Фільтр для очищення рідин

Винахід належить до фільтрування, а саме до фільтрів для очищення рідин від механічних домішок і може використовува тись при очищенні технічної води, мастильно-охолоджуючих рідин, нафтопродуктів та інши х рідин у самих різних галузях виробництва. Найбільш близьким за технічною суттю є відомий фільтр для очищення рідин, який складається з корпуса, вхідного та ви хідного патрубків, бункера зі зливною пробкою та встановленого в корпусі з можливістю обертання фільтруючого елемента у вигляді полого циліндру з проникною бічною поверхнею. (Авт. свид, СССР № 1389815, кл. B01D 33/02, 27/12, 23.04.1988 р., бюл. №15). Вада відомого фільтра в тому, що при обертанні фільтруючого елемента, крізь який протікає рідина, що очищується, утворюються значні гідродинамічні втрати, які виявляються у вигляді великого перепаду тисків рідини на вході та на виході з фільтру. Збільшення частоти обертання фільтруючого елемента веде до підвищення тонкості очищення рідини та покращення умов саморегенерації фільтруючої поверхні за рахунок змиву часток забруднень. Одночасно з цим різко збільшується падіння тиску на фільтрі відомої конструкції. Це призводить до значного обмеження галузі застосування фільтра. Причиною утворення значних гідродинамічних втрат за умов, що є характерними для відомого фільтру, є завихреність потоку рідини усередині обертового циліндру з проникною бічною поверхнею. Величина вихрових втрат пропорційна сумарній інтенсивності завихреності. Механізмом зростання завихреності є подання у внутрішню порожнину фільтруючого елемента потоку, закрученого бічною поверхнею, що обертається. Ме ханізмом, що перешкоджає зростанню інтенсивності завихреності, є дисипація за рахунок в'язкості рідини. Сталий рівень сумарної інтенсивності завихреності утворюється при досягненні балансу між цими двома чинниками. Важливим є те, що механізм в'язкої дисипації діє у вихорах самих малих масштабів, а масштаб ви хорів, які генеруються при проходженні рідини крізь обертову бічну поверхню фільтруючого елемента визначається характерним розміром області завихреної течії усередині полого циліндра. Для фільтра відомої конструкції за такий характерний розмір може бути прийнятий внутрішній діаметр фільтруючого елемента. Цей розмір забагато більшій за масштаби, в яких проявляється механізм в'язкої дисипації завихреності. Таким чином, чим меншім є характерний розмір області, в якій формується завихрена течія рідини, та більшою є в'язкість самої рідини за інших рівних умов, тим скоріше за рахунок в'язкої дисипації зупиниться початкове зростання сумарної завихреності, тим нижчими в кінцевому рахунку будуть ви хрові втрати напору у потоці. Ці висновки узгоджуються як з новими теоретичними даними, так і з досвідом застосування фільтрів з обертовим фільтруючим елементом. Технічним завданням винаходу є удосконалення конструкції фільтра для очищення рідин, при якому завдяки новому конструктивному елементу досягається значне зменшення гідродинамічних втрат у потоці рідини, що очищується. Поставлене завдання вирішується тим, що у фільтрі для очищення рідин, який містить корпус, вхідний та вихідний патрубки, бункер зі зливною пробкою та встановлений в корпусі з можливістю обертання фільтруючий елемент з проникною циліндричною бічною поверхнею, згідно з винаходом усередині фільтруючого елемента встановлена нерухома вставка, вн утрішня порожнина якої сполучається з вихідним патрубком, а проникна бічна поверхня утворює з вн утрішньою поверхнею фільтруючого елемента малий зазор. На фіг. 1 показана конструктивна схема пропонованого фільтра для очищення рідин. Фільтр складається з корпусу 1, вхідного патрубка 2 для підведення рідини, що очищається, вихідного патрубка 3 для відводу очи щеної рідини, бункера 4 зі зливною пробкою 5, встановленого в корпусі 1 з можливістю обертання фільтруючого елемента 6 з проникною циліндричною бічною поверхнею та нерухомої вставки 7 з проникною бічною поверхнею, яка встановлена таким чином, що між її зовнішньою поверхнею та внутрішньою поверхнею фільтруючого елемента утворюється малий зазор. Фільтр для очищення рідин працює у такий спосіб. Рідина, що підлягає очищенню крізь вхідний патрубок 2 подається усередину корпусу 1. Фільтруючий елемент 6 приводиться до обертання або за допомогою зовнішнього приводу (на схемі не показаний), або за рахунок самого потоку рідини. Рідина проходить крізь проникну поверхню фільтруючого елемента 6 у зазор між фільтруючим елементом 6 і нерухомою вставкою 7. При цьому відбувається очищення рідини від механічних домішок. Далі очищена рідина крізь проникну бічну поверхню нерухомої вставки 7 проходить у її внутрішню порожнину і через вихідний патрубок 3 відводиться з фільтру. При обертанні фільтруючого елемента утворюється відносний рух фільтруючої поверхні та рідини, внаслідок якого виникає гідродинамічний ефект. Цей ефект проявляється у постійному змиванні часток забруднень з фільтруючої поверхні, а також у тому, що частки мають при наближенні до фільтруючого елемента складову швидкості у напрямку дотичної до її поверхні. При таких умовах крізь фільтруючу поверхню не проходять частки, розмір яких істотно менший за розмір її пор (чарунок). Затримані частки поступово осідають у бункері 4, звідки видаляються крізь пробку 5. Розмір вихорів у потоці рідини в зазорі між обертовим фільтруючим елементом 6 та нерухомою вставкою 7 не перевищує висоти самого зазору, тому механізм в'язкої дисипації швидко зупиняє зростання сумарної інтенсивності завихреності. Усередину нерухомої вставки крізь її бічну поверхню подається вже не закручений потік, тому гідродинамічні втрати в цій порожнині малі. Отже розміщення усередині обертового фільтруючого елемента нерухомої вставки з малим зазором між їхніми проникними поверхнями зводить до мінімуму вихрові втрати напору рідини, а в підсумку, гідродинамічний опір фільтра. Підтвердженням ефективності запропонованого технічного рішення є результати порівняння перепаду тисків на вході та виході з фільтру тієї конструкції, що розглядається, без нерухомої вставки та з нею. Дані отримані для фільтруючого елемента з довжиною 120мм і внутрішнім діаметром 80мм, а також висотою зазору між фільтруючим елементом і нерухомою вставкою - 0,5мм. Витрата рідини складала 30л/хвил. Перепад тисків вимірювався манометрами з ціною ділень 10кПа. Дані зведені у табл. 1. Таблиця 1 № 1. 2. 3. 4. Частота обертання Перепад тисків на фільтруючого фільтрі, кПа елемента, об/хвил. Без вставки Зі вставкою 500 50 5 1000 120 6 2000 280 20 3000 380 30 Наведені результати показують, що завдяки використанню нерухомої вставки з проникною бічною поверхнею гідродинамічний опір фільтра зменшується більш ніж в десять разів. Таким чином, запропоновані відмітні ознаки спільно з відомими ознаками конструкції фільтра для очищення рідин забезпечують суттєве зниження гідродинамічних втрат у потоці рідини, що очищується.