RU2352381C1

RU2352381C1 - Cartridge filter

Info

Publication number: RU2352381C1
Application number: RU2007126204/15A
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Васильев (RU); Александр Алексеевич Васильев; Рафаил Кимович Шарипов (RU); Рафаил Кимович Шарипов; Ришат Гусманович Гарифуллин (RU); Ришат Гусманович Гарифуллин
Original assignee: Александр Алексеевич Васильев
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2009-04-20
Also published as: RU2007126204A

Abstract

FIELD: treatment plants.

SUBSTANCE: invention pertains to devices for cleaning neutral and corrosive liquids from mechanical impurities, particularly to cartridge filters, and can be used for microfiltration in all industrial sectors, where fine high quality cleaning of liquid mediums from disperse particles is required. The filter contains a case, divided throughout the height with a grating which has filtering elements fixed on it in the chamber for the initial liquid, which has a tangentially placed inlet nozzle and supplied with a guiding element, made in the form of a reverse frustum of cone, and a chamber of cleaned liquid. The filter is provided with a porous permeable membrane, separating throughout the height the chamber of the initial liquid from the chamber of preliminarily cleaned liquid, in which is placed the filtering element, and the reverse frustum of cone is connected with the porous membrane.

EFFECT: increase in the effectiveness of the working of the filter due to the rotational motion of the liquid flow and increasing the working surface of the filter elements.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки нейтральных и агрессивных жидкостей от механических примесей фильтрованием, в частности к патронным фильтрам, и может быть использовано для микрофильтрации во всех отраслях промышленности, где требуется тонкая высокоэффективная очистка жидких сред от дисперсных частиц.The invention relates to a device for cleaning neutral and aggressive liquids from mechanical impurities by filtration, in particular for cartridge filters, and can be used for microfiltration in all industries where thin highly efficient cleaning of liquid media from dispersed particles is required.

Известен фильтр патронный (патент РФ № 2040306, B01D 27/08; 1995.07.25), содержащий днище с жестко закрепленными патрубками для подвода и отвода жидкости, съемный цилиндрический корпус, в котором концентрично расположены фильтровальные элементы, разделительную перегородку, соединенную стягивающим стержнем с прижимным устройством, воздействующим на фильтровальные элементы, запорное устройство и кольцевые уплотнительные прокладки, при этом разделительная перегородка содержит сходящиеся под углом навстречу друг другу конусные скосы, в которых концентрично выполнены канавки и установлены в них кольцевые уплотнительные прокладки, съемный цилиндрический корпус и днище содержат конусные отбортовки, выполненные с одинаковым углом наклона, равным углу наклона скосов разделительной перегородки, а фильтровальные элементы выполнены с увеличивающимися от центра к периферии размерами пор.Known filter cartridge (RF patent No. 2040306, B01D 27/08; 1995.07.25), containing a bottom with rigidly fixed nozzles for supplying and discharging liquid, a removable cylindrical housing in which the filter elements are concentrically arranged, a dividing wall connected by a pulling rod with a pressure a device acting on the filter elements, the locking device and the annular sealing gaskets, while the dividing wall contains conical bevels converging at an angle towards each other, in which ntrichno grooves and installed therein the annular sealing gasket, a removable cylindrical body and bottom comprise a conical flange formed with the same angle of inclination equal to the angle of inclination of the bevel of the partition wall, and filtering elements are formed with increasing from the center to the periphery of the pore size.

Недостатком аналога является невысокая эффективность фильтра, т.к. из-за отсутствия вращательного движения жидкости он забивается крупными и мелкими частицами, что сокращает срок эксплуатации фильтрующих элементов, а очистка фильтрующих элементов требует его разборки.The disadvantage of the analogue is the low efficiency of the filter, because due to the lack of rotational movement of the liquid, it becomes clogged with large and small particles, which shortens the life of the filter elements, and cleaning the filter elements requires disassembly.

Известен фильтр патронный (патент РФ № 2050928, B01D 27/04, 1995.12.27) для очистки жидкостей, содержащий вертикальный корпус с днищем и съемной крышкой, подводящий и отводящий патрубки и установленный по оси корпуса цилиндрический фильтрующий элемент, выполненный, например, из поливинилформаля, снабженный распределительным элементом, выполненным в виде цилиндрического перфорированного кольца, герметично присоединенного к днищу и нижней части фильтрующего элемента, и гофрированной трубкой из эластичного материала, герметично прикрепленной к крышке и к верхней части фильтрующего элемента, при этом подающий патрубок присоединен к днищу, а отводящий - к крышке.Known cartridge filter (RF patent No. 2050928, B01D 27/04, 1995.12.27) for cleaning liquids, containing a vertical housing with a bottom and a removable cover, inlet and outlet pipes and a cylindrical filter element mounted, for example, made of polyvinyl formal equipped with a distribution element made in the form of a cylindrical perforated ring, hermetically attached to the bottom and bottom of the filter element, and a corrugated tube of elastic material, hermetically attached to the roofs e and the upper portion of the filter element, wherein the feed pipe is connected to the bottom, and outlet - to the cover.

Недостатком аналога является невысокая эффективность фильтра, т.к. вектор скорости потока жидкости направлен перпендикулярно поверхности фильтрующих элементов.The disadvantage of the analogue is the low efficiency of the filter, because the fluid flow velocity vector is directed perpendicular to the surface of the filter elements.

Известен фильтр патронный (патент РФ № 2058802, B01D 27/00. 1996.04.27), содержащий корпус, разделенный трубной доской на верхнюю и нижнюю камеры, фильтрующие патроны с защитными футлярами, закрепленные открытыми концами в трубной доске и установленные вертикально в нижней камере, и патрубки с задвижками, причем защитные футляры выполнены из открыто пористого эластичного материала и снабжены перфорированными обоймами из жесткого материала, а верхняя и нижняя камеры снабжены двумя дополнительными патрубками с задвижками.Known filter cartridge (RF patent No. 2058802, B01D 27/00. 1996.04.27), comprising a housing divided by a tube plate into the upper and lower chambers, filter cartridges with protective cases, fixed with open ends in the tube plate and mounted vertically in the lower chamber, and nozzles with gate valves, the protective cases being made of openly porous elastic material and provided with perforated clips of rigid material, and the upper and lower chambers are equipped with two additional nozzles with gate valves.

Недостатком аналога является невысокая эффективность работы фильтра, сложность конструкции и эксплуатации.The disadvantage of the analogue is the low efficiency of the filter, the complexity of the design and operation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является фильтр патронный (авторское свидетельство СССР № 1274724, B01D 27/06, 05.07.1984), содержащий корпус, разделенный по высоте патронной решеткой на камеру исходной жидкости, имеющую тангенциально расположенный входной патрубок, и камеру очищенной жидкости с размещенными в ней на патронной решетке фильтрующими элементами, при этом фильтр снабжен размещенным в камере исходной жидкости направляющим элементом, выполненным в виде обратного усеченного конуса со спиралью, примыкающей верхней кромкой к наружной поверхности усеченного конуса, соединенного с патронной решеткой, а спираль соединена с корпусом посредством разъемного соединения.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is a cartridge filter (USSR author's certificate No. 1274724, B01D 27/06, 07/05/1984) containing a housing divided by the height of the cartridge grill into the source fluid chamber having a tangentially located inlet pipe, and the chamber of the purified liquid with filter elements located in it on the cartridge grill, while the filter is equipped with a guide element placed in the chamber of the initial liquid, made in the form of an inverse truncated cone from the back alyu adjacent the upper edge of the outer surface of a truncated cone connected to the cartridge lattice, spiral and connected to the housing by means of a releasable connection.

Недостатком прототипа также является невысокая эффективность работы фильтра, высокое падение гидравлического сопротивления на фильтре, связанное с ограничением рабочей поверхности фильтрующих элементов и конструкцией фильтров.The disadvantage of the prototype is also the low efficiency of the filter, a high drop in hydraulic resistance on the filter due to the limitation of the working surface of the filter elements and the design of the filters.

Задача изобретения - повышение эффективности работы фильтра за счет обеспечения вращательного движения потока жидкости и увеличения рабочей поверхности фильтрующих элементов.The objective of the invention is to increase the efficiency of the filter by providing rotational movement of the fluid flow and increasing the working surface of the filter elements.

Поставленная задача достигается тем, что в фильтре патронном, содержащем корпус, разделенный по высоте патронной решеткой, с закрепленными на ней фильтрующими элементами, на камеру исходной жидкости, имеющую тангенциально расположенный входной патрубок и снабженную направляющим элементом, выполненным в виде обратного усеченного конуса, и камеру очищенной жидкости, в отличие от прототипа введена пористая проницаемая перегородка, отделяющая по высоте от камеры исходной жидкости камеру предварительно очищенной жидкости, в которой расположены фильтрующие элементы, а обратный усеченный конус соединен с пористой проницаемой перегородкой.This object is achieved by the fact that in the cartridge filter, comprising a housing, divided by the height of the cartridge grill, with filter elements fixed on it, to a source fluid chamber having a tangentially located inlet nozzle and provided with a guide element made in the form of a reverse truncated cone, and a chamber of a purified liquid, in contrast to the prototype, a porous permeable septum is introduced, which separates the chamber of a previously purified liquid in height from the chamber of the initial liquid, in which filter elements are laid, and the reverse truncated cone is connected to a porous permeable septum.

Кроме того, обратный усеченный конус может иметь на внешней поверхности направляющие лопасти.In addition, the reverse truncated cone may have guide vanes on the outer surface.

Существо изобретения поясняется чертежами. На фиг.1 изображен общий вид патронного фильтра, на фиг 2 - патронный фильтр в разрезе.The invention is illustrated by drawings. In Fig.1 shows a General view of the cartridge filter, Fig.2 - cartridge filter in section.

Фильтр патронный содержит камеру исходной жидкости 1, фильтрующие элементы 2, причем камера исходной жидкости 1 имеет тангенциально расположенный входной патрубок 3 и снабжена направляющим элементом 4, выполненным в виде обратного усеченного конуса, расположенного в корпусе 5, в котором также имеется камера очищенной жидкости 6. Пористая проницаемая перегородка 7 отделяет по высоте от камеры исходной жидкости 1 камеру предварительно очищенной жидкости 8, в которой расположены фильтрующие элементы 2, а обратный усеченный конус имеет на внешней поверхности направляющие лопасти 9 и соединен с пористой проницаемой перегородкой 7. Корпус 5 разделен по высоте патронной решеткой 10 с закрепленными на ней фильтрующими элементами 2.The cartridge filter contains a source fluid chamber 1, filter elements 2, wherein the source fluid chamber 1 has a tangentially located inlet pipe 3 and is provided with a guide element 4 made in the form of a reverse truncated cone located in the housing 5, which also has a purified fluid chamber 6. The porous permeable septum 7 separates in height from the chamber of the initial liquid 1 the chamber of the pre-purified liquid 8, in which the filter elements 2 are located, and the inverse truncated cone has an external the surface of the guide vanes 9 and is connected to the porous permeable partition 7. The housing 5 is divided in height by a cartridge grill 10 with filter elements 2 fixed thereon.

Фильтр патронный работает следующим образом. Жидкость, содержащая механические примеси различной степени дисперсности, через входной патрубок 3, расположенный тангенциально корпусу 5, поступает в камеру исходной жидкости 1. Расположение лопаток 9 увеличивает значение тангенциальной составляющей и направляет поток жидкости в нижнюю часть усеченного конуса, которая содержит входное отверстие в камеру предварительно очищенной жидкости 8 через пористую проницаемую перегородку 7, служащую преградой. Жидкость или газ, содержащий более мелкие частицы (менее 100 мкм), поступает через пористую проницаемую перегородку 7 в камеру предварительно очищенной жидкости 8. Далее жидкость проходит через фильтрующие элементы 2 в их внутреннюю полость, которая соединена с камерой очищенной жидкости 6, и поступает в трубопровод очищенной жидкости (на чертеже не показан). Мелкие частицы (мене 100 мкм) задерживаются на внешней поверхности фильтрующих элементов 2. Восстановление работоспособности фильтра патронного после длительной эксплуатации осуществляется его очисткой паром, который подают в полость очищенной жидкости 6 и в полость предварительно очищенной жидкости 8. Пар очищает поры фильтрующих элементов 2 и пористой проницаемой перегородки 7, превращается в воду и перемещает механические примеси в нижнюю часть камеры исходной жидкости 1, откуда далее механические примеси утилизируются.The cartridge filter works as follows. A liquid containing mechanical impurities of varying degrees of dispersion, through the inlet pipe 3, located tangentially to the housing 5, enters the chamber of the original fluid 1. The location of the blades 9 increases the value of the tangential component and directs the fluid flow to the lower part of the truncated cone, which contains the inlet into the chamber previously purified liquid 8 through a porous permeable septum 7, which serves as a barrier. A liquid or gas containing finer particles (less than 100 μm) enters through a porous permeable baffle 7 into the chamber of the pre-purified liquid 8. Next, the liquid passes through the filter elements 2 into their internal cavity, which is connected to the chamber of the purified liquid 6, and enters pipeline of purified liquid (not shown in the drawing). Small particles (less than 100 microns) are trapped on the outer surface of the filter elements 2. The cartridge filter is restored after a long operation by steam cleaning, which is fed into the cavity of the purified liquid 6 and into the cavity of the previously purified liquid 8. The steam cleans the pores of the filter elements 2 and porous permeable septum 7, turns into water and moves the mechanical impurities in the lower part of the chamber of the original liquid 1, from where the mechanical impurities are then disposed of.

Преимуществом также является сокращение времени очистки фильтрующих элементов от механических примесей за счет подачи пара через устройство подачи пара во внутреннюю полость фильтрующих элементов и удаление им взвешенных частиц, сконцентрированных на наружной поверхности фильтрующих элементов 2. При этом взвешенные частицы и крупные частицы собираются в нижней части корпуса 5 (грязевом кармане) и удаляются из корпуса с помощью дренажного патрубка, расположенного в нижней его части.The advantage is also to reduce the time for cleaning filter elements from mechanical impurities by supplying steam through a steam supply device to the inner cavity of the filter elements and removing suspended particles concentrated on the outer surface of the filter elements 2. In this case, suspended particles and large particles are collected in the lower part of the housing 5 (mud pocket) and are removed from the housing with the help of a drainage pipe located in its lower part.

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить эффективность работы фильтра за счет обеспечения вращательного движения потока жидкости и увеличения рабочей поверхности фильтрующих элементов. Ступенчатая очистка жидкости от механических примесей позволяет увеличить примерно в 3-5 раз срок эксплуатации между очистками за счет исключения попадания крупных механических примесей на поверхность фильтрующих элементов.So, the claimed invention allows to increase the efficiency of the filter by providing rotational movement of the fluid flow and increasing the working surface of the filter elements. The stepwise cleaning of the liquid from mechanical impurities makes it possible to increase the operating life between purifications by 3-5 times by eliminating the ingress of large mechanical impurities onto the surface of the filter elements.

Claims

1. Cartridge filter, comprising a housing, divided in height by a cartridge grill with filter elements fixed thereon, to a source fluid chamber having a tangentially located inlet nozzle and provided with a guide element made in the form of a reverse truncated cone, and a purified fluid chamber, characterized in that a porous permeable septum was introduced, which separates the chamber of the pre-purified liquid in which the filter elements are located in height from the chamber of the initial liquid, and the reverse truncated The cone is connected to the porous permeable septum.

2. The cartridge filter according to claim 1, characterized in that the inverse truncated cone has guide vanes on the outer surface.