RU2396103C1

RU2396103C1 - Cartridge filter

Info

Publication number: RU2396103C1
Application number: RU2009110670/15A
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Васильев (RU); Александр Алексеевич Васильев; Иван Александрович Васильев (RU); Иван Александрович Васильев
Original assignee: Александр Алексеевич Васильев
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2009-03-23
Publication date: 2010-08-10

Abstract

FIELD: process engineering. ^ SUBSTANCE: invention relates to device intended for filtration of neutral and aggressive fluid of mechanical impurities, particularly to cartridge filters and can be used for micro filtration in all industrial branches wherein high-efficiency cleaning of fluids and gases from dispersed particles is required. Proposed filter comprises housing divided by tube plate into top and bottom chambers, filtration vertical cartridges with protective cases with their open ends secured in tube plate and branch pipes with gates. Said protective cases are arranged in top chamber that makes an initial fluid chamber, and made from tight material with open, top and bottom ends jointed to tube plate and filtration cartridge open top ends, respectively. Filtration cartridge bottom open ends are jointed to tube plate made from permeable material and located below outlet branch pipe to separate lower, purified fluid, chamber from lower part of initial fluid chamber communicated with its lower part via inner hollow cylindrical channels of filtration cartridges. ^ EFFECT: higher efficiency, ease of manufacture. ^ 1 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 и газовых 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 and gas media from dispersed particles is required.

Известен патронный фильтр (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.A cartridge filter is known (USSR author's certificate No. 1274724, B01D 27/06, 07/05/1984), comprising a housing divided by the height of the cartridge grate into a source fluid chamber having a tangentially located inlet pipe, and a purified fluid chamber with the cartridge located in it on the cartridge grate the filtering elements, the filter is equipped with a guide element located in the chamber of the initial liquid, made in the form of a reverse truncated cone with a spiral adjacent the upper edge to the outer surface of the truncated cone, connected connected with a cartridge grill, and the spiral is connected to the housing by means of a detachable connection.

Недостатком аналога 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 analogue is 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.

Известен также патронный фильтр (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 фильтрующие элементы, разделительную перегородку, соединенную стягивающим стержнем с прижимным устройством, воздействующим на фильтрующие 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.Also known is a cartridge filter (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 body in which the filter elements are concentrically arranged, a dividing wall connected by a tightening rod with a pressing 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 the end Grooves are made thrice and ring seals are installed in them, a removable cylindrical body and the bottom contain conical flanges made with the same angle of inclination equal to the angle of inclination of the bevels of the dividing wall, and filter elements are made with pore sizes increasing from the center to the periphery.

Недостатком аналога является невысокая эффективность фильтра, т.к. из-за отсутствия гидродинамического эффекта 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 a hydrodynamic effect, it becomes clogged with large and small particles, which shortens the life of the filter elements, and cleaning the filter elements requires disassembly.

Известен также патронный фильтр (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.Also known is a cartridge filter (RF patent No. 2050928, B01D 27/04, 1995.12.27) for cleaning liquids, comprising a vertical housing with a bottom and a removable cover, inlet and outlet pipes and a cylindrical filter element mounted along the axis of the housing, made for example from 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 the lid and the upper portion of the filter element, wherein the feed pipe is connected to the bottom and to the cover outlet.

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.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является патронный фильтр (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.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is a cartridge filter (RF patent No. 2058802, B01D 27/00, 1996.04.27) containing a housing divided by a tube plate into the upper and lower chambers, filtering cartridges with protective cases, fixed with open ends in the tube plate and installed vertically in the lower chamber, and nozzles with valves, the protective cases made of openly porous elastic material and equipped with perforated clips of hard material, and the upper and lower sleep chambers They are supplied with two additional nozzles with valves.

Недостатком прототипа является невысокая эффективность работы фильтра, связанная с ограничением рабочей поверхности и равномерным загрязнением фильтрующих элементов и сложностью их очистки.The disadvantage of the prototype is the low efficiency of the filter associated with the limitation of the working surface and uniform pollution of the filter elements and the difficulty of cleaning them.

Задача изобретения - повышение эффективности работы фильтра за счет увеличения рабочей поверхности фильтрующих элементов и концентрации загрязнений в одном месте, повышение технологичности изготовления фильтрующих элементов.The objective of the invention is to increase the efficiency of the filter by increasing the working surface of the filter elements and the concentration of contaminants in one place, increasing the manufacturability of the manufacture of filter elements.

Поставленная задача достигается тем, что в патронном фильтре, содержащем корпус, разделенный трубной доской на верхнюю и нижнюю камеры, фильтрующие патроны с защитными футлярами, закрепленные открытыми концами в трубной доске и установленные вертикально, патрубки с задвижками, в отличие от прототипа защитные футляры расположены в верхней камере, являющейся камерой исходной жидкости, выполнены из герметичного материала с открытыми концами, как нижними, скрепленными с трубной доской, так и верхними, скрепленными с верхними открытыми концами фильтрующих патронов, нижние открытые концы которых соединены со второй трубной доской, выполненной из проницаемого материала, расположенной ниже выходного патрубка и отделяющей нижнюю камеру, являющуюся камерой очищенной жидкости, от нижней части верхней камеры исходной жидкости, которая соединена с ее нижней частью с помощью внутренних полых цилиндрических каналов фильтрующих патронов.The task is achieved in that in the cartridge filter, 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, nozzles with valves, unlike the prototype protective cases are located in the upper chamber, which is the chamber of the initial liquid, is made of sealed material with open ends, both lower, fastened to the tube plate, and upper, fastened to the upper open ends filtering cartridges, the lower open ends of which are connected to a second tube plate made of a permeable material located below the outlet pipe and separating the lower chamber, which is the chamber of the purified liquid, from the lower part of the upper chamber of the original liquid, which is connected to its lower part by internal hollow cylindrical channels of filter cartridges.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид патронного фильтра.The invention is illustrated in the drawing, which shows a General view of the cartridge filter.

Патронный фильтр содержит входной 1 и выходной 2 патрубки с задвижками (условно не показаны), корпус 3, разделенный первой трубной доской 4 на камеры: верхнюю - исходной жидкости 5, соединенную с помощью внутренних полых цилиндрических каналов фильтрующих патронов 6 с ее нижней частью 7, и нижнюю - очищенной жидкости 8. Фильтрующие патроны 6 верхними открытыми концами прикреплены к верхним открытым концам защитных футляров 9. Защитные футляры 9 выполнены из герметичного материала, расположены в верхней камере 5 и нижними открытыми концами прикреплены к трубной доске 4. Нижние открытые концы фильтрующих патронов 6 прикреплены ко второй трубной доске 10, выполненной из проницаемого материала, расположенной ниже выходного патрубка 2 и отделяющей нижнюю камеру, являющуюся камерой очищенной жидкости 8, от нижней части 7 верхней камеры исходной жидкости 5. Верхняя камера 5 и ее нижняя часть 7 соединяются через полые цилиндрические каналы фильтрующих патронов 6, поскольку фильтрующие патроны 6 выполнены с открытыми верхними и нижними концами.The cartridge filter contains an inlet 1 and an outlet 2 nozzles with gate valves (not shown conditionally), a housing 3 divided by a first tube plate 4 into chambers: the upper one is a source fluid 5 connected by means of internal hollow cylindrical channels of the filtering cartridges 6 with its lower part 7, and the bottom - of the purified liquid 8. Filter cartridges 6 with upper open ends attached to the upper open ends of the protective cases 9. The protective cases 9 are made of sealed material, are located in the upper chamber 5 and the lower open ends are closed len to the tube plate 4. The lower open ends of the filter cartridges 6 are attached to the second tube plate 10 made of a permeable material located below the outlet pipe 2 and separating the lower chamber, which is the chamber of the purified liquid 8, from the lower part 7 of the upper chamber of the original liquid 5. The upper chamber 5 and its lower part 7 are connected through the hollow cylindrical channels of the filtering cartridges 6, since the filtering cartridges 6 are made with open upper and lower ends.

Патронный фильтр работает следующим образом. Исходная жидкость по патрубку 1 попадает в корпус 3 и направляется трубной доской 4 в верхнюю камеру исходной жидкости 5. Движение исходной жидкости по внутренним цилиндрическим каналам фильтрующих патронов 6 происходит под действием разности перепадов давления между элементарными объемами жидкости в верхней и нижней части рабочего объема фильтрующего патрона 6 в направлении от его верхних открытых концов к его нижним открытым концам (вектор скорости движения жидкости направлен вдоль образующей поверхности сверху вниз). Процесс очистки жидкости характеризуется ее перемещением из верхней камеры 5 и ее нижней части 7 через проницаемые поверхности фильтрующего патрона 6 и второй трубной доски 10 в нижнюю камеру очищенной жидкости 8. В этом случае вектор скорости движения жидкости направлен перпендикулярно к цилиндрической образующей проницаемой поверхности фильтрующего патрона 6 и к проницаемой поверхности второй трубной доски 10 в сторону нижней камеры очищенной жидкости 8. При этом механические загрязнения оседают на внутренних проницаемых поверхностях фильтрующих патронов 6, но перемещаются потоком исходной жидкости в нижнюю часть 7 верхней камеры исходной жидкости 5. Таким образом происходит очистка рабочих поверхностей фильтрующих патронов 6 во время работы фильтра за счет перемещения загрязнений и их концентрации в нижней части 7 верхней камеры исходной жидкости 5.The cartridge filter operates as follows. The source fluid through the pipe 1 enters the housing 3 and is directed by the tube plate 4 into the upper chamber of the source fluid 5. The movement of the source fluid through the inner cylindrical channels of the filter cartridges 6 occurs under the influence of the difference in pressure drops between the elementary volumes of fluid in the upper and lower parts of the working volume of the filter cartridge 6 in the direction from its upper open ends to its lower open ends (the fluid velocity vector is directed along the generatrix surface from top to bottom). The liquid cleaning process is characterized by its movement from the upper chamber 5 and its lower part 7 through the permeable surfaces of the filter cartridge 6 and the second tube plate 10 into the lower chamber of the purified liquid 8. In this case, the fluid velocity vector is directed perpendicular to the cylindrical generatrix of the permeable surface of the filter cartridge 6 and to the permeable surface of the second tube plate 10 towards the lower chamber of the purified liquid 8. In this case, mechanical impurities settle on the internal permeable surfaces This filter cartridges 6, but the initial fluid flow move to the lower part 7 of the upper chamber 5. The source liquid thus cleans the working surfaces of the filter cartridges of the filter 6 during operation by moving the impurities and their concentration in the lower portion 7 of the upper chamber 5, the source liquid.

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить эффективность работы фильтра за счет увеличения рабочей поверхности фильтрующих элементов и концентрации загрязнений в одном месте, а также повысить технологичность изготовления фильтрующих элементов и увеличить продолжительность работы фильтра между профилактическими мероприятиями по очистки фильтрующих патронов и удалению загрязнений.So, the claimed invention allows to increase the efficiency of the filter by increasing the working surface of the filter elements and the concentration of contaminants in one place, as well as to improve the manufacturability of the manufacture of filter elements and increase the duration of the filter between preventive measures for cleaning the filter cartridges and removing contaminants.

Claims

A cartridge filter 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, nozzles with valves, characterized in that the protective cases are located in the upper chamber, which is the source fluid chamber are made of sealed material with open ends, both lower, fastened to the tube plate, and upper, fastened to the upper open ends of the filter cartridges, lower open gical which are connected to a second tubesheet formed of a permeable material located below the outlet and separates a lower chamber, which is a camera purified liquid from the bottom of the upper chamber a source liquid, which is connected to the lower part via the internal hollow cylindrical channel of the filter cartridges.