Фильтрующий элемент

 

Изобретение относится к фильтрующим элементам для очистки жидкостей от механических примесей, используемым в химической, нефтеперерабатывающей, автомобильной и других отраслях промышленности и позволяет повысить эффективность фильтрующих свойств элемента. Фильтрующий элемент состоит из перфорированного каркаса 1, на котором жестко закреплены радиальные перегородки 2. Вокруг перфорированного каркаса 1 установили слой эластичного пористого фильтрующего материала с продольными клиновидными вырезами, в которые вставлены радиальные перегородки 2, обжимающие фильтрующий материал в продольном направлении. Для обеспечения качества очистки путем получения требуемой пористости на выходе в зависимости от исходной пористости, угол клиновидного выреза на фильтрующем материале определяется по формуле: α=2ARCTGφ/M[D/D-D-D/D-DЪ1-ψ<SB POS="POST">2</SB>/1-ψ<SB POS="POST">1</SB>)], где D - наружный диаметр фильтрующего элемента

D - внутренний диаметр фильтрующего элемента, M - число клиновидных вырезов, ψ<SB POS="POST">1</SB> - пористость фильтрующего материала на входе

ψ - пористость на выходе. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИМ

1607873 А 1 (19) (11) (Sl) 5 В 0 1 D 2 7 !00 (1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4659885/31-26 (22) 09;01.89 (46) 23. 11.90. Вюл. № 43 (71) Томский инженерно-строительный институт ,(72) Э.И.Удлер, Г.Г.Петров ,и А.А.Арзуманян (53) 66.067.36(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1153947, кл. В 01 D 27/00, 1982. (54) ФИЛЬТРУ101ф01 ЭЛЕМЕНТ (57) Изобретение относится к фильтрующим элементам для очистки жидкостей от механических примесей, ис пользуемым в химической, нефтеперерабатывающей, автомобильной и других отраслях промышленности, и позволя: ет повысить эффективность фильтрующих свойств элемента. Фильтрующий элемент состоит из перфорированного каркаса 1, на котором жестко закрепле2 ны радиальные перегородки 2, Вокруг перфорированного каркаса 1 установили слой эластичного пористого фильтрующего материала с продольными клиновидными вырезами, в которые вставлены радиальные перегородки 2, обжимающие фильтруюций материал в продольном направлении, Для обеспечения качества очистки путем получения требуемой пористости на выходе в зависимости от исходной порис-. тости, угол клиновидного выреза на фильтрующем материале определяется

«ii «D» «d» 1-М21 по формуле: 0 =2arctp- — — — — -()) ) n D-d D-d 1-((- где D — наружный диаметр фильтрую- а

С0 щего элемента;. d — внутренний диаметр фильтруюцего элемента; m— число клиновидных вырезов; пористость фильтрующего материала на С„, входе; ((— пористость на выходе.

1 з,п. ф-лы, 5 ил. (6) 3 160787

Изобретение относится к очистке нефтяных топлив и масел от механических примесей, может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей, автомобильной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности фильтрующих,. свойств элемента. 10

На фиг. 1 представлена схема фильтрующего элемента; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — фильтрующий элемент в сборе; на фиг. 4 - перфорированный каркас с радиальными перегородками; на фиг. 5 — фильтрующий мате риал с клиновидчыми вырезам, Фильтрующий элемент состоит из перфорированного каркаса 1, на котором жестко закреплены радиальные пере.городки 2, делящие фильтрующий эле- . .мент на продольные секции. Па перфорированном каркасе 1 размещен фильтрующий слой 3 из эластичного пористо-

ro материала (например,пенополиурета-. на), на котором имеются клиновидные вырезы 4 °

При установке фильтрующего материала 3 вокруг перфорированного каркаса 1 радиальные перегородки 2 устанавливаются в клиновидные вырезы 4.

При этом фильтрующий материал 3 в сек- . циях фильтрующего элемента обжимается радиальными перегородками 2. Причем степень обжатия фильтрующего материала 3 возрастает от периферии к центру, что обеспечивает равномерное уменьшение его пористости в том же направлении. Изменение угла клиновидных вырезов 4 позволяет регулировать сте- 40 пень обжатия фильтрующего материала 3 в областях, прилегающих к перфорированному каркасу 1, а следовательно, степень изменения пористости фильтрующего материала 3 в соответствии 45 с дисперсным составом очищаемой жидкости, Фильтрующий элемент работает сле- : дующим образом.

Очищаемая жидкость проходит через 50 слой фильтрующего материала 3, перфорированный каркас 1 и удаляется к потребителю. При этом, поскольку пористость фильтрующего материала 3 уменьшается в направлении движения потока жидкости, частицы загрязнений больших размеров задерживаются в областях, прилегающих к входу в фильтрующий элемент, а меньших — ближе к перфориро3 4 ванному каркасу 1, т.е. происходит дифференцированная задержка частиц загрязнений по размерам, Пористость материала () в общем случае определяется из выражения

И =--= — — -=1

Чп Vo Vñê Чск (1)

Чр Чр Чб где V объем материала;

Vä — объем пор в материале;

V с„ — объем, занимаемый скелетом материала.

Тогда

Чск /Чр (2)

Пористость (этого же материала, обжатого в и раз, учитывая, что объем скелета Ч. остается неизменным, будет

Чп ЧО -Чск Чск Чск (1 = —,= — 1 — - — =1- —,-=1- — — и, (3)

+ Vä Vo . V ! где V =Чр /n — объем материала, обжатого в и раз.

Тогда из уравнения (3)

Чск /Чо =(1- )й (4)

Приравниваем правые части уравнений (2) и (4)

1 Ж =(1-(6)/и, (5) откуда

1-Мг

n= — —.

1- М1

При угле клиновидного выреза о6 а О степень обжатия материала и, выражен" ная через геометрические параметры фильтрующего элемента, будет п=н0/» Й, (7) где D u d — - наружный и внутренний диаметры фильтрующего элемента.

При изменении пористости материала при его обжатии путем изменения угла о клиновидного выреза степень обжатия материала будет и D-sm (8)

D-d где g =2tg0(/2 †-=tp(X/2"(D-d) — умень-.

2 шение длины развертки слоя фильтрующего материала при выполнении единичного клиновидного выреза;

m — число клиновидных вырезов в материале, равное числу радиальных перегородок на каркасе фильтрующего элемента.

Прйравниваем выражения (6) и (8), подставив в уравнение (8) значение

i< D-t 0l/2(D-d) m 1- 6

-а 1 V,- (9) 5 160787

Затем определяем угол клиновидного выреза 4 =2а„„p, (), (10)

Расчет фильтрующих элементов, имеющих соотношение геометрических ïàðàметров D/d=2,0-2,5 (наиболее оптимальных для фильтрующих элементов объемного типа) показывает, что угол кли-1ð новидного выреза не должен превышать 30-35

Дисперсный состав загрязнений рабочих жидкостей в зависимости от усло-. вий их применения существенно различен. Кроме того, как правило, фильтрующие элементы производят очистку жидкостей в определенном интервале размеров частицзагрязнений (до 40 мкм, до 20 мкм, до 5 мкм и т.д.). Таким 20 образом, изменение пористости фильтрующего материала в зависимости от характера загрязнений очищаемой жид.— кости может существенно различаться., В данной конструкции фильтроэлемента это может быть обеспечено путем изменения угла клиновидного выреза oL.

Угол выреза g должен быть тем меньше, чем меньше необходимо получить пористость материала в областях, прилегаю- 30 щих к перфорированному каркасу. При этом для Аильтрующих элементов различной исходной пористости и с учетом геометрических параметров Аильтрующе.го элемента угол выреза может быть рассчитан по формуле, приведенной .ранее.

Применение перфорированного каркаса, на котором установлены радиальные 4Q перегородки, а на фильтрующем материале. выполнены клиновидные вырезы, позволяет упростить конструкцию фильтрующего элемента, уменьшить трудоем3 6 .кость замены фильтрующего материала, повысить надежность работы, так как - фильтрующий материал выполнен из цельной заготовки, а также менять пористость, а следовательно, и тонкость фильтрации, не изменяя его конструкции. Применение расчетной формулы угла клиновидного выреза позволяет получить поровую структуру материала с пористостью, оптимальной для дисперсного состава очищаемой жидкости, Формула изобретения

1. Фильтрующий элемент, состоящий из перфорированного каркаса со слоем эластичного пористого Аильтрующего материала, например, пенополиуретана, обжатого перегородками, делящими его насекции, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности фильтрующих свойств элемента, фильтрующий материал выполнен с продольными клиновидными вырезами, а .перегородки расположены радиально перфорированному каркасу, закреплены на нем жестко и установлены в клиновидных вырезах.

2. Элемент по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что угол (6 клиновидного выреза на фильтрующем материале определяется по формуле.

i Г d 1-Vz1

g=2arctp-(— — — — -()), ш(.П-d D-d 1-9 ) где rn — - число клиновидных вырезов;

D u d — соответственно наружный и внутренний диаметры фильтрующего элемента;

@, и Ц вЂ” пористости фильтрующего материала на входе и выходе соответственно.

1607873

1607873

Составитель Л.Юпдашева

Техред М.Дидык Корректор М.Самборская

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 3578 Тираж 565 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35., Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г ° Ужгород, ул. Гагарина, 101