Проточний пристрій для фільтрування плинних середовищ

1. Проточний пристрій для фільтрування плинних середовищ, що містить порожнистий циліндричний корпус з коаксіальними напірною і зливною секціями, які розділені перфорованою перегородкою у вигляді круглої шайби, що має центральний отвір і щонайменше один ряд концентричних відносно геометричної осі корпусу і розташованих на практично однакових кутових відстанях периферійних отворів, який відрізняється тим, що напірна секція оснащена вхідним конусоподібним конфузором, вихідний отвір якого розташований над зазначеною шайбою і має діаметр менше діаметра кола, на якому розташовані геометричні центри найближчого до геометричної осі корпусу ряду периферійних отворів. 2. Проточний пристрій для фільтрування плинних середовищ за п. 1, який відрізняється тим, що стінка зазначеного конфузора має з внутрішньої сторони щонайменше однозахідну рельєфну спіральну напрямну потоку, подаваного на фільтрування плинного середовища. 3. Проточний пристрій для фільтрування плинних середовищ за п. 2, який відрізняється тим, що U 2 58040 1 3 Наприклад, відомий придатний для регенерації промивкою проточний фільтр для очищення води (див. «Политехнический словарь», М.: «Советская энциклопедия», 1976, с. 531). Він має нероз'ємний протягом кожної кампанії експлуатації порожнистий циліндричний корпус, який закритий з торців сфероїдальними кришкою і днищем і розділений перфорованою по всій площі перегородкою на напірну і зливну секції. Для підключення до джерела призначеного на фільтрування плинного середовища, приймача фільтрату, джерела промивної рідини для регенерації фільтрувального матеріалу і магістралі для зливу утвореної під час промивки суспензії в каналізацію фільтр оснащений громіздкою трубопровідною обв'язкою. Фахівцю зрозуміло, що така складна конструкція пристрою для фільтрування утрудняє його виготовлення і технічне обслуговування (особливо при експлуатації в лабораторних і домашніх умовах). Найближчим аналогом запропонованої далі корисної моделі по технічній суті є раніше запатентований проточний фільтр плинних середовищ (див. UA 42935 U). Він має роз'ємний порожнистий циліндричний корпус, відкриті торці якого служать засобами для підключення до джерела призначеного на фільтрування плинного середовища і приймача фільтрату. Корпус розділений перфорованою перегородкою на коаксіальні напірну і зливну секції. Ця перегородка виконана у вигляді круглої змінної шайби, яка вставлена між зазначеними секціями і має щонайменше один ряд концентричних відносно геометричної осі корпусу і розташованих на практично однакових кутових відстанях периферійних отворів. Практика застосування такого фільтру показала, що він ефективний лише при відділенні тонкодисперсних механічних домішок за допомогою укладеного на зазначену перегородку шару фільтрувального матеріалу. Проте багато плинних середовищ повинні бути очищені лише від грубодисперсних домішок. Наприклад, соки домашнього приготування (типу «фреш») містять подрібнену плодову м'якоть, яку бажано залишити у фільтраті, і обривки плодових оболонок, які повинні бути відфільтровані. При використанні фільтрувальних матеріалів такі домішки блокують їх поверхню. Мало того, вони здатні блокувати навіть порівняно великі (діаметром декілька міліметрів) отвори в перфорованій перегородці, якщо її безпосередньо використовують для фільтрування. Відповідно, процес доводиться часто переривати для розбирання фільтру, очищення фільтрувальної поверхні і зворотного збирання. В основу корисної моделі покладена задача шляхом зміни конструкції створити проточний пристрій, придатний для тривалого безупинного фільтрування плинних середовищ з грубодисперсними домішками безпосередньо через перфоровану перегородку. Поставлена задача вирішена тим, що в проточному пристрої для фільтрування плинних середовищ, що містить порожнистий циліндричний корпус з коаксіальними напірною і зливною секці 58040 4 ями, які розділені перфорованою перегородкою у вигляді круглої шайби, що має центральний отвір і щонайменше один ряд концентричних відносно геометричної осі корпусу і розташованих на практично однакових кутових відстанях периферійних отворів, згідно з винахідницьким задумом напірна секція оснащена вхідним конусоподібним конфузором, вихідний отвір якого розташований над зазначеною шайбою і має діаметр менше діаметра кола, на якому розташовані геометричні центри найближчого до геометричної осі корпусу ряду периферійних отворів. Збільшення напору, яке забезпечує конфузор, приводить до турбулізації потоку подаваного на фільтрування плинного середовища над перфорованою перегородкою і скиданню осідаючих грубодисперсних частинок з отворів. Це дозволяє тривало безупинно фільтрувати плинні середовища з грубодисперсними домішками безпосередньо через перфоровану перегородку. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що стінка зазначеного конфузора має з внутрішньої сторони щонайменше однозахідну рельєфну спіральну напрямну потоку подаваного на фільтрування плинного середовища. Закручування потоку, що досягається таким чином, збільшує зазначений вище технічний результат. Друга додаткова відмінність полягає в тому, що рельєфна спіральна напрямна виконана тризахідною. Така форма достатньо технологічна і забезпечує практично максимальне закручування потоку. Третя додаткова відмінність полягає в тому, що зливна секція оснащена додатковою перегородкою з центральним отвором, яка в робочому положенні жорстко закріплена усередині корпусу, і щонайменше двоступінчатим розсікачем фільтрату, який встановлений нижче за цю додаткову перегородку. Це дозволяє отримати додатковий технічний результат у вигляді аерації фільтрату (і, отже, його насичення киснем), що може виявитися корисним при фільтруванні соків «фреш». Четверта додаткова відмінність полягає в тому, що стінка зазначеного конфузора має з внутрішньої сторони тризахідну рельєфну спіральну напрямну потоку подаваного на фільтрування плинного середовища, зливна секція оснащена додатковою перегородкою з центральним отвором, яка в робочому положенні жорстко закріплена усередині корпусу, і щонайменше двоступінчатим розсікачем фільтрату, який встановлений нижче за цю додаткову перегородку і виконаний в кожному ступені у вигляді щонайменше трьох радіально орієнтованих і розташованих на практично однакових кутових відстанях лотків, при цьому довжина лотків кожного чергового ступеня більше довжини лотків попереднього ступеня і лотки кожного чергового ступеня розташовані з кутовим зсувом відносно лотків попереднього ступеня. Така форма виконання запропонованого пристрою забезпечує всі вищезгадані переваги. Далі суть корисної моделі пояснюється докладним описом конструкції і роботи проточного пристрою для фільтрування плинних середовищ з посиланнями на креслення, де зображені на: 5 фіг.1 - переважний варіант проточного пристрою в робочому положенні (аксонометрична проекція з частковим вирізом); фіг.2 - переважний варіант проточного пристрою в транспортному положенні (подовжній розріз вертикальною площиною, що проходить через вісь симетрії). Найкращі варіанти втілення винахідницького задуму. Запропонований проточний пристрій для фільтрування плинних середовищ обов'язково містить (див. фіг.1): порожнистий циліндричний корпус 1, що має коаксіально розташовані одна під іншою напірну секцію 2 і зливну секцію 3; перфоровану перегородку у вигляді круглої шайби 4, що має не позначені особливо центральний отвір і щонайменше один ряд концентричних відносно геометричної осі корпусу 1 і розташованих на практично однакових кутових відстанях периферійних отворів; і вхідний конусоподібний конфузор 5, розміщений усередині напірної секції 2 таким чином, що його вихідний отвір розташований над шайбою 4 і має діаметр менше діаметра кола, на якому розташовані геометричні центри найближчого до геометричної осі корпусу 1 ряду периферійних отворів. Ці деталі повинні бути виготовлені з матеріалів, інертних відносно подаваних на фільтрування плинних середовищ. Ними можуть бути неіржавіюча сталь для столового посуду, мідь, латунь або бронза з антикорозійним (переважно неферомагнітним) покриттям, кераміка типу фарфору, небитке скло або тугоплавкий термопластичний полімер (поліпропілен, полікарбонат, поліформальдегід й ін.). В пристроях, що використовуються тільки як фільтри грубодисперсних частинок, корпус 1 виконаний у вигляді цілісної трубки, в яку запресована незмінна шайба 4, як показано на фіг.1. Проте в пристроях, що використовуються для досліджень, корпус 1 може бути роз'ємним і має набір змінних шайб 4, що затискаються між частинами корпусу 1. Перфорована перегородка у вигляді круглої шайби 4 зазвичай служить самостійним фільтруючим елементом для відділення грубодисперсних домішок від фільтрованого плинного середовища. Проте в окремих випадках не виключено використання шайби 4 як опори для укладання щонайменше одного шару не показаного особливо відповідного пористого фільтрувального матеріалу. Стінка конфузора 5 зазвичай має з внутрішньої сторони щонайменше однозахідну (а переважно тризахідну) рельєфну спіральну напрямну 6 потоку подаваного на фільтрування плинного середовища. Як правило, ця напрямна 6 має вид виготовленого накаткою або різанням виступу (або виступів при числі заходів більш одного). Проте не виключено використання напрямної 6 у вигляді канавки (або канавок). Бажано, щоб зливна секція 3 була оснащена додатковою перегородкою 7 з центральним отвором, яка в робочому положенні жорстко закріплена усередині корпусу 1, і щонайменше двоступінча 58040 6 тим (а переважно триступінчатим і більш) розсікачем 8 фільтрату, який встановлений на денці 9 зливної секції 3 нижче за цю додаткову перегородку 7. Зазначений розсікач 8 в кожному ступені виконаний, як правило, у вигляді щонайменше трьох радіально орієнтованих і розташованих на практично однакових кутових відстанях не позначених особливо лотків, при цьому довжина лотків кожного чергового ступеня більше довжини лотків попереднього ступеня і лотки кожного чергового ступеня розташовані з кутовим зсувом відносно лотків попереднього ступеня. Зокрема, кожний ступінь розсікача 8 має три лотки, які рознесені на кут 120°, при цьому лотки сусідніх ступенів схрещуються під кутами 60°. Для експериментальних робіт з переважно газоподібними плинними середовищами на вході в напірну секцію 2 корпуса 1 може бути встановлений допоміжний фільтр 10. Проточний пристрій для фільтрування плинних середовищ в транспортному положенні (див. фіг.2) укладений в стакан 11, що закривається кришкою 12. Зазначений стакан 11 може бути також використаний як тара для збору порцій фільтрату. Для експериментів по перевірці гіпотези про існування не з'ясованих феноменів використовують шайбу 4 в тому вигляді, як вона розкрита в описі і кресленнях корисної моделі згідно патенту UА 42935U. Описаний пристрій експлуатують таким чином. Перед звичайним фільтруванням знімають кришку 12 і допоміжний фільтр 10 (якщо він є в комплекті). Далі корпус 1 зі всіма закріпленими в ньому деталями або залишають усередині стакана 11 (при фільтруванні невеликих порцій рідини), або витягують із стакана 11 і фіксують на відповідній опорі, під якою розташований зовнішній приймач фільтрату. Фільтроване рідке плинне середовище заливають через відкритий торець в напірну секцію 2 корпуса 1, де потік прискорюється в конфузорі 5 і, якщо він має спіральну напрямну 6, закручується. Прискорене (і закручене) в конфузорі 5 плинне середовище турбулізується при контакті з перфорованою перегородкою у вигляді круглої шайби 4, що дозволяє змивати з отворів осідаючі грубодисперсні частинки. При використанні розсікача 8 фільтрат через отвір усередині додаткової перегородки 7 в зливній секції 3 стікає на денце 9 корпусу 1 тонкими цівками і у контакті з повітрям аерується. Готовий фільтрат через отвір в денці 9 стікає у вибраний приймач (зокрема, в стакан 11). Процес проводять до блокування шайби 4 осадом, після чого фільтрувальну зону очищають і промивають чистою водою. Випробування пристрою з перегородкою у вигляді шайби 4, на яку були нанесені символи, вказані в UA 42935U, на фруктових соках і алкогольних напоях типу бренді з органолептичною оцінкою не фільтрованих рідин і фільтратів дали парадоксальні результати. Люди різного віку і статі відзначали більш м'який і приємний смак у фільт 7 58040 ратів. Цей ефект можна спостерігати в інтервалі від 30 хвилин до декількох годин після фільтрування, а потім він зникає. Запропонований пристрій для фільтрування може бути виготовлений із загальнодоступних ма Комп’ютерна верстка М. Ломалова 8 теріалів з використанням існуючого устаткування для механічної обробки. Готові пристрої залежно від конкретного типорозміру можуть бути використані як в побутових, так і в лабораторних умовах. Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601