Фильтр для очистки воды от механических загрязнений в трубопроводах

 

Использование: изобретение относится к области фильтрования воды в трубопроводах в различных отраслях техники, а более конкретно к фильтрам для очистки воды от механических загрязнений в трубопроводах, работающих под давлением и может быть использовано преимущественно в контуре системы аварийного охлаждения ядерного реактора с высокими скоростями прохождения воды в трубопроводе. Сущность изобретения: фильтр для очистки воды от механических загрязнений в трубопроводах, содержащий полый корпус с входным и выходным патрубками, соосно расположенным на продольной оси корпуса, технологический люк с крышкой и фильтрующий элемент, установленный в полости корпуса соосно патрубкам и выполненный в виде перфорированной обечайкой с перфорированным дном, снабжен струезакручивающими лопастями, которые установлены на входе в фильтрующий элемент, при этом фильтрующий элемент содержит внутреннюю перфорированную обечайку, установленную концентрично наружной перфорированной обечайке, в струезакручивающие лопасти неподвижно закреплены на торце внутренней перфорированной обечайки. Устройство обеспечивает отсутствие гидравлического удара в фильтре в случае попадания в него пленочных загрязнений. 2 ил.

Изобретение относится к области фильтрования воды в трубопроводах в различных отраслях техники, а более конкретно к фильтрам для очистки воды от механических загрязнений в трубопроводах, работающих под давлением, и может быть использовано преимущественно в контуре системы аварийного охлаждения ядерного реактора с высокими скоростями прохождения воды в трубопроводе.

Известен фильтр для очистки воды от механических загрязнений в трубопроводах, содержащий полый корпус с входным и выходным патрубками, соосно расположенными на продольной оси корпуса, технологический люк со съемной крышкой, ось которого расположена перпендикулярно продольной оси корпуса, и фильтрующий элемент, установленный в полости корпуса соосно патрубкам. Фильтрующий элемент выполнен в виде перфорированной конусной обечайки с перфорированным дном. Фильтрующий элемент открытым торцем конусной обечайки закреплен в седле, выполненном в корпусе со стороны входного патрубка, и зафиксирован в нем с помощью дугообразного выступа, выполненного на съемной крышке технологического люка, а также с помощью опор, выполненных в корпусе со стороны выходного патрубка. Фильтрующий элемент устанавливают и извлекают для проведения профилактического осмотра, ремонта и удаления загрязнений через технологический люк [1] Недостатком известного фильтра является возникновение гидравлического удара при забивании фильтрующего элемента матерчатыми или полимерными пленочными загрязнениями, которые могут закрыть его перфорированное дно и частично перфорированные стенки. В результате перекрытия потока воды под давлением на дне фильтрующего элемента возникает гидравлический удар, который может привести к разрушению фильтрующего элемента или в случае полного забивания фильтрующей поверхности к разрыву трубопровода. Вероятность попадания в трубопровод такого рода загрязнений особенно возрастает после проведения ремонтно-профилактических работ, когда в трубопровод могут попасть обтирочные материалы, полиэтиленовые пленки, резиновые перчатки и тому подобные пленочные загрязнения.

Задачей настоящего изобретения является создание фильтра с гарантированной пропускной способностью фильтрующего элемента, который предназначен для очистки воды от механических загрязнений, например, от механического мусора после ремонтно-профилактических работ в трубопроводах, работающих под давлением, преимущественно вы контуре системы аварийного охлаждения ядерного реактора с высокими скоростями прохождения воды в трубопроводе, и с обеспечением сохранения целостности как самого фильтра, так и трубопровода при попадании в него матричных или пленочных загрязнений таких, как обтирочные материалы, полиэтиленовая пленка, рабочие рукавицы, резиновые перчатки и т. д.

Техническим результатом настоящего изобретения является отсутствие гидравлического удара в фильтре в случае попадания в него пленочных загрязнений. Это объясняется тем, что пленочные загрязнения, как правило, движутся по центральной части потока воды, поскольку скорость потока в центральной части выше, чем по периферии потока. При входе в фильтрующий элемент пленочные загрязнения наталкиваются на установленные в центре проходного сечения фильтра струезакручивающие лопасти и удерживаются на них за счет напора воды. Если пленочные загрязнения попадают в фильтрующий элемент и закрывают его перфорированную поверхность, то фильтрующий элемент сохраняет свою пропускную способность, поскольку часть его перфорированной поверхности, находящейся непосредственно под лопастями, гарантированно остается свободной (мертвая зона) от перекрытия ее пленочными загрязнениями за счет экранирования этой поверхности лопастями.

Кроме того, при отсутствии в потоке воды пленочных и других видов загрязнений струезакручивающие лопасти закручивают поток и равномерно его распределяют по всей площади фильтрующего элемента, чем обеспечивают повышенную пропускную способность фильтра и снижение его гидравлического сопротивления.

Указанный технический результат достигается тем, что известный фильтр для очистки воды от механических загрязнений в трубопроводах, содержащий полый корпус с входным и выходным патрубками, соосно расположенными на продольной оси корпуса, технологический люк с крышкой и фильтрующий элемент, установленный в полости корпуса соосно патрубкам и выполненный в виде перфорированной обечайки с перфорированным дном, снабжен струезакручивающими лопастями, которые установлены на входе в фильтрующий элемент, при этом фильтрующий элемент содержит внутреннюю перфорированную обечайку, установленную концентрично наружной перфорированной обечайки, а струезакручивающие лопасти неподвижно закреплены на торце внутренней перфорированной обечайки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан фильтр (продольный разрез), на фиг. 2 фильтр (вид сбоку).

Фильтр содержит полый корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, соосно расположенными на продольной оси корпуса, технологический люк 4 со съемной крышкой 5, ось которого расположена перпендикулярно продольной оси корпуса 1, и расположенный в полости 6 корпуса 1 соосно входному 2 и выходному 3 патрубкам фильтрующий элемент 7. Фильтрующий элемент 7 содержит концентрично расположенные перфорированные обечайки наружную 8 и внутреннюю 9 и перфорированное дно 10. На закрытом торце внутренней обечайки 9 со стороны входного патрубка 2 на входе в фильтрующий элемент 7 установлены двенадцать струезакручивающих лопастей 11 и неподвижно закреплены на торце. Диаметр описанной окружности струезакручивающих лопастей 11 составляет 50-60 процентов от внутреннего диаметра наружной обечайки 8 для обеспечения свободного прохода потока воды. Фильтрующий элемент 7 размещен в полости 6 корпуса 1 с образованием полости 12 с неочищенной водой и полостей 13 и 14 с очищенной водой. Полость 12, образованная наружной обечайкой 8, внутренней обечайкой 9 и дном 10, сообщена с входным патрубком 2. На внутренней поверхности корпуса 1 перед выходным патрубком 3 установлена опорная решетка 15 с центральным резьбовым отверстием 16, в котором установлена упорная резьбовая втулка 17, и окнами 18. Полость 13, образованная стенками внутренней камеры 6, наружной обечайки 8, дном 10 и опорной решеткой 15, сообщена окнами 18 с выходным патрубком 3. Полость 14, образованная внутренней обечайкой и ее закрытым торцом, сообщена с входным патрубком 2 через полость 12, а с выходным патрубком 3 через упорную резьбовую втулку 17. Фильтрующий элемент 7 своим открытым торцем установлен в седло 19, которое выполнено на внутренней поверхности корпуса 1 со стороны входного патрубка 2, и закреплен посредством распора между седлом 19 и опорной решеткой 18.

Фильтр для очистки воды от механических загрязнений в трубопроводах работает следующим образом.

В контуре, где установлен фильтр, поток теплоносителя, в качестве которого служит вода, под давлением 100 атм. поступает через входной патрубок 2 в полость 12 фильтрующего элемента 7, при этом центральная часть потока теплоносителя проходит через струезакручивающие лопасти 11, закручивается и за счет центробежной силы меняет направление своего движения в сторону наружной перфорированной обечайки 8 и выходит в полость 13. Остальная, меньшая часть потока теплоносителя, выходит через перфорированное дно 10 в полость 13 и через перфорированную внутреннюю обечайку 9 в полость 14. Из полости 13 очищенный поток теплоносителя выходит через окна 18 в выходной патрубок 3. Из полости 14 очищенный поток теплоносителя выходит через упорную резьбовую втулку 17 и резьбовое отверстие 16 в выходной патрубок 3. При попадании в поток теплоносителя пленочных загрязнений, которые, как правило, движутся по центральной части потока теплоносителя, центральная часть потока теплоносителя проходит через струезакручивающие лопасти 11 и закручивается, а пленочные загрязнения задерживаются на лопастях 11 за счет напора потока, чем предотвращается перекрытие перфорированных поверхностей фильтрующего элемента. Частичное перекрытие проходного сечения фильтра вызывает увеличение перепада давления между входным 2 и выходным 3 патрубками, что является сигналом для производства работ по осмотру и удалению механических загрязнений из фильтра. При попадании в поток теплоносителя пленочных загрязнений с большими поверхностями и объемами, которые могут перекрыть значительную площадь перфорированных поверхностей фильтрующего элемента и вызвать значительный перепад давления, перфорированная внутренняя обечайка, которая расположена под струезакручивающими лопастями, остается свободной от перекрытия ее пленочными загрязнениями за счет ее экранирования лопастями.

Формула изобретения

Фильтр для очистки воды от механических загрязнений в трубопроводах, содержащий полый корпус с входным и выходным патрубками, соосно расположенными на продольной оси корпуса, технологический люк с крышкой и фильтрующий элемент, установленный в полости корпуса соосно с патрубками и выполненный в виде перфорированной обечайки с перфорированным дном, отличающийся тем, что он снабжен струезакручивающими лопастями, которые установлены на входе в фильтрующий элемент, при этом фильтрующий элемент содержит внутреннюю перфорированную обечайку, установленную концентрично наружной перфорированной обечайке, а струезакручивающие лопасти неподвижно закреплены на торце внутренней перфорированной обечайки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2