Фильтрующий картридж

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для очистки топлив, масел, жидкостей и газов от воды, механических примесей и биозагрязнений, и может быть использована для очистки бензинов, реактивных топлив, дизельных топлив, гидравлических, энергетических и индустриальных масел, нефтяных растворителей, ароматических углеводородов, воздуха и инертных газов, в установках для очистки сточных вод.

Предложен картридж в виде полого или сплошного цилиндрического тела из поливинилформаля со сквозным или несквозным отверстием, с приклеенными к нему верхним и нижним или только верхним фланцами, имеющими дополнительные отверстия под резьбовое соединение для крепления крышек к корпусу фильтра. Используют поливинилформаль однородной мелкоячеистой пористой структурой, полученный из поливинилового спирта, параформальдегида и смеси крахмалов с различной величиной зерен.

Предложенный картридж обладает улучшенными фильтрующими свойствами, повышенной прочностью крепления крышки фильтрующего картриджа, простотой и сокращенным временем замены его.

Заявляемая полезная модель относится к фильтрующим устройствам универсального назначения, точнее к фильтрам для очистки топлив, масел, жидкостей и газов от воды, механических примесей и биозагрязнений, и может быть использована в фильтровальных установках для очистки бензинов, реактивных топлив, дизельных топлив, гидравлических, энергетических и индустриальных масел, нефтяных растворителей, ароматических углеводородов, воздуха и инертных газов, установках для очистки сточных вод.

К современным фильтрующим устройствам предъявляются повышенные требования по механической прочности, эффективности очистки и относительно невысокими затратами на изготовление. Известен фильтр-сепаратор, содержащий корпус с отстойником, входным, выходным и дренажным патрубками, по меньшей мере, одну пару установленных по высоте фильтрующих элементов, устройство для отвода воды, установленное между фильтрующими элементами верхнего и нижнего ярусов, с коллектором в центральной части корпуса в виде полого диска с вертикальными патрубками для закрепления фильтрующих элементов, снабженный осесимметричной с корпусом обечайкой для разделения потоков очищенной жидкости от нижнего и верхнего фильтрующих элементов. Фильтрующие элементы выполнены из поливинилформаля в виде цилиндрических стаканов с дном, со стороны открытых торцов закрепленных на патрубках упомянутого коллектора при помощи резьбового соединения. (Патент РФ на полезную модель 13539).

Известен патронный фильтр для очистки жидкостей, содержащий вертикальный корпус с днищем и съемной крышкой, подводящий и отводящий патрубки, и установленный по оси корпуса цилиндрический фильтрующий элемент, изготовленный, например, из поливинилформаля, при этом фильтр снабжен распределительным элементом, выполненным в виде цилиндрического перфорированного кольца, герметично присоединенного к днищу и нижней части фильтрующего элемента, и гофрированной трубкой из эластичного материала, герметично прикрепленной к крышке и верхней части фильтрующего элемента, при этом подающий патрубок присоединен к днищу, а отводящий - к крышке. (Патент РФ на изобретение 2050928)

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является фильтрующий элемент, характеризующийся тем, что он содержит коаксиально расположенные фильтрующий и коагулирующий цилиндрические слои, выполненные из поливинилформаля, между которыми без зазора размещена перфорированная цилиндрическая перегородка. Материал фильтрующего и коагулирующего слоев имеет градиент пористости, направленный к перфорированной цилиндрической перегородке. (Патент РФ на полезную модель 88574). Однако во всех известных фильтрующих элементах крепление фильтрующих элементов осуществляется либо путем склеивания дорогостоящими клеящими составами либо при помощи резьбового соединения.

Задачей заявляемого технического решения является разработка сменного фильтрующего картриджа с высокой степенью очистки, с усилением прочности и надежности крепления картриджа к корпусу фильтра, и упрощением процедуры замены фильтрующего элемента.

Поставленная задача и технический результат достигаются при использовании предлагаемой полезной модели - картриджа «Криброл», в котором фильтрующий элемент выполнен из поливинилформаля с однородной мелкоячеистой пористой структурой, полученного из поливинилового спирта, параформальдегида и смеси крахмалов с различной величиной зерен.

Используемый поливинилформаль обладает регулируемой пористостью, что не только обеспечивает высокий коалесцирующий эффект при прохождении очищаемой жидкости через фильтрующий элемент, но и позволяет очищать жидкости от биологических загрязнений.

Фильтрующий картридж конструктивно может быть выполнен в виде полого цилиндрического или сплошного цилиндрического тела Картридж в виде полого цилиндрического тела из поливинилформаля со сквозным отверстием имеет верхний и нижний фланцы и крышки, с дополнительными отверстиями под резьбовое соединение для крепления крышек к корпусу фильтра.

Картридж в виде сплошного цилиндрического тела из поливинилформаля с несквозным отверстием имеет фланец и крышку в верхней плоскости с дополнительными отверстиями под резьбовое соединение для крепления крышки к корпусу фильтра.

Принцип крепления крышек (крышки) фильтра с картриджем в обоих случаях одинаков и осуществляется следующим образом. Для соединения картриджа с крышкой фильтра используют соединение из крепежного фланца 1 (часть корпуса фильтра) с центральным отверстием для входа среды в картридж и 4-мя дополнительными отверстиями для болтов на которые крепится картридж и трех дисков толщиной 1 мм, диска 2 с центральным отверстием для входа среды в картридж и 4-мя отверстиями, совмещенными с отверстиями на фланце, диска 3 с центральным отверстием для входа среды в картридж, 4-мя отверстиями, совмещенными с отверстиями на фланце и отверстиями большего диаметра, равномерно распределенными по всей плоскости диска, диска 4 с центральным отверстием для входа среды в картридж и 4-мя отверстиями, совмещенными с отверстиями на фланце и отверстиями меньшего диаметра, чем на диске 3, совмещенными с отверстиями, равномерно распределенными по всей плоскости диска 3. После совмещения крепежных отверстий диски скрепляют между собой точечной сваркой, затем в 4-х отверстиях, совмещенных с отверстиями на фланце, нарезается резьба. В результате получается многослойное соединение, сверху которого сплошная крышка с центральным отверстием и 4 резьбовыми отверстиями для крепежа к фланцу, являющимся корпусом фильтра, а снизу- перфорированные пластины с 4 резьбовыми отверстиями и эффектом «поднутрения», так как диаметр отверстий на средней пластине больше диаметра совмещенных с ними отверстий на нижней пластине (Рис.1). Совмещение резьбового крепления с клеевым позволяет достигнуть эффекта поднутренных отверстий по всей площади крепежной шайбы и тем самым увеличить надежность крепления картриджа, а также использовать в качестве клеящего материала недорогие составы типа эпоксидной смолы.

Фильтрующий картридж работает следующим образом.

При большом содержании загрязнений в очищаемой среде используют картридж со сквозным отверстием.Очищаемая среда поступает сверху через сквозное отверстие картриджа в нижнюю часть корпуса фильтра, и начинает движение в сторону наименьшего сопротивления или меньшего давления - сквозь стенки картриджа. Укрупненные капли воды, проходя через стенки картриджа, попадают только на боковые стенки и скатываясь по ним, падают в отстойную зону корпуса фильтра. Отделенные механические примеси частично остаются на внутренних стенках картриджа, но большинство, падая в них через нижнее отверстие в крышке картриджа накапливаются в нижней камере (специально для этого предназначенной) и легко удаляются путем промывки (частичная регенерация без демонтажа картриджа). Очищенная среда, укрупняясь в большие капли, выходит на наружные стенки картриджа и заполняет верхнюю часть корпуса фильтра.

При небольшом содержании загрязнений в очищаемых средах используют картридж с несквозным отверстием. Очищаемая среда проходит через центральное отверстие внутрь фильтрэлемента и, наполняя его полностью, начинает активно впитываться в пористые стенки картриджа. В результате прохождения сквозь весь слой материала происходит укрупнение капель воды, которые выходят вниз и на внешние стенки картриджа, стекают в нижнюю часть картриджа и далее падают в отстойную зону корпуса фильтра. При этом механические примеси остаются на внутренних стенках картриджа, а очищенная среда, укрупняясь в большие капли, выходит на наружные стенки картриджа и заполняет верхнюю часть корпуса фильтра.

Обычно для демонтажа фильтрующих элементов из поливинилформаля с резьбовым соединением необходимо гаечным ключом вручную открутить крепежную крышку, что вызывает затруднения в случае расположения в корпусе фильтра нескольких фильтрующих элементов из-за малого рабочего радиуса рычага ключа между крепежными патрубками соседних фильтрующих элементов. Процесс замены фильтроэлемента в данном случае занимает около 20 минут.

Для замены предлагаемого фильтрующего картриджа необходимо раскрутить с торцевой стороны картриджа 4 болта с крестовой насечкой и сменить картридж, что занимает не более 3 минут Фильтрующий картридж является надежным устройством, обеспечивающим высокую степень очистки, что подтверждают следующие примеры.

При очистке сточной воды из водоотстойников нефтеперерабатывающего комбината анализ воды по П НДФ14,1:2,5-95 показал снижение концентрации нефтепродуктов в воде с 2562,5 мг/дм до 1,29 мг/дм, что соответствует требованиям к подпиточной воде предприятий.

Фильтрация загрязненных микроорганизмами образцов топлив через заявляемый картридж обеспечивает эффективную очистку топлива на 99,4-99,9%. Количество механических примесей после очистки дизельного топлива составляет 0,0002-0,004%.

При очистке воды из водоотстойников нефтеперерабатывающего комбината анализ воды по ПНДФ 14,1:2,5-95 показал снижение концентрации нефтепродуктов в воде с 2562,5 мг/дм³ до 1,29 мг/дм ³, что соответствует требованиям к подпиточной воде предприятий нефтеперерабатывающей промышленности - не более 1,5 мг/дм ³.

При очистке метана от воды через фильтрующий элемент было прокачано 28000 м³ газа, из которого было отделено 6500 мл воды.

При очистке пластовых вод снижение КВЧ и содержания нефтепродуктов снизилось с 31 до 6-8 мг/дм³ и с 69,13-82,52 мг/дм³ до 25,26-30 мг/дм³, соответственно, при норме, согласно ГОСТ: КВЧ - 20 мг/дм³; нефтепродукты - 32,7 мг/дм³ .

При очистке масла гидравлического АМГ 10 содержание воды и механических примесей снизилось с 0,105% до 0,002% и с 0,15% до 0,05% соответственно.

При очистке масла турбинного Тп-22Б содержание воды снизилось с 0,03% до 0,002% и класс чистоты повысился с 13 до 9.

При очистке реактивного топлива до фильтрации величина удельной электропроводимости составляла 19.5 пСм/м. После фильтрации величина удельной электропроводимости снизилась до 7.3 пСм/м.

При очистке охлаждающих жидкостей (металлообработка) содержание нефтепродуктов до фильтрации составляло 539.9 мг/дм³, после фильтрации - 44.8 мг/дм

При очистке кукурузного масла содержание воды снизилось с 21% до 0,13%.

При очистке бензина содержание воды снизилось с 72 ppm до 24 ррт. При очистке дизельного топлива содержание воды снизилось с 23% до 0,05%.

1. Фильтрующий картридж для очистки жидкостей и газов от воды, механических примесей и биозагрязнений в виде полого или сплошного цилиндрического тела с отверстием, с фланцами и крышками для монтажа фильтрэлемента из поливинилформаля в фильтрующем устройстве, отличающийся тем, что на фланцах имеются дополнительные отверстия под резьбовое соединение для крепления крышек, а поливинилформаль имеет однородную мелкоячеистую пористую структуру.

2. Фильтрующий картридж по п.1, отличающийся тем, что картридж в виде полого цилиндрического тела имеет верхний и нижний фланцы и крышки для монтажа картриджа в фильтрующем устройстве.

3. Фильтрующий картридж по п.1, отличающийся тем, что картридж в виде сплошного цилиндрического тела с несквозным отверстием имеет фланец и крышку в верхней плоскости для монтажа картриджа в фильтрующем устройстве.