Фільтр

Реферат: Винахід належить до галузі промислового водопостачання та може бути використаний в металургійній, гірничій промисловості, в енергетиці або в господарствах, діяльність яких пов'язана з використанням води для технічних цілей. Фільтр включає трубчатий корпус з вхідним, вихідним і зливним патрубками і фільтрувальний блок, встановлений на центральній трубі з можливістю обертання разом з нею, та нерухомий очисник, з'єднаний зі зливним патрубком. Фільтрувальний блок виконаний з двома фільтрувальними елементами, які встановлені з двох сторін каркаса, розділеного на сектори плоскими ребрами. З зовнішніх сторін фільтрувальні елементи закриті щитками, які утворюють з ними камери, з'єднані з порожниною центральної труби, а вона виведена в вихідний патрубок. Очисник виконаний у вигляді закріпленої в корпусі пружної пластини з отвором напроти сектора, яка частково облягає обід, і гумової втулки, яка з'єднує сектор і отвір в пластині зі зливним патрубком. Винахід забезпечує збільшення площі фільтрувальної поверхні принаймні в два рази. UA 102797 C2 (12) UA 102797 C2 UA 102797 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі промислового водопостачання та може бути використаний в енергетиці, металургійній, гірничій промисловості, або в господарствах, діяльність яких пов'язана з використанням води для технічних цілей. Відомий фільтр, який включає трубчатий корпус з вхідним, вихідним і зливним патрубками, встановлений в корпусі з можливістю повороту фільтрувальний блок, що має каркас з ободом і плоскими ребрами, що утворюють сектори, та нерухомого очисника, з'єднаного зі зливним патрубком [Авторське свідоцтво СРСР на винахід № 1813505 А1, публ. 07.05.93, Бюл. № 17]. Недоліком цього фільтра є мала площа фільтрації фільтрувального блока. Це спричиняється тим, що фільтруючий елемент в такій конструкції може бути і є тільки один, розташований з однієї сторони каркаса. Найближчим аналогом (прототипом) є фільтр, який включає трубчатий корпус з вхідним, вихідним і зливним патрубками, встановлений в корпусі з можливістю обертання фільтрувальний блок, що має каркас з ободом і центральною втулкою, які з'єднані між собою плоскими ребрами, що утворюють сектори, та нерухомий очисник, з'єднаний зі зливним патрубком [Авторське свідоцтво СРСР на винахід № 1611394 А1, публ. 07.12.90, Бюл. № 45]. Недоліком цього фільтра є також мала площа фільтрації, а це один із важливих показників його якості. Це спричиняється тим, що в такій конструкції фільтра в фільтрувальному блоці може бути і є тільки один фільтруючий елемент, розташований з однієї сторони каркаса фільтрувального блока. В основу винаходу поставлена задача збільшити площу фільтрації фільтра шляхом виконання його з двома фільтрувальними елементами. Поставлена задача вирішується тим, що фільтр, який включає трубчатий корпус з вхідним, вихідним і зливним патрубками, встановлений в трубчатому корпусі з можливістю обертання фільтрувальний блок, що має каркас з ободом і центральною втулкою, які з'єднані між собою плоскими ребрами, що утворюють сектори, та нерухомий очисник, з'єднаний зі зливним патрубком, крім того, фільтрувальний блок жорстко установлений на центральній трубі з можливістю обертання разом з нею, при цьому він виконаний з двома фільтрувальними елементами, які встановлені з двох сторін каркаса і з зовнішніх сторін закриті щитками, що утворюють з фільтрувальними елементами камери, з'єднані з порожниною центральної труби, а вона виведена в вихідний патрубок, крім того в ободі напроти кожного сектора утворені отвори, а очисник виконаний у вигляді закріпленої в корпусі пружної пластини з отвором, яка частково облягає обід, а ще фільтр має принаймні один допоміжний фільтрувальний блок і один допоміжний очисник, при цьому між кожними двома розташованими поруч фільтрувальними блоками замість щитків встановлена розпірна втулка таким чином, що вона разом з фільтрувальними елементами цих фільтрувальних блоків створює проміжну камеру, яка з'єднана з порожниною центральної труби. Спільними з прототипом є суттєві ознаки: трубчатий корпус з вхідним, вихідним і зливним патрубками, встановлений в трубчатому корпусі з можливістю обертання фільтрувальний блок, що має каркас з ободом і центральною втулкою, які з'єднані між собою плоскими ребрами, що утворюють сектори, та нерухомий очисник, з'єднаний зі зливним патрубком. Відмінними від прототипу є суттєві ознаки: фільтрувальний блок жорстко установлений на центральній трубі з можливістю обертання разом з нею, при цьомувін виконаний з двома фільтрувальними елементами, які встановлені з двох сторін каркаса і з зовнішніх сторін закриті щитками, що утворюють з фільтрувальними елементами камери, з'єднані з порожниною центральної труби, а вона виведена в вихідний патрубок, крім того в ободі напроти кожного сектора утворені отвори, а очисник виконаний у вигляді закріпленої в корпусі пружної пластини з отвором, яка частково облягає обід. Ці ознаки є достатніми у всіх випадках. Відмінними від прототипу також є суттєві ознаки: фільтр має принаймні один допоміжний фільтрувальний блок і один допоміжний очисник, при цьому між кожними двома розташованими поруч фільтрувальними блоками замість щитків встановлена розпірна втулка таким чином, що вона разом з фільтрувальними елементами цих фільтрувальних блоків створює проміжну камеру, яка з'єднана з порожниною центральної труби. Ці ознаки характеризують винахід переважно в особливих умовах його використання. При здійсненні винаходу досягаються нові технічні результати: збільшена площа фільтрації фільтра. Цей результат досягається тому, що фільтрувальний блок жорстко установлений на центральній трубі з можливістю обертання разом з нею, при цьому він виконаний з двома фільтрувальними елементами, які встановлені з двох сторін каркаса і з зовнішніх сторін закриті щитками, що утворюють з фільтрувальними елементами камери, з'єднані з порожниною 1 UA 102797 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 центральної труби, а вона виведена в вихідний патрубок, крім того в ободі напроти кожного сектора утворені отвори, а очисник виконаний у вигляді закріпленої в корпусі пружної пластини з отвором, яка частково облягає обід. В умовах, коли фільтрується рідина з дрібними включеннями, що потребує додаткового збільшення площі фільтрації, досягається й інший технічний результат - додаткове збільшення площі фільтрації, що досягається завдяки тому, що фільтр, має принаймні один допоміжний фільтрувальний блок і один допоміжний очисник, при цьому між кожними двома розташованими поруч фільтрувальними блоками замість щитків встановлена розпірна втулка таким чином, що вона разом з фільтрувальними елементами цих фільтрувальних блоків створює проміжну камеру, яка з'єднана з порожниною центральної труби. Таким чином, досягається поставлена задача - збільшена площа фільтрації фільтра. Крім того, в особливих умовах використання винаходу досягається й інший технічний результат, описаний вище. Суть винаходу пояснюють креслення. На фіг. 1 зображений поздовжній розтин фільтра; на фіг. 2 - поперечний розтин фільтра по А-А, через очисник; на фіг. 3 - поздовжній розтин фільтра з одним допоміжним фільтрувальним блоком і одним допоміжним очисником, тобто, з двома фільтрувальними блоками і двома очисниками. Фільтр має трубчатий корпус 1 (фіг. 1), вхідний патрубок 2, вихідний патрубок 3 і зливний патрубок 4, а також фільтрувальний блок 5, жорстко закріплений на центральній трубі 6, яка встановлена в трубчатому корпусі на підшипниках 7 і 8 з можливістю обертання разом з фільтрувальним блоком. Фільтрувальний блок має каркас 9 з ободом 10 (фіг. 2) і центральною втулкою 11, які з'єднані між собою плоскими ребрами 12 (див. фіг. 2), що утворюють сектори 13. З двох сторін каркаса 9 фільтрувального блока 5 закріплені сітчасті фільтрувальні елементи 14, які з зовнішньої сторони закриті конусними щитками 15, що разом з фільтрувальними елементами утворюють камери 16, з'єднані отворами 17 з порожниною 18 центральної труби 6. Порожнина центральної труби через патрубок 19 виведена в вихідний патрубок 3. В ободі 10 напроти кожного сектора 13 утворені отвори 20. Очисник 21 (фіг. 2) створений пружною пластиною 22 з отвором 23, яка облягає обід 10 на дузі трьох секторів 13 і закріплена в трубчатому корпусі 1 зачепами 24, і гумовою втулкою 25, яка притиснута своїм торцем до пружної пластини 22 і з'єднує отвір 23 пластини зі зливним патрубком 4. Центральна труба 6 зв'язана з електроприводом 26, а на її вихідному валу 27 встановлений ущільнювач 28. На зливному патрубку 4 встановлений нормально закритий зливний клапан 29 з електроприводом 30. Зливний клапан, будучи відкритим, з'єднує зливний патрубок 4 зі зливом, де тиск води набагато менший за тиск в фільтрі. При такій конструкції фільтр має два фільтрувальні елементи 14, площа фільтрації збільшилась в два рази. Фільтр має диференціальний манометр 31, встановлений з можливістю відслідкування різниці тиску між вхідним патрубком 2 і вихідним патрубком 3, і блок управління 32, який має електричний зв'язок з диференціальним манометром 31, а також з електричним приводом 26 по лінії 33 та з електроприводом 30 зливного клапана 29 по лінії 34. Фільтр з одним допоміжним фільтрувальним блоком і одним допоміжним очисником, представлений на фіг. 3, всього він має два фільтрувальних блока 5 і два очисника 21. При цьому між кожними двома розташованими поруч фільтрувальними блоками замість щитків 15 встановлена розпірна втулка 35 таким чином, що вона разом з фільтрувальними елементами 14 цих фільтрувальних блоків створює проміжну камеру 36, яка з'єднана з порожниною центральної труби 6 отворами 17. В такому фільтрі використовуються додатково ще два фільтрувальні елементи 14, що дає додаткове збільшення площі фільтрації ще в два рази. Фільтр має два режими роботи - режим фільтрації та режим промивки. Стрілками 37 показаний шлях води в режимі фільтрації. Стрілками 38 показаний зворотний шлях води через фільтруючий елемент в зоні сектора, який промивається в режимі промивки. Фільтр, показаний на фіг. 1, працює так. В режимі фільтрації зливний клапан 29 закритий, електропривод 26 виключений. Вода напірного водовода, в якому встановлений фільтр, з забрудненнями тече по стрілці 37 - через вхідний патрубок 2 (див. фіг. 1) в трубчатий корпус 1, проходить через всі отвори 20 в ободі (крім трьох отворів, закритих пружною пластиною 22), в сектори 13 (див. фіг. 2). З секторів 13 вода протікає через фільтрувальні елементи 14, залишаючи на них і в секторах забруднення, більші за вічка в фільтрувальних елементах, 2 UA 102797 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 поступає в камери 16 і далі, вже очищеною, через отвори 17 тече в порожнину 18 центральної труби 6, а з неї - в патрубок 19 і з нього - в вихідний патрубок 3. З часом фільтрувальні елементи 14 поступово забруднюються, в результаті чого зростає перепад тиску між вхідним патрубком 2 і вихідним патрубком 3. Цей перепад тиску відслідковує диференціальний манометр 31 і подає сигнал про перепад тиску в блок управління 32. Коли перепад тиску досягне наперед заданої при наладці фільтра величини, що є сигналом про забруднення фільтрувальних елементів 14, блок управління переводить фільтр в режим промивки. Для цього він включає електропривод 30 клапана зливного 29, який відкриває клапан, і включає електропривод 26, який починає обертати центральну трубу 6, а разом з неню і весь фільтрувальний блок 5. В режимі промивки фільтрувальний блок 5 обертається, а зливний клапан 29 відкритий на злив. При обертанні зливного блока 5 кожен отвір 20 в кожному секторі 13 послідовно суміщається з отвором 23 в пружній пластині 22. Таким чином порожнина кожного із секторів 13 через цей отвір, гумову втулку 25 і відкритий зливний клапан 29 на деякий час з'єднується зі зливом. Назвемо сектор, який в даний момент таким чином з'єднаний зі зливом, "сектором, що промивається". Через те, що тиск води в фільтрі вищий за атмосферний тиск і, відповідно, вищий затиск на зливі, на час суміщення отворів 20 і 23 виникає зворотний потік води по стрілці 38 через ділянки фільтрувальних елементів 14 в "секторі, що промивається", через сам сектор 13, і далі через гумову втулку 25 і відкритий зливний клапан 29 на злив. Цей зворотний потік води змиває та виносить на злив забруднення, які осіли на ділянках фільтрувальних елементів 14 в цьому секторі і в самому секторі 13. В зв'язку з тим, що фільтрувальний блок 5 обертається, таким чином послідовно промиваються всі сектори 13 і обидва фільтрувальні елементи 14. В режимі промивки фільтрація води продовжується. В результаті промивки зменшується перепад тиску між вхідним патрубком 2 і вихідним патрубком 3, який відслідковує диференціальний манометр 31 і подає відповідний сигнал в блок управління. Коли перепад тиску досягне вихідної величини, блок управління переводить фільтр в режим фільтрації, для чого він дає сигнал на електропривод 26 і виключає його, а також дає сигнал на електропривод 30, який закриває зливний клапан 29. Тепер фільтр знову працює в режимі фільтрації. Далі цикл повторюється. Конструкція фільтра дозволяє використовувати два фільтрувальні елементи, що в сумі збільшує площу фільтрації в два рази. Фільтр з двома фільтрувальними блоками і двома очисниками, представлений на фіг. 3, працює аналогічно. В режимі фільтрації обидва зливні клапани 29 закриті, електропривод 26 виключений. Вода напірного водовода, в якому встановлений фільтр, з забрудненнями тече по стрілці 37 - через вхідний патрубок 2 (див. фіг. 3) в трубчатий корпус 1, проходить через всі отвори 20 в ободах обох фільтрувальних блоках 5 (крім трьох отворів в кожному фільтрувальному блоці, закритих пружними пластинами 22), в сектори 13 (див. фіг. 2). З секторів 13 вода протікає через фільтрувальні елементи 14 обох фільтрувальних блоків, залишаючи на них і в секторах забруднення, більші за вічка в фільтрувальних елементах, поступає в камери 16 і в проміжну камеру 36, далі, вже очищеною, через отвори 17 тече в порожнину 18 центральної труби 6, а з неї - в патрубок 19 і з нього - в вихідний патрубок 3. В режимі промивки обидва фільтрувальні блоки 5 обертаються, а обидва зливні клапани 29 відкриті. Зворотний потік води на злив утворюється послідовно в описаний вище спосіб в секторах обох фільтрувальних блоків. Він промиває послідовно сектори і ділянки фільтрувальних елементів в обох фільтрувальних блоках, після чого фільтр переводиться в режим фільтрації. В режимі промивки фільтрація води продовжується. Далі цикл повторюється. Конструкція фільтра має допоміжний фільтрувальний блок і допоміжний очисник, що дозволяє використовувати додатково ще два фільтрувальні елементи, а це в сумі збільшує площу фільтрації додатково ще в два рази. Це дає змогу використовувати фільтр в особливих умовах фільтрування води з забрудненнями малих розмірів. Таким чином вирішена задача збільшити площу фільтрації фільтра шляхом виконання його з двома фільтрувальними елементами. 60 3 UA 102797 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 1. Фільтр, який включає трубчатий корпус з вхідним, вихідним і зливним патрубками, встановлений в трубчатому корпусі з можливістю обертання фільтрувальний блок, що містить каркас з ободом і центральною втулкою, які з'єднані між собою плоскими ребрами, що утворюють сектори, та нерухомий очисник, з'єднаний зі зливним патрубком, який відрізняється тим, що фільтрувальний блок жорстко установлений на центральній трубі з можливістю обертання разом з нею, при цьому він виконаний з двома фільтрувальними елементами, які встановлені з двох сторін каркаса і з зовнішніх сторін закриті щитками, що утворюють з фільтрувальними елементами камери, з'єднані з порожниною центральної труби, а вона виведена в вихідний патрубок, крім того в ободі напроти кожного сектора утворені отвори, а очисник виконаний у вигляді закріпленої в корпусі пружної пластини з отвором, яка частково облягає обід. 2. Фільтр за п. 1, який відрізняється тим, що має принаймні один допоміжний фільтрувальний блок і один допоміжний очисник, при цьому між кожними двома розташованими поруч фільтрувальними блоками встановлена розпірна втулка таким чином, що вона разом з фільтрувальними елементами цих фільтрувальних блоків створює проміжну камеру, яка з'єднана з порожниною центральної труби. 4 UA 102797 C2 5 UA 102797 C2 6 UA 102797 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 7