: от R26 до R42. Число дуг в каждом из витков отлично от целого.The filtering partition is made in the form of a helical spiral. The turns of the spiral are in contact with each other; they are formed from alternating and conjugate arcs with small r and large R radii of curvature. Figure 3 turns are formed by 10 conjugate arcs with small radii of curvature r: r1, r3, ... r9 and large R: R2, ... R10. Figure 4 shows a vertical section of two adjacent turns of the filter partition in an enlarged scale and the size of the filter gap 8 between adjacent contacting turns. Figure 5 shows the enlarged end face of the first two turns of the filtering partition with the number of arcs - 14 (with radii r: from r11 to r23 and radii R: from R12 to R24). Figure 6 shows the end face of the first two turns of the filtering partition formed by 18 arcs also with different radii of curvature: with radii r from r25 to r41 and with radii R: from R26 to R42. The number of arcs in each turn is different from the whole.

Фильтрующие зазоры 8 могут быть определены по формуле, приведенной ниже и выведенной на основе геометрических построений:Filter gaps 8 can be determined by the formula below and derived on the basis of geometric constructions:

δ = d 2 + [ ( D d ) 2 ( 1 cos 360 N ) ] 2 d

Figure 00000001
δ = d 2 + [ ( D - d ) 2 ( one - cos 360 N ) ] 2 - d
Figure 00000001

где: S - линейный размер проходного сечения, образующегося в продольном радиальном сечении элемента между смежными витками, имеющими вершину в виде дуги с радиусом кривизны r и дугу с радиусом кривизны R (см. фиг.4);where: S is the linear size of the bore formed in the longitudinal radial section of the element between adjacent turns having an apex in the form of an arc with a radius of curvature r and an arc with a radius of curvature R (see figure 4);

D - наружный диаметр фильтрующей перегородки, определяемый по цилиндру, описывающему наружные диаметры дуг фильтрующей перегородки с радиусом кривизны r;D is the outer diameter of the filter partition, determined by the cylinder describing the outer diameters of the arches of the filter partition with a radius of curvature r;

d - диаметр проволоки;d is the diameter of the wire;

N - число вершин в двух витках фильтрующей перегородки.N is the number of vertices in two turns of the filtering partition.

Количество дуг, размещаемых в пределах 360°, должно отличаться от целого числа, чтобы было обеспечено смещени дуг с равными радиусами кривизны относительно друг друга, т.к. именно это смещение обеспечивает образование фильтрующих зазоров. Если дуги с равными радиусами кривизны не будут иметь углового смещения относительно друг друга, то фильтрующие зазоры будут равны нулю. Для получения зазоров различной величины в пределах одних и тех же габаритных размеров фильтрующей перегородки можно использовать ряд приемов: например, увеличить или уменьшить число дуг и получить соответственно уменьшение или увеличение величин фильтрующих зазоров; изменить соотношение радиусов кривизны дуг, следующих друг за другом; изменить угловой сдвиг дуг относительно друг друга. Однако в любом случае число дуг с равными радиусами кривизны, размещаемых в пределах одного витка, не должно быть целым числом.The number of arcs placed within 360 ° must be different from an integer, so that displacements of arcs with equal radii of curvature relative to each other are ensured, since it is this displacement that provides the formation of filter gaps. If arcs with equal radii of curvature will not have an angular displacement relative to each other, then the filter gaps will be equal to zero. To obtain gaps of various sizes within the same overall dimensions of the filtering partition, a number of techniques can be used: for example, increase or decrease the number of arcs and obtain a corresponding decrease or increase in the values of filter gaps; change the ratio of the radii of curvature of the arcs following each other; change the angular shift of the arcs relative to each other. However, in any case, the number of arcs with equal radii of curvature placed within the same turn should not be an integer.

Суммарный фильтрующий зазор всего фильтрующего элемента определяется размерами фильтрующих зазоров, количеством зазоров на окружности одного витка и количеством витков спирали. Уменьшение числа пятен контактов соприкосновения витков спирали приводит к увеличению эффективной площади фильтрующей поверхности.The total filter gap of the entire filter element is determined by the size of the filter gaps, the number of gaps on the circumference of one turn and the number of turns of the spiral. A decrease in the number of contact spots of the contact of the turns of the spiral leads to an increase in the effective area of the filtering surface.

Каркас элемента может располагаться как снаружи, так и внутри фильтрующей перегородки.The frame of the element can be located both outside and inside the filter partition.

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

Во время очистки фильтруемый поток направляется снаружи фильтрующей перегородки, проходит через нее внутрь фильтрующего элемента и через штуцер покидает фильтрующий элемент. При фильтровании давление внутри фильтрующего элемента меньше, чем снаружи, так как поток жидкости теряет часть своей энергии по ходу движения, преодолевая гидравлическое сопротивление осадка, собранного снаружи фильтрующей поверхности, и сопротивление фильтрующей перегородки. Этот перепад давления сжимает витки спирали до их соприкосновения и обеспечивает стабильность фильтрующего зазора. Однако во время регенерации обратным потоком жидкости или газа поток движется изнутри наружу и растягивает спираль, преодолевая сопротивление упругого элемента и осадка; твердая фаза вымывается из зазоров этим обратным потоком.During cleaning, the filtered stream is directed outside the filter membrane, passes through it into the filter element and leaves the filter element through the fitting. When filtering, the pressure inside the filter element is less than outside, since the fluid flow loses part of its energy in the direction of travel, overcoming the hydraulic resistance of the sediment collected outside the filter surface and the resistance of the filter partition. This differential pressure compresses the coils of the spiral until they touch and ensures the stability of the filter gap. However, during regeneration by the reverse flow of liquid or gas, the flow moves from the inside out and stretches the spiral, overcoming the resistance of the elastic element and the sediment; the solid phase is washed out of gaps by this reverse flow.

В данном техническом решении за счет выполнения витков спирали из дуг с заданными различными радиусами кривизны может быть снижена суммарная площадь контактов смежных витков и увеличена общая эффективная площадь фильтрующих зазоров. Это дает более выгодное соотношение площади фильтрующих зазоров к площади фильтрующей перегородки, чем у известных фильтрующих элементов; производительность фильтрующего элемента и соответственно фильтрующего оборудования, выполняемого на его основе, повышаются.In this technical solution, due to the execution of spiral turns from arcs with specified different radii of curvature, the total contact area of adjacent turns can be reduced and the total effective area of filter gaps can be increased. This gives a more favorable ratio of the area of filter gaps to the area of the filter partition than the known filter elements; the performance of the filter element and, accordingly, the filtering equipment performed on its basis are increased.

Claims (1)

Фильтрующий элемент, содержащий фильтрующую перегородку, выполненную в виде цилиндрической спирали, и присоединенные к ее торцам соответственно крышку и штуцер для подачи и отвода жидкости или газа, каркас и упругий элемент, размещенный между каркасом и крышкой, отличающийся тем, что витки спирали образованы из чередующихся дуг с различными радиусами кривизны и сопряженных друг с другом, а их число в каждом из витков отлично от целого. A filter element comprising a filter baffle made in the form of a cylindrical spiral and a cap and a fitting for supplying and discharging liquid or gas attached to its ends, respectively, a frame and an elastic element located between the frame and the cover, characterized in that the coils of the spiral are formed from alternating arcs with different radii of curvature and conjugate to each other, and their number in each of the turns is different from the whole.
RU2012126814/05A 2012-06-26 2012-06-26 Krapukhin's filter element RU2509594C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012126814/05A RU2509594C2 (en) 2012-06-26 2012-06-26 Krapukhin's filter element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012126814/05A RU2509594C2 (en) 2012-06-26 2012-06-26 Krapukhin's filter element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012126814A RU2012126814A (en) 2014-01-10
RU2509594C2 true RU2509594C2 (en) 2014-03-20

Family

ID=49883988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012126814/05A RU2509594C2 (en) 2012-06-26 2012-06-26 Krapukhin's filter element

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2509594C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758751C1 (en) * 2021-01-21 2021-11-01 Общество с ограниченной ответственностью «Аквалид» Water decontamination and purification unit

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU342648A1 (en) * Ю. М. Кабанов MACHINE WIRE FILTER ELEMENT
JPS567623A (en) * 1979-06-30 1981-01-26 Totoku Electric Co Ltd Filter element
US4456531A (en) * 1980-08-11 1984-06-26 Totoku Electric Co., Ltd. Filter and a manufacturing method therefor
SU1368003A1 (en) * 1986-01-13 1988-01-23 Институт Физической Химии Ан Ссср Helical filter
SU1472096A1 (en) * 1987-02-16 1989-04-15 Ленинградский Институт Водного Транспорта Wire-edge-type filter element

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU342648A1 (en) * Ю. М. Кабанов MACHINE WIRE FILTER ELEMENT
JPS567623A (en) * 1979-06-30 1981-01-26 Totoku Electric Co Ltd Filter element
US4456531A (en) * 1980-08-11 1984-06-26 Totoku Electric Co., Ltd. Filter and a manufacturing method therefor
SU1368003A1 (en) * 1986-01-13 1988-01-23 Институт Физической Химии Ан Ссср Helical filter
SU1472096A1 (en) * 1987-02-16 1989-04-15 Ленинградский Институт Водного Транспорта Wire-edge-type filter element

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2758751C1 (en) * 2021-01-21 2021-11-01 Общество с ограниченной ответственностью «Аквалид» Water decontamination and purification unit
WO2022159000A1 (en) * 2021-01-21 2022-07-28 Леонид Матвеевич СЛАВИН Water decontamination and purification plant

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012126814A (en) 2014-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9849408B2 (en) Filter element
US9839866B2 (en) Filter elements and methods for filtering fluids
US20070157808A1 (en) Filter with enhanced media area utilization
RU2509594C2 (en) Krapukhin's filter element
CN106132507A (en) The sheet material of self-bearing type folding and filter element
CN103274498A (en) Oil-water separator
EP3233234A1 (en) Coalescing filter separation system and method
RU2445146C1 (en) Edge filter
RU2603309C1 (en) Slit-type well filter
US20210101097A1 (en) Filter element and filter arrangement having fluid filters and filter element
KR102052327B1 (en) High pressure resistant filter
RU2077925C1 (en) Filter cartridge
RU2594903C1 (en) Frameless borehole filter
RU2397005C1 (en) Filtering element
RU2507384C2 (en) Borehole aperture filter
RU77558U1 (en) FILTER ELEMENT
RU2446275C1 (en) Slot-type well strainer
RU2457014C2 (en) Device to change direction of fluid and gas flows
CN203620431U (en) Cylinder filter component and cylinder filter comprising same
RU2468189C1 (en) Well strainer
RU2774164C1 (en) Reusable cellular filter
RU73387U1 (en) Borehole Filter
CN203620438U (en) Candle type filter element
CN203663615U (en) Cylindrical filter element and cylindrical filter comprising same
RU2077923C1 (en) Filter cartridge

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170627