Фільтр для очищення рідини

Винахід відноситься до фільтрувальної техніки, зокрема, до конструкції фільтру, який призначений для очистки мінеральних масел, переважно, трансформаторного масла або промислової очистки води і другої харчової рідини та може бути використаний у електротехнічній промисловості і інших галузях народного господарства. Відомий фільтр для очистки рідини за патентом Японії №4-70921, кл. В01Д297, В01Д296, опубл. 21.11.1992р. містить у корпусі фільтруючий елемент, який складений з декількох го фрованих секцій, які, у свою чергу, з'єднані у центрі центральною вставкою із смоли та з'єднані по периметру опорною частиною із смоли. Поряд розташованих секцій з'єднані проміж собою вставки із смоли. Всі з'єднувальні елементи - вставки та опорні частини об'єднані у одно ціле. Недоліком відомого фільтру з'являється часта засміченість фільтруючого елементу, що потребує заміну гофрованих секцій та ремонт вставок із смоли. Відомий фільтр для очищення рідини за патентом Російської Федерації №2060782, кл. В01Д290, опубл. 27.05.1996р. має циліндричний корпус з кришкою, який містить патрубок для підводу рідини та стягнуті між собою верхню плиту з центрально розташованим отвором та нижню плиту з відводжуючим патрубком. Між верхніми та нижніми плитами встановлений фільтрувальний пакет із мікропористих мембран і дренажних підложок, останні виконані у вигляді металевої або полімерної сітки тканинного переплетення. Мікропористі мембрани складані із збільшеною від периферії до центру міцністю складання, а дренажні підложки загерметизовані по периметру еластичним полімерним матеріалом. Недоліком відомої конструкції фільтру є низька ступень очищення рідини із-за наповнення мікроволокон мембран та дренажних сіток механічними домішками, що вимагає їх часту заміну. Відомий фільтр для очищення рідини за патентом Російської Федерації №2198016, кл. В01Д29\66, опубл. 10.02.2003р. містить корпус з патрубками для входу та зливу очи щувальної рідини, патрубок для відводу фільтрату і встановлений у корпусі фільтруючий елемент, якій зібраний у касеті та зв'язаний з патрубком для відводу фільтрату. Фільтруючий елемент містить шари гофрованого фільтруючого матеріалу, які встановлені у гнізда касети та заповнюють увесь об'єм фільтруючої касети. Гофрований фільтруючий елемент виконаний у вигляді го фрованої металевої сітки, яка виконана із металу стійкого до агресивних середовищ. Фільтр постачений перегорнутим уверх дном склянкою для утримання та удержання повітряної пробки у його верхній частини. Недоліком відомого фільтру з'являється заповнення фільтруючої касети механічними домішками, що потребує очистку та заміну металевих го фрованих сіток. Відомий фільтр для очищення рідини (або газу) за патентом Російської Федерації №2203216, кл. В01Д46\10, опубл.10.02.2003р. містить корпус, до якого закріплена за допомогою болтів кришка, та який має кільцевий паз для установки фільтрувального пакету, постачений власним корпусом, у якому розміщена окантована обичайка з вхідними розвантажувальними металевими сітками, які утворюють об'єм для збору та удержання механічних домішок. Розвантажувальна сітка виконана гофрованою та розміщена усередині обичайки, яка постачена відігнутими лапками, що забезпечує її стискання у час витягування із корпусу пакета. Усередині обичайки встановлена додаткова розвантажувальна гофрована металева сітка, у якій крок гофр у кратний кроку го фру першої розвантажувальної сітки, а обичайка виконана перфорованою. Корпус пакету виконаний з дугоподібними ручками для витягування із корпусу фільтра. Дану конструкцію фільтру приймаємо за прототип. Недоліки прототипу наступні: - підвищена матеріалоємність конструкції із-за власного корпусу пакета, у якому обичайка з сітками піддана механічним деформаціям та швидкому забрудненню під час експлуатації, що вимагає заміну сіток; - збільшена засміченість металевих сіток в обичайці, трудомістке розбирання фільтрувального пакету, тому що конструкція складна та матеріалоємна; - низька продуктивність фільтрування, яке не забезпечує необхідну регульовану тонкість відсіву або фільтрації. В основу винаходу поставлена задача розробки фільтру для очищення рідини, переважно, мінеральних масел або води і харчової рідини, при цьому фільтр забезпечує утворення герметичності та тривалу роботу конструкції під час експлуатації за рахунок створення у фільтр увальному пакеті більшої площі фільтрації та достатній механічній міцності. У фільтрі фільтрувальній пакет розроблений у 3-х варіантах виконання. Вирішення поставленої задачі забезпечує за І-м, ІІ-м, ІІІ-м варіантами фільтр для очищення рідини, який містить металевий корпус, у якому встановлений пакет, який вміщує у собі розміщений фільтруючий матеріал, підводжуючий патрубок корпусу служить для подачі рідини у корпус, а відводжуючий патрубок - для вивозу чистої рідини, за рахунок того, що у корпусі встановлена металева шпилька, яка проходить через середину пакету з можливістю стягнення горизонтально розташованих у ньому пластин між якими з чергуванням розміщені проміжні вставки, причому на поверхні пластин складений у декілька шарів фільтруючий матеріал з різною комбінацією видів матеріалу, а в опорну основу корпусу встановлені підводжуючий та відводжуючий патрубки та пакет встановлений проміж двох плит у вигляді кілець, які мають центральний отвір, у якому закріплена шпилька для стягнення пластин пакета. Для зручності складання пакету, пластини пакету мають вид кола, а проміжні вставки виконані у вигляді кільця. Для проходження рідини, пластини пакету у вигляді кола мають внутрішні скісні отвори, а проміжні вставки у вигляді кільця мають бокові отвори. У І-му, та ІІІ-му варіантах виконання фільтра, пластини фільтрувального пакету мають центральні отвори, які збіжні між собою та зв'язані з відводжуючим патрубком. У 3-х варіантах виконання, через центральні отвори пакету пластин проходить шпилька для стягнення пакета. У III-му варіанті, у проміжних вставках у вигляді кільця розміщений гранульований адсорбент. Для збільшення активної зони фільтрування, на поверхні пластин пакету виконані канавки для збору масла або іншої рідини, причому канавки на поверхні пластин виконані квадратного або прямокутного перерізів. Також канавки розташовані у радіальному напрямку або у радіальному та концентричному напрямках. На поверхні пластин пакету розташований шар фільтруючого матеріалу з підвищеною тонкістю фільтрації, наприклад картон. Для зниження ваги фільтра, пластини пакету та проміжні вставки виконані з пластмаси, наприклад текстоліту або склотекстоліту. Технічний результат, що досягається при використанні винаходу: - удосконалена конструкція фільтру, тобто проміжні кільця або вставки між пластинами пакету стискують шари фільтруючого матеріалу до пластин і здійснюється доступ забрудненій рідині, наприклад, масла або води і харчової рідини до поверхні першого шару фільтруючого матеріалу, який затримає великі частинки механічних домішок, тому що проходження рідини інтенсивно здійснюється через бокові отвори, при цьому додатково складені металеві сітки проміж шарів фільтруючого матеріалу здійснюють збір і розподіл рідини для регульованої тонкості фільтрації, тобто збирають рідину у канавках пластин та у чарунках сіток для проходження на послідовно складений фільтруючий матеріал, таким чином площа фільтрування у пакеті збільшується до 40м 2 і більше; - забезпечена герметичність фільтру за рахунок швидкороз'ємного з'єднання між собою ковпака та опорної основи корпусу і надійного стягнення пластин пакету за допомогою металевої шпильки, яка закріплена у отворах натискних плит для стягнення фільтрувального пакету; - досягнута ступінчата фільтрація за рахунок розташування декількох шарів фільтруючого матеріалу з різною тонкістю фільтрації, наприклад, фільтруючий (харчовий) папір і картон, який складений на поверхні пластин пакету і має підвищену тонкість фільтрації, а шар "бельтингової" тканини розташований під першим шаром фільтруючого матеріалу, при цьому металева сітка дистанцірує шари фільтруючого матеріалу і по торцям фільтруючого матеріалу немає витоку масла або води і харчової рідини і у фільтрі затримаються механічні домішки різних розмірів від 0,5мкм і вище; - відсутні пошкодження фільтруючого матеріалу за рахунок зменшення та вирівнювання тиску масла або води і харчової рідини на поверхню пластин пакету у зв'язку збільшення площі фільтрування шляхом виконування більшої кількості канавок у пластинах або чарунок у сітках, що дозволяє витримати перепад тиску до 12кг\см 2 і більше, - конструкція фільтру не матеріалоємна і надійна, причому забезпечена достатня механічна міцність, що підвищує тривалість його роботи без обслуговування. Заявлений фільтр для очищення рідини пояснюється нижчеподаним описом і кресленнями, де: Фіг.1 - загальний вигляд фільтру для очи щення рідини, переважно, мінеральних масел або води, І-й, ІІ-й, ІІІ-й варіанти виконання; Фіг.2 - вид звер ху фільтрувального пакета у корпусі фільтру з ребрами для жорсткості за І-м , ІІ-м, ІІІ-м варіантами виконання; Фіг.3 - фрагмент фільтрувального пакету фільтра за І-м варіантом виконання, де металева сітка приварена до кільцевих пластин; Фіг.4 - фрагмент фільтрувального пакету фільтра за ІІ-м варіантом виконання, де металева сітка встановлена проміж шарів фільтруючого матеріалу; Фіг.5, Фіг.6 - кільцева пластина і проміжне кільце у фільтрувальному пакеті фільтру за І-м варіантом виконання; Фіг.7 - металева шпилька з квадратними виступами у фільтрі за І-м варіантом виконання; Фіг.8 - кільце з внутрішнім кільцем, які зв'язані між собою стрижнями у фільтрувальному пакеті фільтру за ІІ-м варіантом виконання; Фіг.9 - металева сітка за ІІ-м варіантом виконання; Фіг.10, Фіг.11 - кільцева пластина з канавками у радіальному напрямку (не показаний) у фільтр увальному пакеті фільтру за ІІІ-м варіантом виконання; Фіг.12, Фіг.13 - кільцева пластина з канавками у радіальному та концентричному напрямках (не показані) у фільтрувальному пакеті фільтру за ІІІ-м варіантом виконання; Фіг.14, Фіг.15 - проміжне кільце з боковими отворами для проходження рідини у фільтрувальному пакеті фільтру за ІІІ-м варіантом виконання; Фіг.16, Фіг.17 - натискна плита у вигляді кільця з центральним різьбовим отвором для закріплення металевої шпильки; Фіг.18 - канавки квадратного або прямокутного (не показані) перерізів на поверхні пластин пакету. За винаходом, фільтр для очищення рідини, переважно, мінеральних масел або води і харчової рідини містить металевий корпус 1, який складається з циліндричного ковпака 2 і опорної основи 3, на яку встановлений фільтрувальний пакет 4, через середину якого проходить одна металева шпилька 5 з можливістю стягнення пакету (див.фіг.1, фіг.2). Згідно І-го, ІІ-го, ІІІ-го варіантів виконання фільтру, ковпак 2 і опорна основа 3 корпусу 1 з'єднані між собою швидкороз'ємним з'єднанням з допомогою накидних болтів 6, які встановлені шарнірно на кронштейнах 7 опорної основи 3 і жорстко закріплених до фланців 8 ковпака 2 (див.фіг.1). У опорну основу 3 корпусу 1 встановлені підводжуючий патрубок 9, який служить для подачі рідини (масла або води і харчової рідини) у корпус 1 і відводжуючий патрубок 10, який служить для виводу чистої рідини. За І-м варіантом виконання фільтру, у фільтрувальному пакеті 4 встановлені кільцеві пластини 11, між якими з чергуванням розташовані проміжні кільця 12, які з пластинами 11 мають однакові зовнішні діаметри D (див.фіг.1, фіг.3, фіг.5 фіг.6). На пластині 11 складений у декілька шарів фільтруючий матеріал, переважно, матеріал тонкої очистки, наприклад, картон 13, матеріал середньої тонкості очистки, наприклад, "бельтингова" тканина 14 та матеріал більш грубої очистки, наприклад, фільтруючий (харчовий) папір 15, причому кількість шарів фільтруючого матеріалу від одного та більш (див. фіг.3). До поверхні пластин 11 у декілька точках А приварена металева сітка 16 у вигляді кільця, діаметр якого дорівнює зовнішньому діаметру D пластин, при цьому металева сітка 16 виконана з чарунками (не показані) із нержавіючого антикорозійного металу або другого металу, тобто сітка просічна-витяжна. Усередині проміжних кілець 12 встановлена друга металева сітка 17, яка приварена у декілька точках В до внутрішньої поверхні проміжних кілець 12, причому сітка 17 виконана у вигляді кільця, діаметр якого дорівнює внутрішньому діаметру D1 проміжних кілець 12 (див. фіг.3, фіг.5, фіг.6). Металева шпилька 5 має квадратні виступи 18 (або виступи із прутка), які виконані по всій довжині (тобто висоті) шпильки 5 для створення каналів 19 для проходження рідини (див.фіг.3, фіг.7). За II-м варіантом виконання фільтру, у фільтрувальному пакеті 4 виконані зовнішні кільця 20, які з центральним внутрішнім кільцем 21 жорстко зв'язані з допомогою внутрішніх круглих стрижнів 22, які нагвинчуються у глухі отвори з різьбою (не показані) у вн утрішньому кільці 21, а поперечний переріз кілець 20 має форму порожнього квадрата або можливо бути суцільним (див.фіг.4, фіг.8). На кільця 20 з внутрішнім кільцем 21 складений у декілька шарів фільтруючий матеріал, проміж яких розташовано кільце металевої сітки 23, діаметр якого менш зовнішнього діаметру D2 кілець 20, а усередині кілець 20 насипаний активований гранульований адсорбент 24 (див.фіг.4, фіг.8, фіг.9). В стінках квадрату кілець 20 виконані отвори 25 для проходження рідини до гранульованого адсорбенту 24 (див.фіг.4). 3а ІІ-м варіантом виконання фільтру, у фільтр увальному пакеті 4 фільтруючий матеріал це, переважно, матеріал тонкої очистки, наприклад, картон 13, матеріал середньої тонкості очистки, наприклад, "бельтингова" тканина 14 та матеріал більш грубої очистки, наприклад, фільтруючий (харчовий) папір 15 (див.фіг.4). Металева сітка 23 також виконана з чарунками із антикорозійного металу. За ІІІ-м варіантом виконання фільтру, у фільтрувальному пакеті 4 встановлені пластини 26 у вигляді кола, між якими з чергуванням розташовані проміжні вставки 27 у вигляді кільця, причому пластини 26 та вставки 27 мають однакові зовнішні діаметри D3. Для затримання рідини у пакеті, усередині проміжних кілець 27 встановлено внутрішнє кільце 21, у глухі о твори якого нагвинчені стрижні 22, які жорстко зв'язані з проміжним зовнішнім кільцем 27 (див. фіг.1, фіг.10, фіг.11, фіг.12, фіг.13, фіг.14, фіг.15). Пластини 26 у вигляді кола мають внутрішні скісні отвори 28, а проміжні вставки 27 у вигляді кільця мають бокові отвори 29 для інтенсивного проходження рідини та усередині кільця вставок 27 розміщений гранульований абсорбент 24 (див. фіг.10, фіг.12, фіг.14, фіг.15). На поверхні пластин 26 виконані глибокі канавки 30 для збору чистої рідини, при цьому канавки 30 можуть бути квадратного або прямокутного (не показані) перерізів (див. фіг.11, фіг.13, фіг.18). На поверхні пластин 26 канавки 30 проточують у радіальному напрямку (не показаний) з утворенням циліндричних "пухирчиків" 31 або канавки 30 у радіальному та концентричному напрямках (не показані) здійснюють "пірамідки" 32 (див. фіг.11, фі г.13). На пластині 26 пакету 4 складений у декілька шарів фільтруючий матеріал з відмінною комбінацією видів матеріалу, шари якого мають підвищену тонкість фільтрації, причому торці шарів картону 13, тканини 14 та паперу15 стискуються між пластинами 26 та проміжними вставками 27 і шари фільтруючого матеріалу не розшматуються за рахунок малого перепаду тиску, який складає не більш 10кг\см 2 (див. фіг.1, фіг.18). 3а І-м і ІІІ-м варіантами виконання фільтру, у фільтрувальному пакеті 4 пластини 11 та 26 мають збіжні між собою центральні отвори 33, які зв'язані з відводжуючим патрубком 10 для виходу чистого масла або води і харчової рідини (див. фіг.5, фіг.11, фіг.13). За І-м, ІІ-м та ІІІ-м варіантами виконання фільтру, у фільтрувальному пакеті 4 через центральні отвори 33 пластин 11 та 26 або через внутрішнє кільце 21 кілець 20 і 27 проходить металева шпилька 5 для надійного стягнення пакету (див. фіг.1, фіг.3, фіг.4, фіг.15). Діаметр центрального отвору 33 у пластинах 11 і 26 та діаметр внутрішнього кільця 21 перевищує діаметр проходжуючої шпильки 5 (див. фіг.1, фіг.3, фіг.4, фіг.5, фіг.7, фіг.8). Фільтрувальний пакет 4 встановлений проміж двох натискних плит 34 у вигляді кілець, які мають центральний отвір 35, у якому жорстко закріплена металева шпилька 5 для стягнення пакету (див. фіг.1, фіг.16, фіг.17). На верхню натискну плиту 34 у корпусі 1 встановлені ребра 36 для жорсткості, які зв'язані з кільцем 37, у якому утоптується кінець шпильки 5 з гайкою 38 (див. фіг.1, фіг.2). У нижній натискній плиті 34 у корпусі 1 виконані отвори 39 для виходу масла або води і харчової рідини із пакету 4 (див. Фіг.1, фіг.16, фіг.17). У фільтрувальному пакеті 4 пластини 11 та 26, проміжні кільця 12 або вставки 27 та кільця 20 з внутрішнім кільцем 21 можуть бути виконані з пластмаси, наприклад, текстоліту чи склотекстоліту. Також пластини 11 та 26, кільця 12 і 20 та вставки 27 могуть бути виконані металевими (див. фіг.3, фі г.4, фіг.5, фі г.6, фіг.8, фіг.11, фіг.13, фіг.15). Для створення герметичності, у канавці опорної основи 3 корпусу 1 встановлена гумова прокладка 40, яка стискується накидними болтами 6, що герметично з'єднує між собою ковпак 2 і опорну основу 3 (див. фіг.1). Патрубки 9 і 10 у опорній основі 3 корпусу 1 ви ходять назовні та до них приєднуються маслопроводи (не показані). Щоб фільтрувальний пакет не засмічувався гряззю, він обгортається захисним екраном 41 із тканини або паперу. На стінках ковпака 2 корпусу 1 виконані ручки 42 для зручності транспортування. Фільтрація мінеральних масел або води і харчової рідини відбувається таким чином: Масла або вода і харчова рідина потрапляють через підводжуючий патрубок 9 по трубопроводам (не показані) у корпус 1, у фільтрувальний пакет 4, де масла або друга рідина проходять через фільтруючий картон 13, "бельтингову" тканину 14 та папір 15 і очищаються від механічних домішок. Масла подають у фільтр з температурою +50°С і більше, тем самим масла регенеруються та просушуються. Масла збираються та розподіляються у чарунках сіток 16, 17, 23 і у канавках 30 пластин 26 та далі чисті масла через центральні отвори 33 пластин 11 і 26 відводжуються із корпусу 1, а далі постачаються до споживача. Для кращого відбору вологи і продуктів старіння масла служить гранульований адсорбент 24 у проміжних вставках 27 або усередині кілець 20, де адсорбент 24 насипається на папір. Шари фільтруючого матеріалу затримають забруднені частинки розміром від 5 до 20мкм. Заявлений фільтр для очищення рідини дозволяє : - одержувати якісну очистку рідини у герметичному фільтру з більшою площею фільтрування та з фільтруючим матеріалом у фільтрувальному пакеті з більшою тонкістю фільтрації, яка створюється ступінчасте, - конструкція фільтру надійна і має механічну міцність.