RU64932U1

RU64932U1 - HYDRODYNAMIC FILTER

Info

Publication number: RU64932U1
Application number: RU2007108499/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Гладков; Николай Павлович Надымов
Original assignee: Сергей Михайлович Гладков; Николай Павлович Надымов
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2007-07-27

Abstract

Фильтр, содержит цилиндрический корпус с патрубками для входа фильтруемой жидкости, выхода фильтрата и сброса загрязненной суспензии, а также фильтрующий элемент, установленный соосно корпусу. Наружная образующая корпуса снабжена выступом, соединенным с патрубком фильтрата, а в его днище выполнены симметричные относительно оси фильтра пазы для установки, фиксирующей планки. Выступ выполнен в форме полуконуса или полуцилиндра.The filter contains a cylindrical housing with nozzles for the inlet of the filtered fluid, the filtrate outlet and discharge of the contaminated suspension, as well as a filter element mounted coaxially to the housing. The outer generatrix of the housing is equipped with a protrusion connected to the filtrate nozzle, and grooves symmetrical with respect to the filter axis are made in its bottom for mounting the fixing straps. The protrusion is made in the form of a half-cone or half-cylinder.

Фильтрующий элемент и шнек выполнены заменяемыми на заданную тонкость фильтрации. 1.н.п. 2 з.п. ф-лы. 13 илл.The filter element and auger are made replaceable for a given filter fineness. 1. n.p. 2 s.p. f-ly. 13 ill.

Description

Полезная модель относится к жидкостным фильтрам со сливом осадка, фильтрующим потоком с поверхности фильтрующего элемента и предназначен для гидродинамического разделения двухфазных жидкостей (фильтрация минеральных и трансформаторных масел, красок, электролитных растворов в производстве цветных и редких металлов и прочих неоднородных жидкостей) путем разделения их на жидкую фазу - фильтрат и суспензию с твердыми включениями (осадок).The utility model relates to liquid filters with sediment discharge, a filtering stream from the surface of the filter element and is intended for hydrodynamic separation of two-phase liquids (filtering mineral and transformer oils, paints, electrolyte solutions in the production of non-ferrous and rare metals and other heterogeneous liquids) by separating them into liquid phase - filtrate and suspension with solid inclusions (precipitate).

В зависимости от фильтруемой жидкости и тонкости ее разделения предусмотрен заменяемый фильтрующий элемент, оснащенный соответствующим пористым материалом (металлической сеткой, тканью, войлоком и т.п.), а также предусмотрены заменяемые шнеки, отличающиеся между собой площадью поперечного сечения прохождения фильтруемого потока с расчетной скоростью. Суть гидродинамической фильтрации заключается в создании относительного движения загрязненной частицы в направлении, перпендикулярном оси ячейки в фильтрующем элементе. При определенных соотношениях величин поперечной и продольной составляющих относительной скорости частицы и фильтрующей поверхности достигается очистка жидкости от частиц механических примесей значительно меньших, чем размер в "свету" ячейки фильтрующего элемента.Depending on the filtered liquid and the fineness of its separation, a replaceable filter element equipped with the corresponding porous material (metal mesh, fabric, felt, etc.) is provided, as well as replaceable screws, differing in cross-sectional area of the passage of the filtered stream at the calculated speed . The essence of hydrodynamic filtration is to create the relative motion of a contaminated particle in a direction perpendicular to the axis of the cell in the filter element. With certain ratios of the transverse and longitudinal components of the relative velocity of the particle and the filtering surface, the liquid is cleaned from particles of mechanical impurities significantly smaller than the size in the "light" of the cell of the filtering element.

Известны конструкции неполно поточных фильтров, например патронный фильтр по а.с. №665929, состоящий из цилиндрического корпуса с патрубками для входа фильтруемой жидкости, выхода фильтрата, выхода осадка и фильтрующего элемента, установленного соосно корпусу.Partially in-line filter designs are known, for example, a cartridge filter according to as No. 665929, consisting of a cylindrical body with nozzles for the inlet of the filtered liquid, the outlet of the filtrate, the outlet of the precipitate and the filter element mounted coaxially to the body.

Известен гидродинамический фильтр (а.с. СССР №1291182, МПК В01Д 35/22, бюл. №7, 1987 г.) в котором обеспечение постоянной скорости потока достигается использованием конического корпуса, сужающегося по направлению движения фильтруемой жидкости. Основным недостатком этого фильтра является то, что фильтруемый поток перемещается вдоль образующей фильтрующего элемента, что снижает время контакта потока с поверхностью фильтрующего элемента и, естественно, снижает скорость фильтрации, кроме этого, в этом фильтре невозможно изменять скорость потока жидкости.A well-known hydrodynamic filter (AS USSR No. 1291182, MPK V01D 35/22, bull. No. 7, 1987) in which a constant flow rate is achieved using a conical housing, tapering in the direction of movement of the filtered fluid. The main disadvantage of this filter is that the filtered stream moves along the generatrix of the filter element, which reduces the contact time of the stream with the surface of the filter element and, naturally, reduces the filtration rate, in addition, it is impossible to change the liquid flow rate in this filter.

Известен фильтр для очистки нефтесодержащих сточных вод, содержащий вертикальный корпус с днищем, загрузку из упругоэластичного фильтрующего материала, средство для сжатия загрузки при регенерации и распределения исходной воды в виде установленного по оси корпуса шнека, нижняя часть которого выполнена полой, перфорированной и соединенной с подающим патрубком, расположенную коаксиально по периферии корпуса камеру для сбора фильтрата и присоединенный к ней отводящий патрубок. (патент РФ №2040947 МПК В01Д 24/46, бюл. №22, 1995 г.)A known filter for the purification of oily wastewater containing a vertical housing with a bottom, a load of an elastic filter material, a means for compressing the load during regeneration and distribution of the source water in the form of a screw installed along the axis of the housing, the lower part of which is hollow, perforated and connected to the supply pipe located coaxially around the periphery of the housing chamber for collecting the filtrate and attached to it a discharge pipe. (RF patent No. 2040947 IPC V01D 24/46, bull. No. 22, 1995)

Недостатком данного фильтра является сложность конструкциии, а также большие габариты по высоте.The disadvantage of this filter is the complexity of the design, as well as the large dimensions in height.

Известен самоочищающийся фильтр по а.с. №1667894, МПК В01D 27/00, 1992 г. содержащий корпус с входным и выходным патрубками, недостатками этого изобретения является отсутствие патрубка для выхода суспензии и высокое сопротивление на входе в выходной патрубок.Known self-cleaning filter by.with. No. 1667894, IPC B01D 27/00, 1992, comprising a housing with inlet and outlet nozzles, the disadvantages of this invention are the lack of a nozzle for the exit of the suspension and the high resistance at the entrance to the outlet nozzle.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является фильтр по а.с. №1641389, MПK B01D 27/00, бюл. №14, 1991 г., содержащий цилиндрический корпус с патрубками для входа фильтруемой жидкости, выхода фильтрата, выхода сгущенной суспензии и фильтрующего элемента, установленного соосно корпусу. Недостатком известного фильтра является высокое сопротивление потоку, поступающему в выходной патрубок.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed technical solution is a filter by.with. No. 1641389, MPK B01D 27/00, bull. No. 14, 1991, containing a cylindrical housing with nozzles for the inlet of the filtered fluid, the outlet of the filtrate, the outlet of the condensed suspension and the filter element mounted coaxially to the housing. A disadvantage of the known filter is the high resistance to flow entering the outlet pipe.

Задачей настоящей полезной модели является снижение потерь фильтрата на входе в выходной патрубок, а также исключение вращения шнека под действием напора фильтруемой жидкости.The objective of this utility model is to reduce filtrate losses at the inlet to the outlet pipe, as well as to prevent the screw from rotating under the influence of the pressure of the filtered fluid.

Поставленная задача достигается признаками, указанными в 1-м пункте формулы полезной модели, общими с прототипом, такими как фильтр, содержащий цилиндрический корпус с патрубками для входа фильтруемой жидкости, выхода фильтрата и сброса загрязненной суспензии, а также фильтрующий элемент, установленный соосно корпусу, и отличительных существенных признаков, таких как наружная образующая корпуса, снабжена выступом, соединенным с патрубком фильтрата, а в его днище выполнены симметричные относительно оси фильтра пазы для установки, фиксирующей планки.The task is achieved by the signs indicated in the 1st paragraph of the utility model formula, common with the prototype, such as a filter containing a cylindrical body with nozzles for entering the filtered fluid, the filtrate outlet and discharge of the contaminated suspension, as well as a filter element mounted coaxially with the housing, and distinctive essential features, such as the outer generatrix of the housing, is equipped with a protrusion connected to the filtrate nozzle, and grooves symmetrical with respect to the filter axis are made in its bottom for installation, fix uyuschey bar.

В пункте 2 формулы полезной модели отражена форма выступа, а именно выступ выполнен в форме полуконуса или полуцилиндра.In paragraph 2 of the formula of the utility model, the shape of the protrusion is reflected, namely, the protrusion is made in the form of a half cone or half cylinder.

В пункте 3 формулы полезной модели уточняется конструкция фильтрующего элемента и шнека, а именно фильтрующий элемент и шнек выполнены заменяемыми на заданную тонкость фильтрации.Clause 3 of the utility model formula clarifies the design of the filter element and the screw, namely, the filter element and screw are made replaceable by a given filter fineness.

Вышеперечисленные признаки полезной модели позволяют увеличить производительность фильтра, снизить потери фильтрата на входе в выходной патрубок, а также дают возможность регулировать поток жидкости в зависимости от требуемой тонкости ее разделения. Указанные выше отличительные признаки, каждый в отдельности и все совместно, направлены на решение поставленной задачи и являются существенными.The above features of the utility model can increase the filter performance, reduce filtrate losses at the inlet to the outlet pipe, and also make it possible to adjust the fluid flow depending on the required fineness of its separation. The above distinguishing features, each individually and all together, are aimed at solving the problem and are significant.

Использование существенных отличительных признаков в известном уровне техники не обнаружено, следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности «новизна».The use of significant distinguishing features in the prior art is not found, therefore, the proposed technical solution meets the patentability criterion of "novelty."

Полезная модель иллюстрируется следующими чертежами.The utility model is illustrated by the following drawings.

На фиг.1 изображен общий вид фильтра в разрезе.Figure 1 shows a General view of the filter in section.

На фиг.2 изображен вид фильтра с верху.Figure 2 shows a view of the filter from the top.

Нa фиг.3 - сечение А-А (фиг.1)Figure 3 - section aa (figure 1)

На фиг.4 - сечение Б-Б (фиг.1)Figure 4 - section bB (figure 1)

На фиг.5 - общий вид фильтраFigure 5 is a General view of the filter

На фиг.6 - вид В (фиг.5)Figure 6 - view In (figure 5)

На фиг.7 - вид Д (фиг.5)Fig.7 is a view of D (Fig.5)

На фиг.8 вид фильтра в аксонометрииOn Fig a view of the filter in a perspective view

На фиг.9 изображен корпус фильтра.Figure 9 shows the filter housing.

На фиг.10 - сечение Е-Е (фиг.9)Figure 10 is a cross section EE (figure 9)

На фиг.11 - сечение Ж-Ж (фиг.9)In Fig.11 - section MF (Fig.9)

На фиг.12 изображен шнек12 shows a screw

На фиг.13 - сечение К-К (фиг.12)In Fig.13 - section KK (Fig.12)

Фильтр состоит из корпуса 1, патрубка 2 для входа фильтруемой жидкости, патрубка 3 для выхода фильтрата, патрубка 4 для выхода суспензии, сменного фильтрующего элемента 5 и неподвижно установленного шнека 6 (фиг.12) имеющего витки 7 с переменным шагом, нижняя часть пустотелого вала 8 шнека снабжена пазами 9, служащими для выхода сгущенной суспензии к патрубку 4, а также для установки шпонки 10, предотвращающей вращение шнека под действием напора фильтруемой жидкости.The filter consists of a housing 1, a nozzle 2 for the inlet of the filtered fluid, a nozzle 3 for the outlet of the filtrate, a nozzle 4 for the exit of the suspension, a replaceable filter element 5 and a fixed screw 6 (Fig. 12) having turns 7 with variable pitch, the lower part of the hollow shaft 8 of the screw is provided with grooves 9, which serve to exit the thickened suspension to the pipe 4, as well as to install a key 10, which prevents the rotation of the screw under the influence of the pressure of the filtered fluid.

Шнек 6 выполнен заменяемым (различных типоразмеров отличающихся между собой площадью поперечного сечения), обеспечивающим требуемую скорость потока жидкости, достаточную для эффективной фильтрации. Заменяемый фильтрующий элемент 5 выполнен в виде каркаса из перфорированной пазами 11 трубы 12, внутренняя поверхность которой облицована пористым материалом 13 (сечение Б-Б, фиг.4) и также выполнен в нескольких типоразмерах, оснащенных различными пористыми материалами. Корпус 1 закрыт крышкой 14, имеющей перфорацию отверстиями 15 для прохода фильтруемой жидкости. Фильтр снабжен запорной арматурой 16, установленной на патрубке 4 выпуска суспензии и манометрами 17 и 18. Наружная образующая корпуса 1 в месте контакта с выходным патрубком 3 снабжена выступом 19, обеспечивающим снижение сопротивления потоку, поступающему на вход патрубка 3. В днище корпуса 1 выполнено два паза 20 для размещения шпонки 10 шнека 6.The screw 6 is made replaceable (various sizes differing in cross-sectional area), providing the required fluid flow rate, sufficient for effective filtration. The replaceable filter element 5 is made in the form of a frame made of a pipe 12 perforated by the grooves 11, the inner surface of which is lined with porous material 13 (section BB, Fig. 4) and is also made in several sizes equipped with various porous materials. The housing 1 is closed by a cover 14 having perforation with openings 15 for passage of the filtered fluid. The filter is equipped with shutoff valves 16 mounted on the suspension discharge pipe 4 and pressure gauges 17 and 18. The outer generatrix of the housing 1 at the point of contact with the output pipe 3 is provided with a protrusion 19, which reduces the resistance to flow entering the pipe 3. The bottom of the housing 1 has two a groove 20 for accommodating the keys 10 of the screw 6.

Для обеспечения работы фильтра перед входным патрубком 2 и после выходного патрубка 3 должны быть установлены запорная арматура и расходомеры (не показанные на чертеже).To ensure the operation of the filter, stop valves and flow meters (not shown in the drawing) must be installed in front of the inlet pipe 2 and after the outlet pipe 3.

Фильтр работает следующим образом.The filter works as follows.

Перед пуском жидкости на фильтрацию, необходимо закрыть запорную арматуру 16, исключающую выход фильтруемой жидкости через патрубок выхода сгущенной суспензии. Затем открыть запорные арматуры, установленные после патрубка 3 и перед патрубком 2 (для подачи жидкости в фильтр и выпуска фильтрата из фильтра), вследствие чего поток жидкости, встречая на своем пути винтовую поверхность шнека, приобретает вращательное движение по винтовой линии вдоль пористого материала 13 фильтрующего элемента 5, создавая окружную скорость потока, (зависящую от давления жидкости и площади проходного сечения шнека). На каждую Before starting the fluid for filtration, it is necessary to close the shut-off valve 16, which excludes the outlet of the filtered fluid through the outlet pipe of the condensed suspension. Then open the shutoff valves installed after the pipe 3 and before the pipe 2 (for supplying liquid to the filter and discharging the filtrate from the filter), as a result of which the liquid flow, meeting the screw surface of the screw along its path, acquires a rotational movement along the helical line along the porous filter material 13 element 5, creating a peripheral flow rate (depending on the fluid pressure and the area of the passage of the screw). For each

перемещающуюся механическую и жидкостную частицу действуют силы: центробежная и скоростного потока, обе силы направленные перпендикулярно к стенке фильтрующего элемента 5, а осевые силы (составляющая от скоростного потока и гравитационная) направлены вниз к пазам 9 и далее к патрубку 4, а оттуда - к запорной арматуре 16, по мере накопления сгущенной суспензии, на манометре 17 увеличивается показ ее давления, после чего запорную арматуру 16 приоткрывают для начала выпуска сгущенной суспензии. Таким образом, происходит автоматическое разделение двухфазной жидкости. Фильтр не нуждается в периодической разборке или чистке фильтровального элемента. С целью профилактики необходимо контролировать перепад давления на фильтре. Он не должен превышать 0,6 кг/см², и не должен быть ниже 0,3 кг/см². Таким образом, происходит процесс фильтрации с автоматическим удалением механических частиц.the moving mechanical and fluid particles are acted upon by forces: centrifugal and velocity flow, both forces directed perpendicular to the wall of the filter element 5, and the axial forces (component of the velocity flow and gravitational) directed downward to the grooves 9 and further to the nozzle 4, and from there to the shutoff the reinforcement 16, as the thickened suspension accumulates, the pressure display increases on the pressure gauge 17, after which the stop valves 16 are opened to start the release of the thickened suspension. Thus, automatic separation of the biphasic liquid occurs. The filter does not need periodic disassembly or cleaning of the filter element. For the purpose of prevention, it is necessary to control the pressure drop across the filter. It should not exceed 0.6 kg / cm ² , and should not be lower than 0.3 kg / cm ² . Thus, a filtration process occurs with automatic removal of mechanical particles.

Полезная модель из-за снижения сопротивления потоку на входе в выходной патрубок повышает скорость фильтрации (увеличивает производительность), что позволяет сократить габаритные размеры фильтра, т.е. снизить металлоемкость, трудоемкость изготовления и, соответственно, стоимость изготовления, а благодаря возможности регулирования скорости потока жидкости и заменой фильтрующего элемента, можно широко регулировать тонкость фильтрации, а жестко установленный шнек гарантирует стабильность процесса фильтрации.The utility model, due to a decrease in flow resistance at the inlet to the outlet pipe, increases the filtration rate (increases productivity), which makes it possible to reduce the overall dimensions of the filter, i.e. to reduce the metal consumption, the complexity of manufacturing and, accordingly, the manufacturing cost, and due to the possibility of regulating the fluid flow rate and replacing the filter element, the filtration fineness can be widely controlled, and a rigidly installed auger ensures the stability of the filtration process.

Из описания и практического применения настоящей полезной модели специалистам будут очевидны и другие частные формы ее выполнения. Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий полезную модель, сущность которой и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле полезной модели, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.From the description and practical application of the present utility model, other particular forms of its implementation will be obvious to specialists. This description and examples are considered as material illustrating a utility model, the essence of which and the scope of patent claims are defined in the following utility model formula, a set of essential features and their equivalents.

Claims

1. A filter containing a cylindrical housing with nozzles for entering the filtered fluid, the filtrate outlet and discharging the contaminated suspension, as well as a filter element mounted coaxially to the housing, characterized in that the outer generatrix of the housing is provided with a protrusion connected to the filtrate nozzle, and in its bottom are made grooves symmetrical with respect to the axis of the filter for mounting fixing strips.

2. The filter according to claim 1, characterized in that the protrusion is made in the form of a half-cone or half-cylinder.

3. The filter according to claim 1, characterized in that the filter element and the screw are made replaceable for a given filter fineness.