фильтр для очистки жидкости или газа

Формула изобретения

Фильтр для очистки жидкости или газа, содержащий каркас в виде пружины, трубчатое фильтровальное полотно, надетое на витки пружины по всей ее длине для образования фильтрующей поверхности, пустотелый шток, размещенный коаксиально внутри пружины, неподвижную крышку, прикрепленную в нижней части штока, верхнюю крышку, присоединенную к верхнему торцу пружины и установленную с возможностью осевого перемещения на штоке, отличающийся тем, что пружина для обеспечения регенерации выполнена в виде трубки, равномерно перфорированной по всей длине, и снабжена патрубком подачи промывочной жидкости или продувочного газа.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое техническое решение предназначено для очистки жидкостей или газов от тонкодисперсной фазы и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, горноперерабатывающей, фармакологической и других отраслях промышленности, промышленности строительных материалов и в экологических процессах очистки сточных вод, дымовых газов и вентиляционных выбросов.

Известна конструкция спирального фильтра (авт. св. СССР №899077, кл. В 01 D 29/48, 1982), содержащего спиральный корпус с подводным и отводным патрубками и фильтрующую спираль, выполненную из эластичной, покрытой ворсом трубки, соединенной с источником давления, а выходные штуцера установлены с возможностью их поворота.

В режиме фильтрования внутри трубки создается давление, витки спирали прижимаются друг к другу, уменьшая размер капилляров, образуемых ворсом. В режиме регенерации давление сбрасывается с образованием зазора между витками спирали, что облегчает удаление уловленных частиц.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная степень очистки жидкости или газа от тонкодисперсных частиц из-за малой прочности эластичного материала, кроме того, эластичный материал трубки не выдерживает высоких температур и не позволяет фильтровать горячие жидкости или газы, что уменьшает общую производительность и удорожает стоимость процесса фильтрования, так как требует предварительного охлаждения фильтруемых суспензий или пылей.

Известна конструкция патронного фильтра (авт. св. СССР №1722531, кл. В 01 D 27/00, 1992), содержащая каркас в виде пружины, закрепленный торцовыми крышками, устройство для регенерации, выполненное в виде пустотелого перфорированного штока, на котором неподвижно закреплена нижняя крышка, а верхняя - установлена с возможностью осевого перемещения. На боковой поверхности каркаса размещен фильтровальный материал из трубчатого эластичного полотна.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточное качество очистки жидкости или газа от тонкодисперсных частиц, имеющих размер меньше размера ячеек трубчатого эластичного трикотажного полотна. Кроме того, высокая стоимость и низкая термостойкость эластичного трикотажного полотна, его низкая прочность ограничивают широкое внедрение известного технического решения в производство.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому техническому решению является фильтр для очистки жидкости или газа, содержащий каркас в виде пружины из проволоки, трубчатое фильтровальное полотно, устройство для регенерации, размещенное коаксиально внутри пружины и выполненное в виде пустотелого перфорированного штока, неподвижную крышку, прикрепленную к торцу пружины в нижней части штока и верхнюю крышку, присоединенную к верхнему торцу пружины и установленную с возможностью осевого перемещения на штоке, при этом трубчатое фильтровальное полотно одето на проволоку пружины по всей длине для образования фильтрующей поверхности (Патент РФ №2124920, кл. В 01 D 29/48, 1999 г.).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная производительность известного устройства из-за длительного времени регенерации ячеек трубчатого фильтровального полотна от уловленных мелких частиц дисперсной фазы при обратной промывке или продувке.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение скорости очистки ячеек трубчатого фильтровального полотна при обратной промывке или продувке.

Техническим результатом при осуществлении изобретения является повышение производительности за счет уменьшения времени регенерации трубчатого фильтровального полотна.

Поставленный технический результат достигается тем, что в фильтре для очистки жидкости или газа, содержащем каркас в виде пружины, трубчатое фильтровальное полотно, одетое на витки пружины по всей ее длине для образования фильтрующей поверхности, пустотелый шток, размещенный коаксиально внутри пружины, неподвижную крышку, прикрепленную в нижней части штока, верхнюю крышку, присоединенную к верхнему торцу пружины и установленную с возможностью осевого перемещения на штоке, причем пружина для обеспечения регенерации выполнена в виде трубки, равномерно перфорированной по всей длине, и снабжена патрубком подачи промывочной жидкости или продувочного газа.

Предлагаемая новая конструкция устройства для регенерации позволяет в режиме регенерации при наибольшем расстоянии между верхней и нижней крышками, когда ячейки фильтровального материала находятся в свободном состоянии, уловленные частицы легко отдалять от фильтровального материала, когда поток промывочной жидкости или воздуха, подаваемый по трубке каркаса пружины, выходит в виде струй через перфорации трубки и ячейки фильтровального материала. Это способствует быстрому и в полном объеме удалению тонкодисперсной фазы из ячеек фильтровального материала, уменьшению расхода промывочной жидкости или газа и в конечном итоге уменьшению времени регенерации и росту производительности.

Кроме того, при создании пульсирующих потоков промывочной жидкости или газа в пружине возникают колебания, которые также способствуют быстрой регенерации пор фильтровального материала.

В качестве фильтровального материала могут быть использованы трикотажные трубчатые полотна из натуральных синтетических нитей или сшитые в трубку ткани. Для увеличения термостойкости могут быть применены стеклянные нити или нити из углеродных волокон и мягкой проволоки. Для увеличения фильтрующей поверхности и повышения производительности целесообразно применять ворсовые фильтровальные материалы или многослойные трубчатые полотна.

На чертеже представлена схема фильтра для очистки жидкости и газа. Фильтр состоит из каркаса в виде пружины 1, выполненной из трубки, равномерно перфорированной по всей длине и выполняющей роль устройства для регенерации. К верхнему концу трубки герметично присоединен патрубок 2 для подачи промывочной жидкости или газа, а к нижнему концу трубки, образующей пружинный каркас 1, приварена заглушка 3. Фильтровальный материал 4 из трубчатого полотна надет на перфорированную трубку пружинного каркаса 1 по всей ее длине так, что фильтровальный материал имеет поверхность, образованную пружинным каркасом 1, обвитым фильтровальным материалом 4. Нижняя 5 и верхняя 6 крышки закреплены на торцах пружинного каркаса 1. Внутри пружинного каркаса 1 осесимметрично размещен пустотелый перфорированный шток 7. В нижней части штока 7 установлен патрубок 8 для отвода фильтрата. Нижняя крышка 5 неподвижно соединена со штоком 7, а верхняя крышка 6 установлена на штоке 7 с возможностью осевого перемещения. Верхняя часть штока 7 имеет резьбу, образуя с гайкой 9 винтовую пару. Между гайкой 9 и верхней крышкой 6 установлена шайба 10.

Фильтр для очистки жидкости или газа работает следующим образом.

Гайка 9 закручивается, обеспечивая сжатие пружинного каркаса 1, при минимальном расстоянии между верхней 6 и нижней 5 крышками.

Боковая поверхность трубчатого фильтровального материала 4 сжимается, образуя микропоры, размер которых становится меньше размеров ячеек фильтровального материала 4. Патрубок 8 соединяют с приемником фильтрата. Над наружной поверхностью пружинного каркаса 1 с трубчатым фильтровальным материалом 4 и патрубком 8 создают перепад давления, под действием которого поток жидкости или газа фильтруется снаружи внутрь пружинного каркаса 1, проходя по порам фильтровального материала 4, в которых задерживаются частицы дисперсной фазы. Далее фильтрат через отверстия поступает внутрь пустотелого перфорированного штока 7 и отводится в сборник фильтрата через патрубок 8.

В режиме регенерации гайка 9 отвинчивается, обеспечивая раскрытие витков пружинного каркаса 1. Боковая поверхность трубчатого фильтровального материала 4 переходит в свободное состояние. По патрубку 2 внутрь перфорированной трубки пружинного каркаса 1 подают под давлением промывочную жидкость или продувочный газ, потоки которых выходят через отверстия перфорированной трубки и, попадая в ячейки фильтровального материала 4, выталкивают наружу уловленные частицы дисперсной фазы.

Так как в режиме фильтрования поры фильтровального материала 4 сжаты, то в них улавливаются мелкие частицы дисперсной фазы, при этом размер улавливаемых частиц может легко регулироваться завинчиванием гайки 9. Таким образом, для каждого вида суспензии или пыли и дыма можно подобрать фильтровальный материал 4 и режим завинчивания гайки 9, обеспечивающие необходимую степень очистки жидкости или газа. В режиме регенерации после отвинчивания гайки 9 промывочную жидкость или продувочный газ можно подавать в пульсирующем режиме. В этом случае под действием гидро- или пневмоударов уловленные частицы быстрее и в полной мере будут выбиваться из ячеек фильтровального материала 4, что значительно уменьшает время регенерации ячеек и увеличивает производительность фильтра предлагаемой конструкции.

Таким образом, фильтр для очистки жидкости или газа предлагаемой конструкции позволяет увеличить производительность при заданной степени очистки за счет уменьшения времени регенерации фильтровального материала и удаления из его ячеек мелких частиц дисперсной фазы. Кроме того, снижается расход промывочной жидкости или продувочного газа, особенно при их подаче в пульсирующем режиме, и в целом стоимость процесса регенерации фильтровального материала.