Фільтр гідродинамічний прямоструминний зі шламовіддільником

Реферат: Винахід належить до пристроїв для очищення рідини від твердих частинок (механічних домішок) і може бути використаний в машинобудівній, хімічній, гірничій, металургійній, нафтопереробній і інших галузях промисловості, а також у системах водопостачання комунального господарства. Фільтр гідродинамічний прямоструминний зі шламовіддільником містить корпус з підвідним та відвідним патрубками, у якому розташовані співвісно з ним фільтроелемент, обтічник, завихрювач і шламоуловлювач. При цьому шламоуловлювач розташовано наприкінці фільтроелемента після завихрювача й виконано у вигляді замкнутого витка, з'єднаного з перепускною трубкою, що входить у шламовіддільник. Винахід забезпечує зниження гідравлічного опору, зменшення об'єму зливу рідини, підвищення ефективності очищення та спрощення конструкції. UA 100790 C2 (12) UA 100790 C2 UA 100790 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до пристроїв для очищення рідини від твердих частинок (механічних домішок) і може бути використаний в машинобудівній, хімічній, гірничий, металургійній, нафтопереробній та інших галузях промисловості, а також у системах водопостачання комунального господарства. Відомий гідродинамічний фільтр, що містить корпус з підвідним та відвідним патрубками, розташований між торцями патрубків співвісний корпусу фільтроелемент, а також шламоуловлювач у вигляді бункер-накопичувача, причому порожнина між корпусом фільтра й поверхнею фільтроелемента виконана змінного перерізу, який звужується по ходу руху потоку рідини [А.С. СССР № 869792 В 01 D 27/12, опубл. 07.10.81]. Відомий гідродинамічний фільтр, що містить циліндричний корпус з підвідним та відвідним патрубками, розташований співвісно корпусу фільтроелемент і шламоуловлювач, який закінчується патрубком-дроселем для випуску шламу, а між корпусом і поверхнею фільтроелемента встановлена еластична оболонка, при цьому порожнина між нею й фільтроелементом має змінний перегин, який звужується по ходу руху потоку рідини [А.С. СССР № 1041127 А, В 01 D 27/12, опубл. 15.09.83]. Крім того, відомий гідродинамічний фільтр, який складається з корпуса з підвідним та відвідним патрубками, в якому установлено фільтроелемент у вигляді зрізаного конуса, і шламоуловлювач у вигляді замкненої системи порожнин для руху, збору й зливу шламу. [А.С. СССР № 929157 В 01 D 27/12, опубл. 23.05.82]. Недоліками цих гідродинамічних фільтрів є складний, зворотний рух потоку рідини, що значно підвищує гідравлічний опір фільтра, знижує його перепускну здатність, зменшує якість очищення, ускладнює конструкцію й збільшує габарити. Крім того, шламоуловлювач, представлений у вигляді бункера, має великий об'єм, а кількість рідини, що зливається, досягає 10-20 % від загального об'єму фільтрованої рідини. Найбільш близьким по технічній суті й ефективності є гідродинамічний фільтр, що містить корпус з підвідним та відвідним патрубками, розташований у корпусі співвісно з ним фільтроелемент, а також бункер для приймання осадженого шламу і відвідної дросельної трубки для зливу рідини у ванну або для подальшої регенерації [А.С. СССР № 869103 В 01 D 27/10, опубл. 15.03.84]. Основними недоліками цього гідродинамічного фільтра є зворотнопоточний рух рідини, що значно підвищує гідравлічний опір фільтра, знижує його перепускну здатність, зменшує якість очищення, ускладнює конструкцію й збільшує габарити, а в злив скидається значна кількість рідини через велику площу кільцевого зазору між корпусом і кінцем фільтроелемента. Крім того, шламоуловлювач, представлений у вигляді бункера-накопичувача, має великий об'єм, потоки шламу, що скидаються в нього, роблять турбулізацію осаду й утрудняють його осідання, що суттєво знижує ефективність очищення. Ці недоліки приводять до істотного ускладнення конструкції, підвищують трудомісткість і вартість виготовлення, монтажу й експлуатації фільтра, що негативно позначається на економічних і якісних показниках очищення. В основу винаходу поставлено задачу розробити гідродинамічний фільтр, в якому, завдяки створенню прямоструминного руху рідини, а також нової конструкції шламоуловлювача й шламовіддільника досягається зниження гідравлічного опору, зменшення об'єму зливу пульпи, підвищення ефективності очищення, спрощення конструкції, зменшення розмірів, зниження вартості виготовлення й експлуатації фільтра. Ця задача вирішується тим, що в гідродинамічному фільтрі, який містить корпус з підвідним та відвідним патрубками, у якому розташовані співвісно з ним фільтроелемент, обтічник і завихрювач, після якого розташовано шламоуловлювач, з'єднаний зі шламовіддільником, згідно з винаходом, шламоуловлювач розміщено наприкінці фільтроелементу після завихрювача й виконано у вигляді замкнутого витка, з'єднаного на виході з перепускною трубкою, що входить у шламовіддільник. Доцільно шламовіддільник оснастити циркуляційним обтічником, який своєю внутрішньою порожниною охоплює вихід перепускної трубки й через заспокоювач, встановлений наприкінці порожнини циркуляційного обтічника, з'єднано зі шламозбірником, причому біля зовнішньої конічної поверхні циркуляційного обтічника встановлено конічний фільтроелемент, що перепускає очищену рідину через ежекторну трубку у відвідний патрубок фільтра. Технічна суть і принцип дії запропонованого фільтра пояснюється кресленнями на фіг. 1, загальний вид, і на фіг. 2 перерізом А-А на фіг. 1. Фільтр гідродинамічний прямоструминний зі шламовіддільником складається з корпусу 1, до якого під'єднано підвідний 2 та відвідний 3 патрубки. У корпусі 1 співвісно з ним розміщено циліндричний фільтроелемент 4, усередині якого встановлено обтічник 5. Фільтроелемент 4 одним кінцем закріплено на обтічнику 5, а іншим - до відвідного патрубка 3. Між корпусом 1 і 1 UA 100790 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фільтроелементом 4 розташовано вхідну порожнину 6. Наприкінці фільтроелемента 4 після завихрювача 7 виконано шламоуловлювач 8 у вигляді замкнутого витка. Шламоуловлювач 8 з'єднано перепускною трубкою 9 з порожниною циркуляційного обтічника 10, який розміщено в корпусі шламовіддільника 11. Шламовіддільник 11 оснащено циркуляційним обтічником 10, який своєю внутрішньою порожниною охоплює кінець перепускної трубки 9 і через заспокоювач 12, встановлений наприкінці порожнини циркуляційного обтічника 10, з'єднано зі шламозбірником 13. Поблизу зовнішньої конічної поверхні циркуляційного обтічника 10 встановлено конічний фільтроелемент 14, що перепускає очищену рідину через ежекторну трубку 15 у відвідний патрубок 3. Фільтр гідродинамічний прямоструминний зі шламовіддільником працює в такий спосіб. Рідина, що підлягає очищенню, через підвідний патрубок 2 надходить, охоплюючи обтічник 5, у вхідну порожнину 6, звідки, проходячи через фільтроелемент 4, очищається від забруднень і надходить у відвідний патрубок 3. Невідфільтрована частина потоку рідини (потік шламу), рухаючись уздовж фільтроелемента 4, змиває частинки забруднень із його поверхні й, проходячи через завихрювач 7, одержує обертальний компонент швидкості. Потрапляючи на виток шламоуловлювача 8, потік шламу виходить через перепускну трубку 9 у шламовіддільник 11, де він попадає у порожнину циркуляційного обтічника 10 і через заспокоювач 12 прямує в шламозбірник 13. Заспокоювач 12 (у вигляді, наприклад, допоміжного сітчаного фільтроелемента з відносно великими отворами у сітці) дозволяє усунути турбулентність вихідного потоку шламу й забезпечує ламінарний режим осадження частинок забруднення. Частинки забруднень під дією сил гравітації постійно осаджуються на дно шламозбірника 13. Більш легкі частинки забруднень, у яких швидкість осідання менше швидкості потоку, що піднімається, підхоплюються їм і надходять на конічний фільтроелемент 14, де, завдяки перепаду тиснення на ньому, забезпечується очищення рідини від шламу, після чого очищена рідина надходить через ежекторну трубку 15 у відвідний патрубок 3. Залишки потоку шламу, що не пройшли через конічний фільтроелемент 14, рухаючись уздовж його поверхні, зачищають її від частинок шламу й знову потрапляють у порожнину циркуляційного обтічника 10 за рахунок розрядження, створеного перепускною трубкою 9, яка формує ежекційний ефект у порожнині циркуляційного обтічника 10. При цьому відбувається безперервна циркуляція потоку шламу уздовж поверхні конічного фільтроелемента 14 і створюються умови гідродинамічної фільтрації. Частинки потоку шламу, які осіли на дно шламозбірника 13, ущільнюються до консистенції шламу й вилучаються. Те, що фільтр оснащено шламоуловлювачем 8 у вигляді замкнутого витка, розташованого після завихрювача 7 наприкінці фільтроелемента 4, забезпечує концентрацію й збір шламу, формування його у вигляді потоку шламу й видалення через перепускну трубку 9, розмір якої можна зменшити до розмірів найбільшого діаметра частинок забруднень. Тим самим здійснюється мінімізація об'єму потоку шламу й підвищення ефективності фільтрації в цілому. При цьому стає можливим зменшити до мінімуму швидкість виходу потоку шламу у шламозбірник, що суттєво зменшує його об'єм і спрощує осадження в ньому частинок забруднень. Те, що шламовіддільник 11 оснащено циркуляційним обтічником 10, який своєю внутрішньою порожниною охоплює вихід перепускної трубки 9, дозволяє забезпечити ежекційний ефект і створення циркуляційного потоку уздовж поверхні конічного фільтроелемента 14. Це забезпечує умови гідродинамічного очищення на конічному фільтроелементі 14. Те, що заспокоювач 12 встановлено наприкінці порожнини циркуляційного обтічника 10, дозволяє уникнути турбулентності в шламозбірнику 13 і покращити умови накопичення шламу. Завдяки перепускній трубці 9 шламоуловлювача 8 досягається істотне обмеження виходу рідини з потоком шламу, що попадає в шламовіддільник 11. Це гарантує його автоматичне очищення, підвищення концентрації шламу, суттєво поліпшує працездатність фільтра. Тим самим шламовіддільник 11 дозволяє покращити якість очищення рідини, вирішити задачу усунення забруднень з поверхні конічного фільтроелемента 14 і очищену від шламу рідину повернути в основний потік відвідного патрубка 3. Таким чином, поставлена задача по створенню фільтра гідродинамічного прямоструминного зі шламовіддільником, який забезпечує ефективні техніко-економічні показники очищення рідин з високою концентрацією забруднень при мінімальних розмірах і втратах рідини на злив, слід вважати виконаним. 60 2 UA 100790 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 1. Фільтр гідродинамічний прямоструминний зі шламовіддільником, що містить корпус з підвідним та відвідним патрубками, у якому розташовані співвісно з ним фільтроелемент, обтічник, завихрювач і шламоуловлювач, який відрізняється тим, що шламоуловлювач розташовано наприкінці фільтроелемента після завихрювача й виконано у вигляді замкнутого витка, з'єднаного з перепускною трубкою, що входить у шламовіддільник. 2. Фільтр гідродинамічний прямоструминний зі шламовіддільником за п. 1, який відрізняється тим, що в корпусі шламовіддільника розміщено циркуляційний обтічник, який має зовнішню конічну поверхню і внутрішню порожнину, вхід якої сполучений з виходом перепускної трубки, а вихід через встановлений заспокоювач сполучений зі шламозбірником, причому біля конічної поверхні циркуляційного обтічника встановлено конічний фільтроелемент, що перепускає очищену рідину через ежекторну трубку у відвідний патрубок. 3 UA 100790 C2 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4