RU92355U1

RU92355U1 - FUEL FILTER SEPARATOR

Info

Publication number: RU92355U1
Application number: RU2009138460/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Александрович Калан; Михаил Алексеевич Жданов; Геннадий Петрович Садовов
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Алнас"
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2010-03-20

Abstract

Топливный фильтр-сепаратор, содержащий корпус с впускным и выпускным отверстием, верхнюю крышку, чашеобразную продольную рабочую камеру с сепаратором и клапаном для слива осадка, фильтрующий элемент, установленный в центральной части корпуса над впускным каналом, при этом сепаратор, присоединенный к впускному каналу корпуса, состоит из конусообразной направляющей трубы, проходящей вдоль рабочей камеры и находящейся на расстоянии от ее нижней части и расположенной внутри нее винтовой конусообразной насадки с выходными отверстиями для текучей среды, отличающийся тем, что направляющая конусообразная труба выполнена из сетки с размером ячеек 100 мкм и образует концентрический зазор между нижней частью сетки и стенкой чашеобразной камеры, а винтовая конусообразная насадка снабжена двухзаходной спиралью. A fuel filter separator comprising a housing with an inlet and an outlet, a top cover, a bowl-shaped longitudinal working chamber with a separator and a valve for draining sediment, a filter element mounted in the central part of the housing above the inlet channel, wherein the separator is attached to the inlet channel of the housing, consists of a cone-shaped guide pipe extending along the working chamber and located at a distance from its lower part and located inside it a screw cone-shaped nozzle with outlet openings for fluid, characterized in that the cone-shaped guide tube is made of a mesh with a mesh size of 100 μm and forms a concentric gap between the lower part of the mesh and the wall of the bowl-shaped chamber, and the helical conical nozzle is provided with a two-way spiral.

Description

Полезная модель относится к устройствам для очистки дизельных топлив от водных и механических примесей и предназначено для использования в двигателестроении, в частности дизельном двигателестроении.The utility model relates to devices for cleaning diesel fuels from water and mechanical impurities and is intended for use in engine building, in particular diesel engine building.

Известно устройство для выделения частиц твердых веществ и текучих сред более высокой плотности из текучих сред более низкой плотности (SU 1805992, Кл. 17/038, 36/00, опубл. 30.03.1993 г.).A device for separating particles of solids and fluids of higher density from fluids of lower density (SU 1805992, CL. 17/038, 36/00, publ. 30.03.1993).

Устройство содержит корпус с впускным каналом и выпускным отверстием в центральной части, верхнюю крышку, стаканообразную нижнюю продольную рабочую камеру с сепаратором, фильтрующий элемент, установленный в центральной части над впускным каналом, при этом сепаратор, присоединенный к впускному каналу корпуса, состоит из направляющей трубы, проходящей вдоль оси рабочей камеры и находящийся на расстоянии от ее нижней части и образующей вместе с расположенной в направляющей трубе винтовой насадкой канал вихревого потока с выходными отверстиями для текучей среды, на наружной поверхности направляющей трубы сепаратора между соседними выходными отверстиями для текучей среды выполнены угловые перемычки, простирающиеся к стенке рабочей камеры и образующие V-образные расширяющиеся возвратные каналы осаждения.The device comprises a housing with an inlet and an outlet in the central part, a top cover, a glass-shaped lower longitudinal working chamber with a separator, a filter element mounted in the central part above the inlet, the separator connected to the inlet of the housing consists of a guide pipe, passing along the axis of the working chamber and located at a distance from its lower part and forming, together with the screw nozzle located in the guide tube, the vortex flow channel with outlet openings For the fluid, angular bridges are made on the outer surface of the separator guide pipe between adjacent fluid outlet openings, extending to the wall of the working chamber and forming V-shaped expanding return deposition channels.

Недостатком данной конструкции устройства является недостаточная степень сепарации. Это связано с тем, что винтовая насадка имеет небольшой и единый диаметр по всей винтовой насадке, поэтому жидкость в процессе движения по каналу недостаточно раскручивается и не приобретает высокую скорость движения.The disadvantage of this device design is the lack of separation. This is due to the fact that the screw nozzle has a small and uniform diameter over the entire screw nozzle, therefore, the liquid in the process of moving along the channel is not sufficiently untwisted and does not acquire a high speed of movement.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для выделения частиц твердых веществ и текучих сред более высокой плотности из текучих сред более низкой плотности, содержащее корпус, включающий центральную часть с впускным каналом и выпускным отверстием, верхний узел с крышкой, фильтрующий элемент, установленный в центральной части над впускным каналом, отстойник с краном для слива отстоя и сепаратором для изменения направления потока, состоящий из присоединенной к впускному каналу направляющей конусообразной трубы, проходящей вдоль оси отстойника на расстоянии от его нижней части и образующей вместе с конусообразной многозаходной винтовой насадкой каналы вихревого потока с выходными отверстиями для текучей среды. По периферии основания конусообразной многозаходной винтовой насадки имеются выступы, расположенные на расстоянии друг от друга и примыкающие к внутренней поверхности отстойника (US 3931011 кл. B01D 27/08 опубл. 06.01.1976 г.).Closest to the claimed technical essence and the achieved result is a device for separating particles of solids and fluids of higher density from lower density fluids, comprising a housing including a central part with an inlet and an outlet, an upper assembly with a cover, a filter element installed in the central part above the inlet channel, a sump with a crane for draining sludge and a separator for changing the direction of flow, consisting of attached to the inlet channel conical guide tube extending along the axis of the settler at a distance from its lower portion and forming with the tapered multi-start helical vortex flow nozzle channels with outlet openings for a fluid. On the periphery of the base of the cone-shaped multi-start screw nozzle there are protrusions located at a distance from each other and adjacent to the inner surface of the sump (US 3931011 class. B01D 27/08 publ. 01/06/1976).

Основным недостатком указанного устройства является сложность конструкции, а также недостаточная эффективность сепарации, обусловленная тем, что направляющая конусообразная труба не имеет возможности пропускать жидкость, а длина каналов течения текучей среды, образуемая ребрами лопасти многозаходной спирали, не позволяет задать поступающей из впускного канала текучей среде высокую скорость ее течения и интенсивный процесс отбрасывания твердых частиц и капель текучей среды высокой плотности.The main disadvantage of this device is the design complexity, as well as the lack of separation efficiency, due to the fact that the guide cone-shaped pipe is not able to pass fluid, and the length of the fluid flow channels formed by the edges of the blades of the multi-helix does not allow to set a high fluid coming from the inlet channel its flow rate and the intense process of discarding solid particles and droplets of high density fluid.

Технической задачей полезной модели является упрощение конструкции и повышение эффективности сепарации.The technical task of the utility model is to simplify the design and increase the separation efficiency.

Для решения поставленной задачи в топливном фильтре-сепараторе, состоящем из корпуса с впускным каналом и выпускным отверстием, верхней крышки, чашеобразной продольной рабочей камеры с сепаратором и клапаном для слива осадка, фильтрующим элементом, установленным в центральной части корпуса над впускным каналом, при этом сепаратор, присоединенный к впускному каналу корпуса состоит из конусообразной направляющей трубы, проходящей вдоль рабочей камеры и находящейся на расстоянии от ее нижней части и расположенной внутри нее конусообразной винтовой насадки с выходными отверстиями для текучей среды, согласно полезной модели, направляющая конусообразная труба выполнена из сетки с размером ячейки 100 мк. и образует концентрический зазор между нижней частью сетки и стенкой чашеобразной камеры, а конусообразная винтовая насадка снабжена двухзаходной спиралью.To solve the problem in the fuel filter-separator, consisting of a housing with an inlet and an outlet, an upper cover, a bowl-shaped longitudinal working chamber with a separator and a valve for draining sediment, a filter element mounted in the central part of the housing above the inlet, the separator connected to the inlet channel of the housing consists of a cone-shaped guide pipe extending along the working chamber and located at a distance from its lower part and located inside it cone-shaped second helical nozzle with outlet openings for fluid, according to the utility model, the guide tube is made of a conical mesh with a mesh size of 100 microns. and forms a concentric gap between the lower part of the grid and the wall of the bowl-shaped chamber, and the cone-shaped screw nozzle is equipped with a two-way spiral.

Эффективность сепарации связана с размером ячеек сетки. Сетка с размером ячеек 100 мк. способствует слиянию мельчайших частиц воды в более крупные. При использовании сетки с меньшим размером ячеек при низких температурах будет происходить замерзание воды на сетке и скорость прохождения жидкости через сетку будет падать, а следовательно, снизится эффект коалесценции.Separation efficiency is related to mesh size. A mesh with a mesh size of 100 microns. helps to merge the smallest particles of water into larger ones. When using a mesh with a smaller mesh size at low temperatures, water will freeze on the mesh and the rate of fluid passage through the mesh will decrease, and therefore, the coalescence effect will decrease.

Размер твердых частиц и жидкости высокой плотности, которые могут проходить через концентрический зазор, обусловлен размером концентрического зазора. Однако проход твердых частиц через этот зазор будет затруднен наличием в этой области потока жидкости, выходящего из сепаратора.The size of the solid particles and high density liquids that can pass through the concentric gap is determined by the size of the concentric gap. However, the passage of solid particles through this gap will be hampered by the presence in this region of a fluid stream exiting the separator.

Двухзаходная спираль позволяет задать поступающей из впускного канала текучей среде высокую скорость ее течения за счет увеличения длины спиралевидных каналов, тем самым увеличить интенсивность отбрасывания твердых частиц и капель текучей среды высокой плотности.A two-way spiral allows you to set the fluid flowing from the inlet channel to a high flow rate by increasing the length of the spiral channels, thereby increasing the rate of rejection of solid particles and droplets of high density fluid.

Устройство поясняется чертежами. На фиг.1 Общий вид устройства, продольный разрез, фиг.2 Вид сепаратора (направляющая конусообразная сетчатая труба, конусообразная винтовая насадка).The device is illustrated by drawings. Figure 1 General view of the device, a longitudinal section, figure 2 View of the separator (guide cone-shaped mesh pipe, cone-shaped screw nozzle).

Устройство содержит корпус 1, который состоит из центральной части 2, верхней крышки 3 и нижней чашеобразной продольной рабочей камеры 4. В нижней чашеобразной камере 4 установлен сепаратор 5 для изменения направления потока и клапан 6 для слива осадка, а центральная часть 2 снабжена впускным каналом 7 и выпускным отверстием 8, над впускным каналом 7 расположен фильтрующий элемент 9. Сепаратор 5 состоит из подсоединенной к впускному каналу 7 направляющей конусообразной трубы 10, проходящей вдоль оси чашеобразной камеры и находящейся на расстоянии от ее нижней части и расположенной внутри направляющей конусообразной трубы 10 конусообразной винтовой насадки 11, служащей для образования вихревого потока текучей среды. Направляющая конусообразная труба 10 выполнена из сетки, размер ячеек которой составляет 100 мк. и образует концентрический зазор 3-5 мм. между нижней частью сетки и стенкой чашеобразной камеры 4. На поверхности винтовой конусообразной насадки 11 выполнена двухзаходная спираль (расширяющаяся к внешней периферии конусообразной насадки 11) с ребрами 12, и образуя спиралевидные каналы 13 для протока текучей среды к выходным отверстиям 14. Гайка 15 удерживает винтовую конусообразную насадку 11 в конусообразной направляющей трубе 10. Фильтрующий элемент 9 выполнен в виде цилиндра. Вдоль фильтрующего элемента 9 проходит канал 16 и заканчивается в крышке 3. Фильтрующий элемент 9 прижимается к посадочным местам 17 и 18 по торцам, так, чтобы жидкость не смогла протекать мимо фильтрующего элемента 9. Между наружной стенкой фильтрующего элемента 9 и корпусом 1 образована кольцевая полость 19, которая связана с каналом 16. Текучая среда из кольцевой полости 19 в канал 16 проходит через стенки 20, 21 и через материал фильтрующего элемента 9. Нижняя чашеобразная камера 4, центральная часть 2, фильтрующий элемент 9, верхняя крышка 3 и все другие внутренние части топливного фильтра-сепаратора выполнены из некорродирующих материалов.The device comprises a housing 1, which consists of a central part 2, an upper cover 3 and a lower bowl-shaped longitudinal working chamber 4. In the lower bowl-shaped chamber 4, a separator 5 is installed for changing the flow direction and a valve 6 for draining the sediment, and the central part 2 is provided with an inlet channel 7 and an outlet 8, a filter element 9 is located above the inlet channel 7. The separator 5 consists of a cone-shaped pipe guide 10 connected to the inlet channel 7, which extends along the axis of the bowl-shaped chamber and is at a distance and from its lower part and located inside the guide cone-shaped pipe 10 of the cone-shaped screw nozzle 11, which serves to form a vortex fluid flow. The guide cone-shaped pipe 10 is made of a mesh whose mesh size is 100 microns. and forms a concentric gap of 3-5 mm. between the lower part of the grid and the wall of the bowl-shaped chamber 4. On the surface of the helical conical nozzle 11 there is a two-way spiral (expanding to the outer periphery of the conical nozzle 11) with ribs 12, and forming spiral channels 13 for the flow of fluid to the outlet openings 14. The nut 15 holds the screw cone-shaped nozzle 11 in a cone-shaped guide tube 10. The filter element 9 is made in the form of a cylinder. A channel 16 extends along the filter element 9 and ends in the lid 3. The filter element 9 is pressed against the seats 17 and 18 at the ends so that the liquid cannot flow past the filter element 9. An annular cavity is formed between the outer wall of the filter element 9 and the housing 1 19, which is connected with the channel 16. The fluid from the annular cavity 19 into the channel 16 passes through the walls 20, 21 and through the material of the filter element 9. The lower bowl-shaped chamber 4, the central part 2, the filter element 9, the upper cover 3 and all other e interior of the fuel filter separator made of non-corrosive materials.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Текучая среда подается в фильтр-сепаратор через впускной канал 7. Далее она протекает между направляющей конусообразной трубой 10 и винтовой конусообразной насадкой 11 по спиралевидным каналам 13. Учитывая, что размер (ширина) каналов увеличивается к внешней периферии винтовой конусообразной насадки 11, текучая среда приобретает повышенную скорость. Текучая среда протекает по спиралевидным каналам 13 под действием центробежных сил. Двухзаходная спираль позволяет задать поступающей текучей среде высокую скорость течения. Вследствие чего происходит интенсивный процесс отбрасывания твердых частиц и капель текучей среды высокой плотности на внутреннюю стенку сетчатой конусообразной трубы 10. Текучая среда низкой плотности при попадании на стенку сетчатой конусообразной трубы 10 проходит через нее. Твердые частицы и текучая среда высокой плотности после прохождения по спиралевидным каналам 13 оседают на поверхности сетчатой конусообразной трубы 10 и с потоком текучей среды опускаются через выходные отверстия 14 в нижнюю часть чашеобразной камеры 4, причем ответные потоки, выходящие из выходных отверстий 14, оказывают всасывающий эффект. После выхода текучей среды из выходных отверстий 14 она включается в общий постоянно вращающийся поток текучей среды, осуществляемый в нижней части чашеобразной продольной камеры 4. При этом происходит интенсивный процесс сепарации. Твердые частицы и текучая среда высокой плотности в процессе сепарации в нижней части чашеобразной продольной камеры 4 опускаются по стенкам чашеобразной камеры 4 вниз к клапану 6. При этом осуществляется поворот потока текучей среды на 180° вверх. Однако текучая среда на выходе из выходных отверстий 14 не сразу поднимается вверх через концентрический зазор, образованный нижней частью сетки и стенкой чашеобразной камерой, поскольку движение жидкости обусловлено заданными ей в сепараторе траекторией и скоростью движения. Жидкость низкой плотности и часть твердых частиц могут подниматься вверх к фильтрующему элементу 9 через концентрический зазор, образованный нижней частью сетки и стенкой чашеобразной камеры. Размер твердых частиц, которые могут проходить через концентрический зазор, обусловлен его размером 3-5 мм. В фильтрующем элементе 9 удерживаются мелкие частицы грязи, а жидкость более низкой плотности проходит насквозь и далее через канал 16 попадает к выпускному отверстию 8. При перекрытии притока текучей среды и открытия клапана 6 слива частицы грязи и жидкость более высокой плотности попадают в нижнюю чашеобразную камеру 4 и оттуда через клапан 6 слива выводятся наружу. Клапан 6 слива может быть открыт для удаления грязи и осадка даже тогда, когда фильтр-сепаратор находится в действии. Для периодической замены полого цилиндрического фильтрующего элемента 9 необходимо отключать систему.The fluid is supplied to the filter separator through the inlet 7. Next, it flows between the guide cone-shaped pipe 10 and the screw-shaped conical nozzle 11 through the spiral channels 13. Given that the size (width) of the channels increases to the outer periphery of the screw-shaped conical nozzle 11, the fluid acquires increased speed. The fluid flows through the spiral channels 13 under the action of centrifugal forces. A two-way spiral allows you to set the incoming fluid to a high flow rate. As a result, an intensive process of dropping solid particles and droplets of high density fluid onto the inner wall of the mesh cone-shaped pipe 10 occurs. Low-density fluid when it hits the wall of the mesh conical pipe 10 passes through it. After passing through the spiral channels 13, solid particles and high-density fluid settle on the surface of the mesh cone-shaped pipe 10 and with the fluid flow are lowered through the outlet openings 14 into the lower part of the bowl-shaped chamber 4, and the response flows exiting the outlet openings 14 have a suction effect . After the fluid exits the outlet openings 14, it is included in the general constantly rotating fluid flow, which is carried out in the lower part of the bowl-shaped longitudinal chamber 4. An intensive separation process occurs. Solid particles and high density fluid during the separation process in the lower part of the bowl-shaped longitudinal chamber 4 are lowered along the walls of the bowl-shaped chamber 4 down to the valve 6. In this case, the fluid flow is rotated 180 ° upward. However, the fluid at the outlet of the outlet openings 14 does not immediately rise upward through the concentric gap formed by the lower part of the grid and the wall of the bowl-shaped chamber, since the movement of the liquid is caused by the trajectory and speed set in the separator. The low density liquid and part of the solid particles can rise up to the filter element 9 through a concentric gap formed by the lower part of the mesh and the wall of the bowl-shaped chamber. The size of the solid particles that can pass through the concentric gap is determined by its size of 3-5 mm. Small particles of dirt are held in the filter element 9, and a liquid of lower density passes through and then passes through the channel 16 to the outlet 8. When the flow of fluid is blocked and the drain valve 6 is opened, dirt particles and a higher density liquid enter the lower bowl-shaped chamber 4 and from there through the drain valve 6 are discharged out. The drain valve 6 can be opened to remove dirt and sediment even when the filter separator is in operation. For periodic replacement of the hollow cylindrical filter element 9, you must turn off the system.

Таким образом, устройство топливного фильтра-сепаратора позволяет достигать высокого качества сепарации при большой объемной подаче топлива, проходящего через устройство. Кроме того, фильтр-сепаратор малогабаритен, надежен, прост в конструкции, удобен в эксплуатации.Thus, the device of the fuel filter separator allows to achieve high quality separation with a large volumetric flow of fuel passing through the device. In addition, the filter separator is small-sized, reliable, simple in design, easy to operate.

Claims

A fuel filter separator comprising a housing with an inlet and an outlet, a top cover, a bowl-shaped longitudinal working chamber with a separator and a valve for draining sediment, a filter element mounted in the central part of the housing above the inlet channel, wherein the separator is attached to the inlet channel of the housing, consists of a cone-shaped guide pipe extending along the working chamber and located at a distance from its lower part and located inside it a screw cone-shaped nozzle with outlet openings for fluid, characterized in that the cone-shaped guide tube is made of a mesh with a mesh size of 100 μm and forms a concentric gap between the lower part of the mesh and the wall of the bowl-shaped chamber, and the helical conical nozzle is provided with a two-way spiral.