RU2628787C2 - Фильтр для очистки криогенной жидкости - Google Patents
Фильтр для очистки криогенной жидкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2628787C2 RU2628787C2 RU2015154017A RU2015154017A RU2628787C2 RU 2628787 C2 RU2628787 C2 RU 2628787C2 RU 2015154017 A RU2015154017 A RU 2015154017A RU 2015154017 A RU2015154017 A RU 2015154017A RU 2628787 C2 RU2628787 C2 RU 2628787C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conical
- sections
- mesh
- volume
- pylons
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
Abstract
Изобретение относится к области фильтрования, а именно к фильтрам, работающим в условиях низких температур. Фильтр для очистки криогенной жидкости содержит цилиндрический корпус, внутри которого установлен фильтрующий элемент, выполненный в виде объемного конуса, вершина которого направлена навстречу потоку фильтруемой жидкости, а основание закреплено на корпусе. Фильтрующий элемент выполнен в виде нескольких коаксиально расположенных объемных конусных секций (не менее двух) и соединенных между собой электросваркой через опорные кольца. Объемные конусные секции выполнены из перфорированных конусных пилонов с углом конуса при вершине, равным α=16÷20°, стянутых по высоте кольцевыми обечайками, а вершины конусных секций закрыты коническими кольцами. На объемные конические секции установлены две сетки с разной проникающей способностью, которые с помощью точечной электросварки прикреплены к коническим пилонам, опорным кольцам, кольцевым обечайкам и к коническому кольцу. Первый слой сетки представляет собой прочную каркасную сетку с ячейкой 2×2 мм, изготовленную из нержавеющей проволоки 0,4-0,5 мм, а второй слой из фильтрующей сетки с ячейкой 75-80 мкм, изготовленной из нержавеющей проволоки диаметром 50-60 мкм. Указанные сетки прикреплены к объемным секциям с помощью точечной электросварки, которую выполняют через металлическую ленту толщиной 0,35 мм. Перфорации в конических пилонах выполнены в виде круглых отверстий и в форме трапеции. Конические пилоны внутри объемных секций образуют проточные полости, которые соединены между собой через перфорации. Технический результат: увеличение срока службы фильтра, повышение надежности. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области фильтрования, а именно к фильтрам, работающим в условиях низких температур и предназначенным для очистки криогенных компонентов топлив ЖРД от металлических частиц и сплава АМгб размером 80 мкм и более.
Предшествующий уровень техники
На этапе разработки в НПО Энергомаш мощных маршевых ЖРД, работающих по окислительной схеме, имели случаи возгорания проточной части окислительного тракта от попадания из бака в тракт частиц сплава АМгб размером более 80 мкм, являвшихся инициатором возгорания.
Для защиты окислительного тракта от попадания в него указанных частиц было предложено создать фильтр и установить его на входе бустерного насоса окислителя.
Для обеспечения требуемых антикавитационных запасов насосного агрегата потери давления на фильтре не должны были превышать 0,5 кгс/см2. Как показывают расчетные данные, для выполнения этого условия потребуются большие площади фильтрующей сетки. Все этого привело к разработке фильтра новой конструкции.
Более того, возникли проблемы, связанные с выбором сетки с ячейкой, обеспечивающей требуемые прочностные характеристики, в том числе по стойкости и динамическим нагрузкам.
Проведенные патентные исследования не выявили конструкции фильтров, в которых были бы решены указанные проблемы.
Например, известен фильтр (см. патент Франции №1321462, кл. B01D, 1962 г.) для очистки криогенной жидкости, в котором фильтрующий элемент выполнен из пористого материала.
Недостатком этого технического решения является то, что оно обладает большим гидравлическим сопротивлением и малой пропускной способностью.
Известен также фильтр (см. авторское свидетельство СССР №617048, МКИ B01D, 27/10, 1977), содержащий в корпусе фильтрующий элемент и индикатор засорения фильтра, выполненный в виде датчика температуры.
Недостаток такого фильтра - бескаркасная конструкция, которая сломается от перепада давления на ней.
Известно устройство для фильтрации жидкости, включающее корпус, фильтрующий элемент, выполненный в виде металлического перфорированного конуса, при этом вершина конуса фильтрующего элемента направлена навстречу потоку жидкости (см. патент GB (Великобритания) №2131712).
Недостаток этого устройства заключается в том, что оно обладает сложной конструкцией и значительными линейными и радиальными размерами. Кроме того, в этом изобретении нет данных о размерах перфорации.
Известные фильтры, как показали патентные исследования, эксплуатируются либо при малых скоростных напорах жидкости, либо гидравлические сопротивления фильтров не являются лимитирующим фактором.
Задача данного изобретения состоит в том, чтобы создать фильтр простой конструкции, с меньшими габаритами, с требуемыми прочностными характеристиками и стойкий к динамическим нагрузкам и имеющий хорошую проницаемость.
Эта задача решена за счет того, что в фильтре для очистки криогенной жидкости, содержащем цилиндрический корпус, внутри которого установлен фильтрующий элемент, выполненный в виде объемного конуса, вершина которого направлена навстречу потоку фильтруемой жидкости, а основание закреплено на корпусе, кроме того, фильтрующий элемент выполнен в виде нескольких коаксиально расположенных объемных конусных секций (не менее двух) и соединенных между собой электросваркой через опорные кольца, при этом объемные конусные секции выполнены из перфорированных конусных пилонов с углом конуса при вершине равным α=16÷20°, стянутых по высоте кольцевыми обечайками, а вершины конусных секций закрыты коническими кольцами, кроме того, на объемные конические секции установлены две сетки с разной проникающей способностью, которые с помощью точечной электросварки прикреплены к коническим пилонам, опорным кольцам, кольцевым обечайкам и к коническому кольцу, причем первый слой сетки представляет собой прочную каркасную сетку с ячейкой 2×2 мм, изготовленную из нержавеющей проволоки 0,4-0,5 мм, а второй слой из фильтрующей сетки с ячейкой 75-80 мкм, изготовленной из нержавеющей проволоки диаметром 50-60 мкм.
Другими отличиями являются:
- указанные сетки прикреплены к объемным секциям с помощью точечной электросварки, которую выполняют через металлическую ленту толщиной 0,35 мм;
- перфорации в конических пилонах выполнены в виде круглых отверстий и в форме трапеции;
- между пилонами объемных секций выполнены проточные полости, которые соединены между собой через перфорации в виде цилиндрических отверстий и окон трапецеидальной формы;
- указанные сетки прикреплены к объемным секциям следующим образом: сначала к указанным секциям прикрепляется прочная каркасная сетка, а на нее устанавливается фильтрующая сетка.
Технический результат - обеспечение высоких прочностных характеристик фильтра при малых его габаритах с высокой проникающей способностью, малых перепадах давления жидкости на нем и повышенной надежностью в работе.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема фильтра; на фиг. 2 - конструкция фильтра в аксонометрии; на фиг. 3 - фрагмент А на фиг. 1; на фиг. 4 - фрагмент Б на фиг. 1.
Описание изобретения
Фильтр содержит корпус 1 (фиг. 1, фиг. 2), внутри которого закреплен фильтрующий элемент 2, выполненный в виде двух коаксиально расположенных объемных конусных секций 3 и 4. Указанные объемные секции соединены между собой через опорные кольца 5, 6 и 7. При этом опорное кольцо 5 является фланцем крепления к бустерному насосному агрегату (не показано). Соосно с секцией 4 размещен дефлектор 8. Каждая объемная секция состоит из нескольких перфорированных конических пилонов 9 с углом при вершине конуса α=16÷20°. Между собой пилоны 9 образуют проточные полости 10, которые соединены между собой через цилиндрические отверстия Н и окна 12 трапецеидальной формы, выполненные в пилонах. Объемные секции 3 и 4 стянуты по высоте несколькими кольцевыми обечайками 13 (фиг. 3, фрагмент А на фиг. 1), а их вершины закрыты коническими кольцами 14. На объемные конусные секции 3 и 4 установлены два слоя сеток 15 и 16, которые через металлическую ленту 17 прикреплены точечной электросваркой к продольным торцам 18 конических пилонов 9 (фиг. 4, фрагмент Б на фиг. 1), опорным кольцам 5, 6 и 7 и кольцевым обечайкам 13. Сетка 15 представляет собой прочную каркасную сетку с ячейкой 2×2 мм, изготовленную из нержавеющей проволоки диаметром 0,4÷0,5 мм. Сетка 16 - это фильтрующая сетка с ячейкой 75÷80 мкм, изготовленная из нержавеющей проволоки диаметром 50÷60 мкм.
Крепление сеток 15 и 16 к объемным секциям можно осуществлять другим способом. Например, вначале к указанным секциям крепится каркасная сетка 15, а на нее устанавливается фильтрующая сетка 16.
Следует заметить, что при сборке объемных конических секций 3 и 4 осуществляют соединение оснований каждой последующей конической оболочки с вершиной предыдущей конической оболочки.
Выбранный размер ячейки каркасной сетки 2×2 мм с диаметром проволоки 0,4 мм, а также размер ячейки 75÷80 мкм фильтрующей сетки с диаметром проволоки 50÷60 мкм позволил достичь требуемых потерь давления, высоких прочностных характеристик, в том числе по стойкости и динамическим нагрузкам, и получить фильтр с живым сечением сетки 69,6%.
Выполнение фильтра в виде двух объемных конусных секций позволило создать прочную конструкцию малого объема меньшей массы, надежно работающую в ЖРД.
Фильтр работает следующим образом.
При запуске двигателя поток жидкого кислорода с выхода бака поступает на сетчатую поверхность (сетки 15 и 16) объемных секций 3 и 4, фильтруется и поступает в проточные полости 10 фильтра, а из них направляется во входную магистраль бустерного насоса окислителя. При этом каркасы из пилонов и каркасной сетки 15 воспринимают динамический напор потока жидкости, а через сетку 16 осуществляется фильтрация жидкости.
Промышленное применение
Применение фильтра такой конструкции позволяет увеличить его срок службы, исключить возгорание в магистрали кислородного тракта ЖРД.
Claims (6)
1. Фильтр для очистки криогенной жидкости, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого установлен фильтрующий элемент, выполненный в виде объемного конуса, вершина которого направлена навстречу потоку фильтруемой жидкости, а основание закреплено на корпусе, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде нескольких коаксиально расположенных объемных конусных секций, не менее двух, и соединенных между собой электросваркой через опорные кольца, при этом объемные конусные секции выполнены из перфорированных конусных пилонов, стянутых по высоте кольцевыми обечайками, а вершины конусных секций закрыты коническими кольцами, кроме того, на объемные конические секции установлены две сетки с разной проникающей способностью, которые с помощью точечной электросварки прикреплены к коническим пилонам, опорным кольцам, кольцевым обечайкам и к коническому кольцу, причем первый слой сетки представляет собой прочную каркасную сетку с ячейкой 2×2 мм, изготовленную из нержавеющей проволоки 0,4-0,5 мм, а второй слой - из фильтрующей сетки с ячейкой 75-80 мкм, изготовленной из нержавеющей проволоки диаметром 50-60 мкм.
2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что указанные сетки прикреплены к объемным секциям с помощью точечной электросварки, которую выполняют через металлическую ленту толщиной 0,35 мм.
3. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что перфорации в конических пилонах выполнены в виде круглых отверстий и в форме трапеции.
4. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что конические пилоны внутри объемных секций образуют проточные полости, которые соединены между собой через перфорации.
5. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что указанные сетки прикреплены к объемным секциям следующим образом: сначала к указанным секциям прикрепляется опорная сетка, а на нее устанавливается фильтрующая сетка.
6. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что объемные конусные секции выполнены из перфорированных конусных пилонов с углом конуса при вершине, равным α=16÷20°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015154017A RU2628787C2 (ru) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | Фильтр для очистки криогенной жидкости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015154017A RU2628787C2 (ru) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | Фильтр для очистки криогенной жидкости |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015154017A RU2015154017A (ru) | 2017-06-21 |
RU2628787C2 true RU2628787C2 (ru) | 2017-08-22 |
Family
ID=59240356
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015154017A RU2628787C2 (ru) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | Фильтр для очистки криогенной жидкости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2628787C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1027478A2 (ru) * | 1982-04-22 | 1983-07-07 | Предприятие П/Я А-3605 | Проходной фильтр дл криогенных сред |
GB2131712A (en) * | 1982-12-17 | 1984-06-27 | Taprogge Gmbh | Equipment for filtering cooling water |
US4840737A (en) * | 1986-02-24 | 1989-06-20 | Douwe Egberts Koninklijke Tabaks-Fabriek-Koffiebranderijen-Theehandel N.V. | Process for separating solid particles and/or liquid from a suspension and wash column |
RU2082911C1 (ru) * | 1991-11-13 | 1997-06-27 | Александр Леонидович Гусев | Криогенный резервуар |
-
2015
- 2015-12-16 RU RU2015154017A patent/RU2628787C2/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1027478A2 (ru) * | 1982-04-22 | 1983-07-07 | Предприятие П/Я А-3605 | Проходной фильтр дл криогенных сред |
GB2131712A (en) * | 1982-12-17 | 1984-06-27 | Taprogge Gmbh | Equipment for filtering cooling water |
US4840737A (en) * | 1986-02-24 | 1989-06-20 | Douwe Egberts Koninklijke Tabaks-Fabriek-Koffiebranderijen-Theehandel N.V. | Process for separating solid particles and/or liquid from a suspension and wash column |
RU2082911C1 (ru) * | 1991-11-13 | 1997-06-27 | Александр Леонидович Гусев | Криогенный резервуар |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015154017A (ru) | 2017-06-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3209915A (en) | Filter | |
US3083834A (en) | Filter unit | |
RU2013155192A (ru) | Устройство фильтрования воды | |
JP3646145B2 (ja) | ポンプの吸入口用の濾過器 | |
JP2016073904A (ja) | 濾過装置 | |
JP2017509478A (ja) | 燃料用のフィルタ構造、カートリッジ、およびフィルタ群 | |
KR100852954B1 (ko) | 연소기관의 배기가스를 후처리하기 위한 장치 및 방법 | |
RU2628787C2 (ru) | Фильтр для очистки криогенной жидкости | |
RU160272U1 (ru) | Скважинный фильтр с низким гидравлическим сопротивлением | |
CN101232928A (zh) | 柴油燃料组合过滤器 | |
KR20140097172A (ko) | 유체 라인들을 위한 필터부 | |
KR20140047997A (ko) | 수처리 장치의 복합 필터 | |
KR20180010305A (ko) | 내고압성 필터 | |
CN105927319B (zh) | 一种用于内燃机的水洗再生尾气过滤系统 | |
JP2012062771A (ja) | 燃料フィルタ | |
US20160074799A1 (en) | Filter insert | |
JP2007501705A (ja) | ディーゼル煤パティキュレート濾材 | |
CN204619522U (zh) | 一种过滤效能高寿命长的油滤器 | |
CN214019958U (zh) | 一体化过滤装置 | |
US10343120B2 (en) | Dynamic filtration technology | |
US3497070A (en) | Fluid filters | |
US3481473A (en) | Filter separator assembly | |
NL2008295C2 (en) | Fibre based filter. | |
CN104039416A (zh) | 金属纤维网基的过滤器 | |
CN104841208A (zh) | 烟气过滤系统 |