RU2687903C1

RU2687903C1 - Plant for cleaning motor fuels from mechanical impurities

Info

Publication number: RU2687903C1
Application number: RU2018140234A
Authority: RU
Inventors: Виталий Евгеньевич Константинов; Федор Евгеньевич Шарыкин; Валерий Георгиевич Калашников; Сергей Анатольевич Галко
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2018-11-15
Publication date: 2019-05-16

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to purification of fluids of oil origin, where effective cleaning of fluids with high volume of contaminants is required. Proposed plant comprises cylindrical housing 1, cleaned motor fuel forced feed branch pipe 3, fixed in horizontal baffle 14 in the form of truncated cone, hydrodynamic filter element 17 to make annular gap 20. In horizontal partition wall 14 there are angular nozzle headers 16 arranged to move in vertical and horizontal planes. In cylindrical cavity 21 of filter element 17 smaller blind base 18 has the shape of two-stroke cycloid of rotation, and along the entire height of its wall through inclined channels 22 are made at an acute angle α to horizontal plane. Plant additionally comprises hollow nozzle 23 and a unit for shock-wave regeneration of the filter element with cleaned motor fuel from accumulation tank 30. Hollow nozzle 23 is made in the form of truncated cone, is installed in annular gap 20 and is fixed by end of smaller diameter in bottom 10 of housing 1 without contact with filtering element 17. Along perimeter in hollow nozzle 23 under filtering element 17 there are radial holes 24. Shock wave regeneration unit is made in the form of hydraulic line, in which pump 31 is installed, its suction branch pipe through shutoff valve 32 is connected to storage container 28, and pressure branch pipe – to normally open solenoid valve 26 and cleaned fuel discharge line to accumulation tank 28.

EFFECT: higher efficiency of engine fuel cleaning by filtering due to uniform swirling in whole volume and constancy of high-speed flows of supply and removal of liquid medium, as well as pulse regeneration of filtering element.

1 cl, 3 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к технике очистки жидкостей нефтяного происхождения, в частности моторных топлив, от механических частиц и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, где требуется эффективная очистка жидких сред с большим объемом загрязняющих примесей. Это особенно актуально в нефтяной, химической, пищевой, текстильной и др. отраслях промышленности.The invention relates to the technique of cleaning liquids of petroleum origin, in particular motor fuels, from mechanical particles and can be used in various areas of the national economy, where effective cleaning of liquid media with a large amount of contaminants is required. This is especially true in the oil, chemical, food, textile and other industries.

Рост объемов потребления энергоносителей из-за возрастания единичной мощности машин и аппаратов при ужесточении нормативных требований к экологической безопасности окружающей среды делают проблему очистки многофазных нефтесодержащих жидкостей особенно значимой.The increase in energy consumption due to an increase in the unit capacity of machines and equipment with the tightening of regulatory requirements for the environmental safety of the environment make the problem of cleaning multi-phase oily liquids particularly significant.

Перед авторами стояла задача - разработать установку для очистки жидких сред нефтяного происхождения достаточно простую в конструктивном оформлении и эффективную при длительном функционировании. Как показал анализ патентных источников, а также технической литературной информации наиболее перспективными средствами разделения по сравнению с другими устройствами являются фильтрационные установки. Существенным ограничением уменьшающим в определенной степени применение указанных установок является проблема восстановления их свойств при функционировании.The authors were faced with the task of developing a facility for cleaning liquid media of petroleum origin that is fairly simple in design and effective for long-term operation. Analysis of patent sources, as well as technical literature, has shown that the most promising means of separation as compared to other devices are filtration plants. A significant limitation reducing to a certain extent the use of these installations is the problem of restoring their properties during operation.

Недостатков, связанных с необходимостью периодической остановки работы для длительной регенерации или замены, не имеют устройства с гидродинамическими фильтрами, у которых удаление загрязнений с разделительной перегородки осуществляется постоянно за счет перемещения очищаемой жидкости параллельно ее продольной образующей или благодаря движению пористой перегородки относительно потока жидкости.Disadvantages associated with the need to periodically stop work for long-term regeneration or replacement, do not have a device with hydrodynamic filters, in which the removal of contaminants from the dividing partition is carried out constantly by moving the purified fluid parallel to its longitudinal generatrix or due to the movement of the porous partition relative to the fluid flow.

Известно устройство для очистки дизельного топлива от загрязнений, содержащее корпус с патрубком в днище для сброса части очищаемой жидкости, установленную на корпусе крышку с входным патрубком, гидродинамический фильтрующий элемент, который содержит пористую перегородку, выполненную в виде правильной усеченной пирамиды из гидрофобного материала и расположенную между плоскими основаниями, из которых верхнее соединено с входным патрубком, а нижнее - с патрубком сброса части очищаемой жидкости (Патент РФ №2524215).A device for cleaning diesel fuel from contamination, comprising a housing with a nozzle in the bottom for discharge of a portion of the fluid being cleaned, a cover mounted on the housing with an inlet, a hydrodynamic filter element that contains a porous partition made in the form of a regular truncated pyramid of hydrophobic material and located between flat bases, of which the upper one is connected to the inlet nozzle, and the lower one - to the nozzle to discharge a part of the liquid being cleaned (Patent RF №2524215).

Однако значительные габаритные размеры, технологические сложности при изготовлении и монтаже, а также наличие ребер на поверхности гидродинамического фильтрующего элемента, обуславливающих наличие «застойных зон» и неравномерность потока жидкости, снижают работоспособность устройства, а также уменьшают эффективность разделения.However, significant overall dimensions, technological difficulties in the manufacture and installation, as well as the presence of ribs on the surface of the hydrodynamic filter element, causing the presence of "stagnant zones" and uneven fluid flow, reduce the efficiency of the device, as well as reduce the separation efficiency.

Известен гидродинамический фильтр с закруткой потока, содержащий цилиндрический корпус, патрубок тангенциального подвода очищаемой жидкости, патрубки отвода очищенной жидкости первой и второй ступени, цилиндрический фильтроэлемент, бункер для осажденных частиц загрязнений, сливное отверстия для удаления загрязнений. При этом закрутка потока обеспечивает создание объемного поля центробежных сил, что исключает возможность контакта с разделительной сеткой фильтра частиц примесей соизмеримых с характерным размером ее ячейки. В то же время основная «тонкость» очистки достигается за счет гидродинамического эффекта, обусловленного тангенциальной составляющей скорости частицы при подходе к сетке фильтра (А.А. Бревнов. Обоснование конструкции гидродинамического неполнопоточного фильтра с закруткой потока. Сборник научных трудов ДонГТУ. - Алчевск, вып. 25. - С. 208-218).Known hydrodynamic filter with a twist of flow, containing a cylindrical body, a pipe tangential supply of the purified liquid, the nozzles discharge the purified liquid of the first and second stages, a cylindrical filter element, a hopper for precipitated particles of dirt, drain holes to remove dirt. At the same time, the flow swirl creates a volumetric field of centrifugal forces, which excludes the possibility of contact with the separation grid of the filter particles of impurities commensurate with the characteristic size of its cell. At the same time, the main “subtlety” of cleaning is achieved due to the hydrodynamic effect due to the tangential component of the particle velocity when approaching the filter grid (A. A. Brevnov. Substantiation of the design of the hydrodynamic non-full-flow filter with spin flow. Collection of scientific papers of DonSTU. - Alchevsk, vyp. 25. - p. 208-218).

Однако обеспечить эффективную закрутку потока в зазоре 3 мм по всей длине продольной образующей фильтроэлемента практически невозможно и это существенно сказывается на качестве очистки жидкой среды.However, it is almost impossible to provide an effective spin flow in the gap of 3 mm along the entire length of the longitudinal forming element of the filter element and this significantly affects the quality of cleaning of the liquid medium.

Наиболее близким по технической сущности и взятым за прототип является устройство для очистки жидкостей в циркуляционных системах, содержащее цилиндрический корпус с патрубком в днище для сброса части очищаемой жидкости, герметично установленную на корпусе крышку с патрубком подачи очищаемой жидкости, подпружиненный фильтрующий элемент в виде пористой перегородки из гидрофобного материала, выполненный в форме усеченного конуса, размещенного внутри корпуса с образованием кольцевого зазора переменного сечения, и закрепленный нижним концом в патрубке сброса части очищаемой жидкости, верхнее основание которого обращено к патрубку подачи очищаемой жидкости, а с наружной стороны днища корпуса закреплен гравитационный динамический отстойник, размещенный в цилиндрической насадке (Патент РФ №2456055).The closest in technical essence and taken as a prototype is a device for cleaning liquids in circulating systems, containing a cylindrical body with a pipe in the bottom to discharge part of the liquid to be cleaned, a cover hermetically mounted on the body with a pipe to supply the liquid to be cleaned, a spring-loaded filter element in the form of a porous partition from hydrophobic material, made in the form of a truncated cone, placed inside the body with the formation of an annular gap of variable cross-section, and fixed to the bottom the end in the discharge pipe of a part of the fluid being cleaned, the upper base of which is facing the supply pipe of the fluid being cleaned, and a gravitational dynamic settling tank located in a cylindrical nozzle (Patent RF №2456055) is fixed on the outside of the bottom of the case.

Однако организовать достижение постоянной продольной скорости жидкости в указанном устройстве, обеспечивающей самое низкое сопротивление и постоянство тонкости фильтрации по всей длине проницаемой поверхности фильтрующего элемента не представляется возможным, что сказывается на функционировании устройства.However, it is not possible to organize the achievement of a constant longitudinal velocity of the fluid in the specified device, which provides the lowest resistance and constancy of filtration fineness along the entire length of the permeable surface of the filter element, which affects the operation of the device.

Технический результат изобретения - повышение эффективности очистки моторных топлив при повышении работоспособности установки.The technical result of the invention is to increase the efficiency of cleaning motor fuels while increasing the efficiency of the installation.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для очистки жидкостей в циркуляционных системах, включающем цилиндрический корпус, в крышке которого размещен патрубок принудительной подачи очищаемого топлива, связанный циркуляционной гидролинией с патрубком сброса части очищаемого моторного топлива из корпуса, в днище которого выполнены патрубок для удаления загрязнений и патрубок слива очищенного топлива в накопительную емкость, закрепленный в горизонтальной перегородке гидродинамический фильтрующий элемент в виде полого усеченного конуса, размещенного внутри корпуса по центральной его оси с образованием кольцевого зазора переменного сечения между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью фильтрующего элемента, согласно изобретению горизонтальная перегородка, в которой закреплен фильтрующий элемент меньшим глухим основанием, выполнена со сквозными каналами, в которых установлены с возможностью движения в вертикальной и горизонтальной плоскостях угловые сопловые насадки, внутренняя стенка фильтрующего элемента образует цилиндрическую полость, связанную с размещенным в днище корпуса патрубком слива очищенного топлива, а внутренняя поверхность меньшего глухого основания фильтрующего элемента имеет форму двухарочного циклоида вращения, вершина которого совпадает с центральной осью фильтрующего элемента и обращена к большему основанию, в стенке фильтрующего элемента по всей высоте выполнены сквозные наклонные каналы под острым углом α к горизонтальной плоскости, установка дополнительно содержит блок ударно-волновой регенерации фильтрующего элемента очищенным моторным топливом из накопительной емкости и размещенную в кольцевом зазоре полую насадку в виде усеченного конуса, выполненную из химически стойкого материала и закрепленную торцом меньшего диаметра в днище корпуса без контакта с фильтрующим элементом, ниже которого в полой насадке по периметру выполнены радиальные отверстия, торец большего диаметра полой насадки закреплен в стенке корпуса с исключением вертикального перемещения, при этом блок ударно-волновой регенерации фильтрующего элемента очищенным топливом из накопительной емкости выполнен в виде гидравлической линии, в которой установлен насос, всасывающий патрубок которого подключен через соответствующий запорный вентиль к накопительной емкости, а напорный патрубок - к линии слива очищенного топлива в накопительную емкость через дополнительно введенный нормально открытый электромагнитный клапан.This technical result is achieved by the fact that in a known device for cleaning liquids in circulation systems, including a cylindrical body, in the lid of which is placed a branch pipe for supplying cleaned fuel, connected by circulation hydroline to a discharge pipe, a part of the engine fuel being cleaned from the body, in the bottom of which removal of contaminants and the discharge pipe of cleaned fuel into a storage tank fixed in a horizontal partition; hydrodynamic filtering an element in the form of a hollow truncated cone placed inside the body along its central axis with the formation of an annular gap of variable cross section between the inner surface of the body and the outer surface of the filter element, according to the invention the horizontal partition, in which the filter element is fixed with a smaller deaf base, is made with through channels which are installed with the possibility of movement in the vertical and horizontal planes angular nozzle nozzles, the inner wall of the filter element forms a cylindrical cavity associated with a clean fuel discharge pipe located at the bottom of the housing, and the inner surface of the smaller deaf base of the filter element has the form of a two-arch rotational cycloid whose apex coincides with the central axis of the filter element and faces the larger base in the wall of the filter element through inclined through channels are made at an acute angle α to the horizontal plane, the installation additionally contains a block of shock-wave regeneration filtering about an element of purified motor fuel from a storage tank and a hollow nozzle in the form of a truncated cone placed in an annular gap, made of a chemically resistant material and fixed with an end of a smaller diameter in the bottom of the housing without contact with the filter element, below which radial holes are made in the hollow nozzle around the perimeter, the end of the larger diameter of the hollow nozzle is fixed in the wall of the housing with the exception of vertical movement, while the block of shock-wave regeneration of the filter element with purified fuel m from the collecting tank is designed as a hydraulic line, in which a pump, the suction inlet of which is connected through a respective shut-off valve to a storage vessel, and the discharge port - a drain line of the purified fuel in storage container is further inserted through the normally open solenoid valve.

На фиг. 1 представлена блок-схема установки для очистки моторных топлив от механических примесей;FIG. 1 shows a block diagram of an installation for cleaning motor fuels from mechanical impurities;

фиг. 2 - вид по А-А фиг. 1;FIG. 2 is a view according to A-A of FIG. one;

фиг. 3 - узел обеспечения сброса части очищаемого моторного топлива.FIG. 3 - unit for ensuring the discharge of part of the motor fuel being cleaned.

Установка для очистки моторных топлив от механических примесей содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из металла. В герметичной крышке 2, из исключающего электризацию материала, например, из стали Х18Н9Т (БРЭ, Т. 34. - М.: 2017. - С. 60), с помощью резьбового соединения закреплен патрубок 3 принудительной подачи очищаемого топлива. Всасывающий патрубок центробежного насоса 4, например, типа ХЦМ В-К (ГОСТ Р 54806-2011) через вентиль 5 связан трубопроводом с резервуаром 6 для моторного топлива. Нагнетательный патрубок насоса 4 связан трубопроводом с патрубком 3 принудительной подачи, который с помощью тройника связан с циркуляционной гидролинией 7. Циркуляционная гидролиния 7 с регулирующим вентилем 8 (ГОСТ 23405-78) соединена трубопроводом с патрубком 9 слива части очищаемого топлива из корпуса 1. Патрубок 9 герметично сопряжен со стенкой корпуса 1 резьбовым соединением.Installation for cleaning motor fuels from mechanical impurities contains a cylindrical body 1, made of metal. In an airtight lid 2, from the material that excludes electrification, for example, from steel Х18Н9Т (BDT, T. 34. - M .: 2017. - P. 60), by means of a threaded connection, the nozzle 3 is forced to supply the cleaned fuel. The suction nozzle of a centrifugal pump 4, for example, type HTsM B-K (GOST R 54806-2011) is connected by pipeline 5 with a reservoir 6 for motor fuel through a valve 5. The discharge pipe of the pump 4 is connected to the forced supply pipe 3 by means of a tee, which is connected to circulation hydroline 7 by means of a tee. tightly mated to the wall of the housing 1 threaded connection.

Днище 10 с канавкой для уплотнительного кольца резьбовым соединением герметично крепится на корпусе 1. По центральной оси днища 10 корпуса 1 установлен патрубок 11 для слива очищенного топлива. Патрубок 12 для удаления загрязнений радиально закреплен в днище 10. Патрубки 11 и 12 крепятся резьбовыми соединениями с днищем 10. Резьбовой гайкой 13 крышка 2 зафиксирована в корпусе 1.The bottom 10 with a groove for the sealing ring threaded connection is tightly mounted on the housing 1. On the Central axis of the bottom 10 of the housing 1 has a pipe 11 for draining the cleaned fuel. A nozzle 12 for removing contaminants is radially fixed in the bottom 10. The nozzles 11 and 12 are fastened with threaded connections with the bottom 10. With a threaded nut 13, the cover 2 is fixed in the housing 1.

Горизонтальная перегородка 14 с канавкой для уплотнительного кольца установлена под крышкой 2 на выступе внутренней расточки корпуса 1. Фиксация горизонтальной перегородки 14 достигается затяжкой гайки 13. Горизонтальная перегородка 14 выполнена из химически стойкого материала, например, из стали Х18Н9Т (БРЭ, Т. 34. - М.: 2017. - С. 60). В сквозных каналах 15 горизонтальной перегородки 14 с помощью резьбовых соединений установлены угловые сопловые насадки 16 (А.А. Звягин, Р.Д. Кислюк, А.Б. Егоров. Автомобили ВАЗ: надежность и обслуживание. Л-д.: Машиностроение, 1981. - С. 69), подвижные в вертикальной и горизонтальной плоскостях (фиг. 2).The horizontal partition 14 with a groove for the sealing ring is installed under the cover 2 on the protrusion of the inner bore of the housing 1. Fixing the horizontal partition 14 is achieved by tightening the nut 13. The horizontal partition 14 is made of a chemically resistant material, for example, steel H18N9T (BDT, T. 34. - M .: 2017. - p. 60). Through channels 15 of the horizontal partition 14, angular nozzles 16 were installed using threaded connections (AA Zvyagin, RD Kislyuk, AB Egorov. VAZ automobiles: reliability and maintenance. Ld .: Mechanical Engineering, 1981 - P. 69), movable in the vertical and horizontal planes (Fig. 2).

В горизонтальной перегородке 14 размещен гидродинамический фильтрующий элемент 17 в виде полого усеченного конуса. Фильтрующий элемент 17 установлен меньшим глухим основанием 18 в расточке горизонтальной перегородки 14. Фильтрующий элемент 17 фиксируется при поджатии крышки 2 к горизонтальной перегородке 14 резьбовой гайкой 13. Внутренняя поверхность меньшего глухого основания 18 имеет форму двухарочного циклоида вращения (Д.А. Голиус, А.А. Горовенко. Циклоиды и их применение при проектировании деталей машин и механизмов // Международный студенческий научный вестник. - 2017. - №4-7 - С. 1037-1040), вершина которого совпадает с центральной осью фильтрующего элемента 17 и обращена к его основанию 19. Между внутренней поверхностью корпуса 1 и боковой поверхностью фильтрующего элемента 17 образован кольцевой зазор 20 переменного сечения. Внутренняя цилиндрическая полость 21 фильтрующего элемента 17 соединена с патрубком 11 слива очищенного топлива. В стенке фильтрующего элемента 17 по всей высоте под острым углом α к горизонтальной плоскости выполнены сквозные наклонные каналы 22.In the horizontal partition 14 is placed hydrodynamic filter element 17 in the form of a hollow truncated cone. The filter element 17 is installed with a smaller deaf base 18 in the bore of the horizontal partition 14. The filter element 17 is fixed when the cover 2 is pressed against the horizontal partition 14 with a threaded nut 13. The inner surface of the smaller deaf base 18 has the shape of a two-arch rotational cycloid (DA Golius, A. A. Gorovenko. Cycloids and their use in the design of machine parts and mechanisms // International Student Scientific Journal. - 2017. No. 4-7. P. 1037-1040), the top of which coincides with the central axis of the filter element 17 addressed to its base 19. Between the inner surface of the housing 1 and the side surface of the filter element 17 is formed an annular gap 20 of variable section. The inner cylindrical cavity 21 of the filter element 17 is connected to the pipe 11 of the discharge of purified fuel. Through the inclined channels 22 are made in the wall of the filter element 17 along the entire height at an acute angle α to the horizontal plane.

В зазоре 20 размещена полая насадка 23 в виде усеченного конуса, выполненная из химически стойкого материала, например, из стали Х18Н9Т (БРЭ, Т. 34. - М.: 2017. - С. 60). Полая насадка 23 установлена торцем меньшего диаметра в кольцевой канавке днища 10 без контакта с фильтрующим элементом 17. Ниже фильтрующего элемента 17 по периметру в полой насадке 23 выполнены радиальные отверстия 24 (диаметр отверстий 5 мм) (фиг. 3). Торец большого диаметра полой насадки 23 опирается на уступ 25 в ступенчатой цилиндрической внутренней поверхности корпуса 1 на расстоянии от днища 10 не менее 0,5-0,7 Н высоты фильтрующего элемента 17. Полая насадка 23 фиксируется при завинчивании днища 10.In the gap 20 there is a hollow nozzle 23 in the form of a truncated cone, made of a chemically resistant material, for example, from steel Х18Н9Т (BDT, T. 34. - M .: 2017. - P. 60). The hollow nozzle 23 is installed with a smaller diameter end face in the annular groove of the bottom 10 without contact with the filter element 17. Radial holes 24 (hole diameter 5 mm) are made around the perimeter filter element 17 in the hollow nozzle 23 (FIG. 3). The large-diameter end face of the hollow nozzle 23 rests on a ledge 25 in the stepped cylindrical inner surface of the housing 1 at a distance of at least 0.5-0.7 N from the height of the filter element 17 from the bottom 10. The hollow nozzle 23 is fixed when the bottom 10 is screwed.

Патрубок 11 для слива очищенного моторного топлива подключен трубопроводом через нормально открытый электромагнитный клапан 26 (ГОСТ 22413-89) с регулирующим вентилем 27 (ГОСТ 23405-78) к накопительной емкости 28. Патрубок 12 для удаления загрязнений соединен трубопроводом с вентилем 29 и баком 30 для сбора загрязнений.Pipe 11 to drain the cleaned motor fuel is connected by pipeline through a normally open solenoid valve 26 (GOST 22413-89) with a regulating valve 27 (GOST 23405-78) to the storage tank 28. The pipe 12 to remove contaminants is connected by pipeline to the valve 29 and tank 30 collection of pollution.

Блок ударно-волновой регенерации фильтрующего элемента выполнен в виде гидролинии, которая включает центробежный насос 31, например, насос ХЦМ В-К (ГОСТ Р 54806-2011) во взрывобезопасном исполнении, давление нагнетания 300 кПа, всасывающий патрубок которого через запорный вентиль 32 подключен трубопроводом к накопительной емкости 28, а напорный патрубок - к нормально открытому электромагнитному клапану 26 и линии слива очищенного топлива в накопительную емкость 28.The shock-wave regeneration unit of the filtering element is made in the form of a hydroline, which includes a centrifugal pump 31, for example, a HTsM VK-K pump (GOST R 54806-2011) in an explosion-proof design, discharge pressure 300 kPa, the suction nozzle of which is connected through a stop valve 32 by a pipeline to the storage tank 28, and the discharge nozzle to the normally open solenoid valve 26 and the clean fuel discharge line to the storage tank 28.

Расположение фильтрующего элемента 17 в виде усеченного конуса с вершиной «вверх» дает возможность разместить в кольцевом зазоре 20 угловые насадки 16 для обеспечения закрутки потока в одну сторону вдоль его наклонной образующей (фиг. 2), что позволяет «отбросить» загрязнения к внутренней стенке корпуса 1. Движение угловых насадок 16 в вертикальной и горизонтальной плоскостях позволяет эффективно закручивать поток с наименьшими потерями. Результирующая скорость вращательной и продольно-осевой составляющих существенно больше, чем лишь одной продольной составляющей, а время «экспозиции» загрязненной среды при движении по винтовой линии также значительно больше, чем по продольной образующей, поэтому результативность работы фильтрующего элемента 17 возрастает, действие центробежных сил при закрутке потока моторного топлива усиливает указанный эффект.The location of the filter element 17 in the form of a truncated cone with the top "up" makes it possible to place in the annular gap 20 angular nozzles 16 to ensure the flow swirl to one side along its inclined generatrix (Fig. 2), which allows you to "discard" pollution to the inner wall of the body 1. The movement of the corner nozzles 16 in the vertical and horizontal planes allows you to effectively twist the flow with minimal losses. The resulting speed of rotational and longitudinal-axial components is significantly more than just one longitudinal component, and the time of "exposure" of the polluted medium when moving along a helical line is also significantly more than along the longitudinal generator, therefore the performance of the filter element 17 increases, the effect of centrifugal forces at spinning the flow of motor fuel enhances the specified effect.

Увеличивающаяся к основанию 19 фильтрующего элемента 17 длина L сквозных «радиальных» каналов 22, а также их исполнение наклонными под углом α увеличивает длину каналов до L/Sinα и приводит к дополнительному возрастанию гидравлического сопротивления, вследствие действия сил вязкости, что обуславливает снижение проникновения механических загрязнений в нижней части фильтрующего элемента 17 (Е.З. Рабинович, А.Е. Евгеньев. Гидравлика. - М.: Недра, 1987. - С. 92). Количество каналов 22 рассчитывается по их суммарной площади проходных сечений, исходя из условия обеспечения скорости движения потока моторного топлива в пределах 5-7 м/сек., с учетом уменьшения условного прохода в 1,8-2 раза из-за стенок пор материала фильтрующего элемента. Криволинейное сопряжение цилиндрической полости 21 и наклонных цилиндрических каналов 22 способствует наиболее полному использованию импульса набегающего потока (Е.З. Рабинович, А.Е. Евгеньев. Гидравлика. - М.: Недра, 1987. - С. 191) при регенерации фильтрующего элемента.The length L of the end-to-end “radial” channels 22 increasing to the base 19 of the filter element 17, as well as their execution with oblique angle α increases the length of the channels to L / Sinα and leads to an additional increase in hydraulic resistance due to viscosity forces, which leads to a decrease in the penetration of mechanical impurities at the bottom of the filter element 17 (EZ Rabinovich, AE Evgeniev. Hydraulics. - M .: Nedra, 1987. - P. 92). The number of channels 22 is calculated by their total area of flow areas, based on the condition of ensuring the speed of movement of the flow of motor fuel within 5-7 m / s., Taking into account the decrease in conditional passage 1.8-2 times due to the pore walls of the filter element material . Curvilinear conjugation of the cylindrical cavity 21 and inclined cylindrical channels 22 facilitates the fullest use of the incident flow pulse (EZ Rabinovich, AE Evgeniev. Hydraulics. - M .: Nedra, 1987. - P. 191) during regeneration of the filter element.

Меньшее глухое основание 18, выполненное в форме двухарочного циклоида вращения, обуславливает увеличение силы давления в 4 раза на его внутреннюю поверхность (Рабинович Е.З., Евгеньев А.Е. Гидравлика - М.: Недра, 1987. - С. 191), тем самым увеличивает интенсивность промывки фильтрующего элемента 17.A smaller deaf base 18, made in the form of a two-arch cycloid of rotation, causes an increase in pressure force 4 times on its inner surface (Rabinovich EZ, Evgeniev AE Hydraulics - M .: Nedra, 1987. - P. 191), thereby increasing the intensity of the washing of the filter element 17.

Полая насадка 23 в кольцевом зазоре 20 служит направляющей для отброшенных к стенке корпуса 1 механических примесей. Насадка 23 в виде усеченного конуса в зазоре 20, обеспечивает разгон потока топлива в его нижней половине (0,5-0,7 Н) (А.А. Бревнов. Экспериментальное исследование работоспособности гидродинамического неполнопоточного фильтра с закруткой потока. Сборник научных трудов ДонГТУ. - Алчевск, вып. 28. - 2009. - С. 294-304) и, тем самым, уменьшает возможность падения продольной скорости потока моторного топлива и повышает эффективность разделения.A hollow nozzle 23 in the annular gap 20 serves as a guide for mechanical impurities thrown against the wall of the housing 1. Nozzle 23 in the form of a truncated cone in the gap 20, provides acceleration of the fuel flow in its lower half (0.5-0.7 N) (AA Brevnov. Experimental study of the performance of a hydrodynamic non-full flow filter with a twist flow. A collection of scientific papers DonSTU. - Alchevsk, issue 28. - 2009. - p. 294-304) and, thus, reduces the possibility of a fall in the longitudinal flow rate of motor fuel and increases the separation efficiency.

Ударно-волновая регенерация фильтрующего элемента 17 осуществляется при действии импульсных волн возмущения, возникающих при гидроударе во время периодического срабатывании нормально открытого электромагнитного клапана 26 прямого действия. При этом наблюдается значительное повышение давления в трубопроводе из-за резкого торможения потока топлива. Этот процесс является быстротечным и характеризуется чередованием повышений и понижений давления в моторном топливе (Е.З. Рабинович, А.Е. Евгеньев. Гидравлика - М.: Недра, 1987. - С. 157). Использование чередующихся пульсаций давления чистой жидкой среды при регенерации повышает работоспособность установки без существенного снижения ее эксплуатационных показателей.The shock-wave regeneration of the filter element 17 is carried out under the action of pulsed perturbation waves that occur during a hydraulic impact during the periodic response of a normally open direct-acting solenoid valve 26. At the same time, there is a significant increase in pressure in the pipeline due to a sharp slowdown in the flow of fuel. This process is transient and is characterized by alternating increases and decreases in pressure in motor fuel (EZ Rabinovich, AE Evgeniev. Hydraulics - M .: Nedra, 1987. - P. 157). The use of alternating pressure pulsations of pure liquid medium during regeneration increases the efficiency of the installation without a significant reduction in its performance.

Установка работает следующим образом. Центробежным насосом 4, при открытом вентиле 5 из резервуара 6 осуществляется подача моторного топлива через угловые сопловые насадки 16 с закруткой в кольцевом зазоре 20. При этом вентили 8,27 и 29 открыты, а запорный вентиль 32 на гидравлической линии закрыт. Происходит очистка моторного топлива на фильтрующем элементе 17.The installation works as follows. The centrifugal pump 4, with the valve 5 open from the tank 6, is supplied with motor fuel through angular nozzles 16 with a twist in the annular gap 20. At the same time, the valves 8.27 and 29 are open and the stop valve 32 on the hydraulic line is closed. There is a cleaning of motor fuel on the filter element 17.

При падении производительности установки на 30% от первоначальной осуществляется регенерация фильтрующего элемента 17. Для этого насосом 31 подают очищенное моторное топливо из накопительной емкости 28 при открытом запорном вентиле 32. Насос 4 принудительной подачи выключен. Вентили 5, 8 и 27 закрыты, а вентиль 29 остается открытым. Чистое моторное топливо из накопительной емкости 28 с помощью насоса 31 по гидравлической линии при импульсном срабатывании нормально открытого электромагнитного клапана 26 подается в цилиндрическую полость 21. Чистое моторное по наклонным каналам 22 периодически воздействует на фильтрующий элемент 17 и смывает накопленные на фильтрующем элементе 17 механические примеси в бак для сбора загрязнений 30.When the plant capacity drops by 30% from the original, the filter element 17 is regenerated. For this purpose, the pump 31 supplies the cleaned engine fuel from the storage tank 28 with the shut-off valve 32 open. The forced-feed pump 4 is turned off. The valves 5, 8 and 27 are closed, and the valve 29 remains open. Pure motor fuel from storage tank 28 is pumped through a hydraulic line during a pulse operation of a normally open solenoid valve 26 to a cylindrical cavity 21. A pure motor through inclined channels 22 periodically acts on the filter element 17 and washes away the mechanical impurities accumulated on the filter element 17 pollution collection tank 30.

Для оценки эффективности предлагаемой установки проводилась очистка моторного топлива (топливо для реактивных двигатели марки ТС-1 и дизельного топлива марки ДТ-Л-0,5-62), результаты сравнивались с аналогичными, полученными при функционировании прототипа. Для испытания было выбрано по 1500 литров каждого топлива, в которые вносились искусственные загрязнения (кварцевая, либо аризонская пыль в объеме 0,12 г/л - 180 гр. (ИСО 12103-1-97)). При этом загрязнения равномерно распределялись в резервуаре 6. Подача центробежного насоса 4, а также характерные диаметры проходных сечений трубопроводных магистралей масштабировались, что обеспечивало скорости потока моторного топлива в пределах 5-7 м/с. Очищенное моторное топливо возвращалось в резервуар 6, где периодически повторно загрязнялось до первоначальной концентрации.To assess the effectiveness of the proposed installation, motor fuel was cleaned (jet fuel for the TC-1 brand engine and DT-L-0.5-62 diesel fuel), the results were compared with those obtained during the operation of the prototype. For the test, 1500 liters of each fuel were selected, in which artificial pollution was introduced (quartz or Arizona dust in a volume of 0.12 g / l - 180 g. (ISO 12103-1-97)). At the same time, the contaminants were evenly distributed in the tank 6. The feed of the centrifugal pump 4, as well as the characteristic diameters of the flow areas of the pipelines, were scaled, which ensured the flow rates of motor fuel within 5-7 m / s. The cleaned engine fuel was returned to reservoir 6, where it was periodically re-contaminated to its initial concentration.

Результаты сравнительных испытаний представлены в табл. 1 и 2.The results of comparative tests are presented in table. 1 and 2.

Очевидно, что почти при одинаковой исходной производительности при длительной работе производительность фильтра взятого за прототип уменьшилась на 10%, а производительность предлагаемой установки снизилась на 3-5%.Obviously, with almost the same initial performance during long-term operation, the performance of the filter taken as a prototype has decreased by 10%, and the performance of the proposed installation has decreased by 3-5%.

Таким образом, за счет совокупности известных признаков: цилиндрического корпуса, патрубок принудительной подачи очищаемого топлива которого связан циркуляционной гидролинией с патрубком сброса части очищаемого моторного топлива, закрепленного в горизонтальной перегородке гидродинамического фильтрующего элемента в виде усеченного конуса с образованием кольцевого зазора и со вновь вносимыми: горизонтальной перегородки с установленными в ней угловыми сопловыми насадками, цилиндрической полости фильтрующего элемента, меньшее глухое основание которого имеет форму двухарочного циклоида вращения и в его стенке по всей высоте выполнены сквозные наклонные каналы, полой насадки в виде усеченного конуса в кольцевом зазоре, закрепленную торцом меньшего диаметра в днище корпуса изолированно от фильтрующего элемента, под которым по периметру выполнены радиальные отверстия, блока ударно-волновой регенерации фильтрующего элемента в виде гидравлической линии, в которой установлен насос, связанный с нормально открытым электромагнитным клапаном, позволяет повысить эффективность разработанной установки.Thus, due to the combination of well-known features: a cylindrical body, the forced supply pipe of the fuel being cleaned, which is connected by circulation hydroline to the discharge pipe of a part of the motor fuel being cleaned, fixed in the horizontal partition of the hydrodynamic filter element in the form of a truncated cone with the formation of an annular gap and again introduced: horizontal partitions with angled nozzles installed in it, cylindrical cavity of the filter element, less deaf e whose base has the shape of a two-arch cycloid of rotation and in its wall along the entire height there are made through inclined channels, a hollow nozzle in the form of a truncated cone in an annular gap, fixed with an end of a smaller diameter in the bottom of the housing isolated from the filter element under which radial holes are made around the perimeter, block shock-wave regeneration of the filter element in the form of a hydraulic line in which a pump is installed associated with a normally open solenoid valve, allows you to increase the effect the accuracy of the developed installation.

Claims

Installation for cleaning motor fuels from mechanical impurities, containing a cylindrical body, in the lid of which is placed the pipe of forced supply of cleaned fuel, connected by circulation hydroline to the pipe of dumping part of the engine fuel being cleaned from the body, in the bottom of which there is a pipe for removing contaminants and pipe of draining the cleaned fuel into storage tank fixed in a horizontal partition hydrodynamic filtering element in the form of a hollow truncated cone located inside housing along its central axis with the formation of an annular gap of variable cross section between the inner surface of the housing and the outer surface of the filtering element, characterized in that the horizontal partition, in which the filtering element is fixed with a smaller deaf base, is made with through channels, which are installed with the possibility of movement in the vertical and horizontal planes angular nozzle nozzles, the inner wall of the filter element forms a cylindrical cavity associated with placed in Other than the body, a clean fuel discharge pipe is used for the casing, and the inner surface of the smaller deaf base of the filter element has the form of a double-arch rotational cycloid, the apex of which coincides with the central axis of the filter element and faces the larger base. Through the inclined channels, the through height of the filter element is made across the entire height of the filter element to the horizontal plane, the installation additionally contains a block of shock-wave regeneration of the filtering element by purified motor fuel from a storage tank A hollow nozzle in the form of a truncated cone, made of a chemically resistant material and fixed with a smaller diameter end in the bottom of the housing without contact with the filter element, below which radial holes are made in the hollow nozzle, the end of the larger diameter of the hollow nozzle is fixed in the body wall with the exception of the vertical movement, while the unit of the shock-wave regeneration of the filter element is made in the form of a hydraulic line in which a pump is installed The pipe of which is connected through the corresponding stop valve to the accumulation tank, and the discharge pipe is connected to the discharge line of the purified fuel into the storage tank through the additionally introduced normally open solenoid valve.