Опорная конструкция для крепления фильтрующего средства

Изобретение относится к фильтрующим устройствам для фильтрации жидкости. В частности, изобретение относится к фильтрующему элементу, содержащему опорную раму, которая накрывается тканым мешком или рукавом, а также к фильтру для жидкости, содержащему фильтрующие элементы с такими рамами. Технический результат заключается в упрочнении опоры рамы и улучшении эксплуатационных характеристик фильтра. Рама (7) фильтрующего элемента содержит удлиненный формованный литьем под давлением корпус, предпочтительно состоящий из нескольких коллинеарных секций (13). Рама имеет несколько опорных ребер (14), проходящих в радиальном направлении от ее центральной оси, и опорную манжету (17), окружающую внешние края ребер на верхнем конце. Манжета имеет сформированное заодно с нею множество радиально внутрь направленных опорных направляющих (18), внутренние концы которых взаимодействуют с формованным корпусом между его соседними опорными ребрами. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к фильтрующему элементу для фильтра жидкости, использующего фильтрующее средство, такое как мешок или рукав, по которому жидкость должна проходить для ее фильтрации и в котором такой фильтрующий материал, как диатомовая земля, используется для образования слоя на внешней стороне фильтрующего средства при работе фильтра. Во время работы фильтра загрязнения отлагаются на слое фильтрующего материала, а не непосредственно на фильтрующем средстве.

В частности, изобретение относится к фильтрующему элементу, содержащему опорную раму, которая накрывается тканым мешком или рукавом, и также к фильтру для жидкости, имеющему по меньшей мере один, и в основном, несколько таких фильтрующих элементов.

Уровень техники

Фильтры, использующие фильтрующее средство обычно в комбинации с фильтрующим материалом, для избежания преждевременного засорения фильтрующего средства и, тем самым, для продления срока работы между процедурами обратной промывки, обычно работают по такому принципу, в соответствии с которым, когда фильтр выводится из работы, фильтрующий материал и скопившееся в нем загрязнение падают на дно емкости. Когда фильтр снова вводится в работу, то поступающая текучая среда обеспечивает перемешивание фильтрующего материала обычно вместе по меньшей мере с частью загрязнения со дна емкости фильтра так, что фильтрующий материал снова покрывает фильтрующее средство.

Один такой фильтр, оказавшийся очень успешным, описан в патентах Южной Африки №№93/0761 и 2001/21144 на имя заявителя данной заявки. В этом фильтре используется несколько по существу параллельных удлиненных фильтрующих элементов с пластмассовой сформованной литьем под давлением рамой, которая в своем поперечном сечении имеет несколько проходящих в продольном направлении ребер, отходящих от центральной оси и внешние края которых поддерживают тканый рукав. Конструкция рамы определяется, отчасти, конструкцией инструмента, и, следовательно, оперативно верхний конец каждой рамы до настоящего времени имел формованную манжету, окружающую верхний конец рамы и имеющую фланец, служащий опорой для проходящего вниз фильтрующего элемента в его рабочем положении относительно разделительной пластины, на которую опираются фильтрующие элементы в по существу вертикальной ориентации.

Эта конструкция, хотя и является по существу удачной, в некоторых случаях приводит к появлению механических напряжений, обусловленных усилиями, воздействующими на фильтрующие элементы; в частности во время пуска, и это приводит к поломке рамы в области ее верхнего конца и особенно у манжеты. Причина этого заключается в том, что верхний конец является единственной областью опоры работающего фильтрующего элемента.

При этом, если тканый мешок или рукав должным образом не удерживаются плотно на верхнем конце рамы, то ткань рукава может втолкнуться под давлением жидкости в путь потока между радиальными ребрами и манжетой, с последующим уменьшением потока из внутреннего пространства данного фильтрующего элемента и с сопровождающимся снижением кпд фильтрации.

Задача изобретения

Соответственно задачей изобретения является создание рамы фильтрующего элемента, выполненной с возможностью упрочнения опоры рамы в ее верхнем конце и, дополнительно, с возможностью снижения вероятности вталкивания ткани мешка или рукава в путь потока, проходящего мимо края манжеты.

Сущность изобретения

В соответствии с настоящим изобретением создана рама фильтрующего элемента для жидкости, содержащая удлиненный, сформованный литьем под давлением корпус, имеющий множество опорных ребер, отходящих в радиальном направлении от его центральной оси, и опорную манжету, окружающую внешние края ребер на ее оперативно верхнем конце, причем рама отличается тем, что манжета имеет выполненное с ней заодно множество в радиальном направлении внутрь направленных опорных направляющих, внутренние концы которых взаимодействуют с формованным корпусом между его соседними опорными ребрами.

Дополнительными признаками изобретения являются формованный корпус, содержащий множество, обычно шесть радиальных опорных ребер, и в этом случае манжета имеет равное число проходящих внутрь опорных направляющих, внутренние края которых плотно входят в угол, образованный между каждой парой соседних опорных ребер; опорные направляющие выполнены по существу плоскими, с суживающимся внутренним краем для плотного вхождения в угол между соответствующей парой опорных ребер; опорные направляющие проходят вниз за нижний конец манжеты; внешние края нижних концов опорных направляющих изогнуты в направлении к их центру; и верхний конец манжеты имеет выполненный заодно и направленный в наружном направлении опорный фланец.

Удлиненный формованный литьем под давлением корпус предпочтительно состоит из нескольких коллинеарных формованных литьем под давлением секций, каждая из которых имеет выполненное заодно опорное кольцо, взаимно соединяющее внешние края опорных ребер на оперативно нижнем их конце, и оперативно верхний конец, который в случае всех секций, кроме самой верхней, вмещает нижний край опорного кольца следующей верхней секции. В этом случае в самую верхнюю секцию входит манжета в соответствии с настоящим изобретением, с ее выполненными заодно опорными направляющими и опорным фланцем на ее верхнем конце. Манжета соединена с самой верхней секцией любыми соответствующими средствами, такими как ультразвуковая сварка, или, что более целесообразно, сплавливание с помощью растворителя или клея в комбинации с плотной посадкой манжеты на элементе.

Изобретение также относится к фильтрующим элементам, имеющим упомянутую выше раму фильтрующего элемента и также фильтр для жидкости, содержащий эти фильтрующие элементы.

Для пояснения изобретения ниже приводится описание его осуществления со ссылкой на чертежи.

Перечень фигур чертежей

На фиг.1 схематически изображено сечение вертикальной проекции узла фильтра для жидкости, используемого для осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 изображено общее схематическое сечение вертикальной проекции фильтрующего элемента, имеющего раму, состоящую из нескольких коллинеарных сформованных литьем под давлением секций, самая верхняя из которых имеет манжету согласно изобретению.

На фиг.3 изображен аналогичный, но увеличенный и с пространственным разделением деталей, вид верхнего конца рамы фильтрующего элемента.

На фиг.4 изображена аналогичная вертикальная проекция, показывающая манжету в установленном положении на самой верхней секции и следующую нижнюю секцию.

На фиг.5 изображен вид с конца отдельной манжеты.

На фиг.6 изображен вид с конца формованной литьем под давлением рамы с ее верхнего конца.

На фиг.7 изображен вид с конца манжеты в установленном положении на верхнем конце соответствующей рамы.

На фиг.8 изображено частичное сечение вертикальной проекции нижнего конца фильтрующего элемента.

Подробное описание изобретения со ссылкой на чертежи

Узел фильтра для жидкости согласно настоящему изобретению обычно содержит емкость (1) круглой цилиндрической формы, имеющую вогнутый нижний конец (2) и соответственно выпуклую крышку (3), установленную на емкости с возможностью ее съема. Ближе к верхнему концу емкости установлена поперечная по существу горизонтальная разделительная пластина (4), на которую опираются верхние концы нескольких по существу вертикальных удлиненных фильтрующих элементов (5), каждый из которых имеет фильтрующее средство в виде тканого рукава (6), опирающегося на свою опорную раму (7).

В боковой стенке емкости ближе к ее дну расположен вход (8), имеющий односторонний обратный клапан (9) и через регулирующий клапан (10) сообщающийся с входным соединением (11) для фильтруемой жидкости.

Верхний конец емкости имеет выход (12) для фильтрованной жидкости через ее боковую стенку, расположенный над уровнем разделительной стенки (4).

В процессе работы жидкость входит через вход (8), проходит через тканое фильтрующее средство рукавов и затем вверх по фильтрующим элементам (5) в верхнюю область емкости (1) на противоположной и поэтому верхней стороне разделительной стенки (4) и наружу через выход (12). В данном фильтре на тканом фильтрующем средстве расположено в рабочем состоянии тонкоизмельченное фильтрующее вещество, которое обычно является диатомовой землей.

В конце цикла фильтрации диатомовая земля и загрязнения, попавшие в нее, падают на дно емкости и должны перемешиваться по существу равномерно, когда фильтр снова вводится в работу.

Следует отметить, что удлиненные фильтрующие элементы, имеющие опору только на их верхних концах, подвергаются некоторым напряжениям и деформациям, особенно при пуске, и что оперативно верхний конец этих элементов должен воспринимать усилие, прилагаемое на элементы.

Рама (7) выполнена удлиненной и состоит из нескольких коллинеарных формованных литьем под давлением секций (13), наиболее наглядно показанных на Фиг.3, и каждая из этих секций в своем поперечном сечении имеет шесть радиальных опорных ребер (14), на внешние края которых опирается рукав (6). Опорные ребра (14) взаимно соединены на их внешних краях кольцом (15) на одном конце, нижнем их конце, при этом кольцо окружает ребра и сформовано заодно с ними. Нижний конец составной рамы оканчивается в этом кольце (15а) (см. Фиг.8).

Согласно изобретению верхний конец (16) самой верхней секции (13) рамы имеет манжету (17), имеющую выполненные заодно с ней, расположенные с равными угловыми интервалами, направленные внутрь опорные направляющие (18). Опорные направляющие имеют сходящиеся внутренние края (19), которые плотно посажены между внутренними концами опорных ребер (14), и поэтому каждая опорная направляющая имеет угловое смещение около 30 градусов относительно каждого из двух соседних опорных ребер формованной литьем под давлением рамы. Как показано на Фиг.4, манжета имеет внутренний фланец (20), к которому примыкает верхний конец формованной литьем под давлением секции в установленном положении.

Опорные направляющие расположены по существу под нижним концом (21) манжеты, как указано ссылочным номером (22), в результате чего обеспечивается прочное крепление верхнего конца каждого фильтрующего элемента.

Манжета на своем верхнем конце имеет выполненный заодно направленный наружу опорный фланец (17а).

Манжеты также выполнены формовкой литьем под давлением из пластмассы и постоянно прикреплены к верхнему концу соответствующей секции формованной литьем под давлением рамы с помощью таких средств, как сплавление с помощью растворителя или другого соединяющего вещества, или, как вариант, ультразвуковая сварка. В любом случае манжета плотно устанавливается на конце формованной литьем под давлением рамы, при этом в работе между этими двумя деталями какая-либо неплотность исключается.

Рама фильтрующего элемента оканчивается у нижнего конца диском (23) из формованной литьем под давлением пластмассы, имеющим круглый край (24) согласно Фиг.8 и более подробно описанным в выданном данному заявителю патенте Южной Африки №2000/2445, содержание которого включено в описание в качестве ссылки.

Следует отметить, что проходящие в радиальном направлении опорные направляющие, которые контактируют с верхним концом опорной рамы фильтрующего элемента, создают очень прочное прикрепление рамы к разделительной пластине и, согласно проведенным испытаниям, манжета согласно настоящему изобретению обладает прочностью, превосходящей использовавшиеся ранее крепежные манжеты. Кроме того, расположение опорных направляющих, проходящих под нижним краем самой манжеты, предотвращает вталкивание жидкостью под давлением фильтрующей ткани, натяжение которой может ослабнуть, на путь идущего через манжету потока и в результате этого по меньшей мере частичное блокирование пути потока.

Следует также отметить, что в осуществлении описанного выше изобретения могут быть сделаны многие применения в рамках его объема. В частности, может быть целесообразным, например, выполнение только трех направленных внутрь опорных направляющих в случае шести опорных ребер на самой раме фильтрующего элемента, хотя если ткань фильтра будет слишком слабо натянутой, то она может втянуться в оставшиеся три отверстия.

1. Рама (7) фильтрующего элемента для жидкости, содержащая удлиненный формованный литьем под давлением корпус, имеющий верхний конец и нижний конец, множество опорных ребер (14), проходящих в радиальном направлении от его центральной оси и оканчивающихся радиально на внешних краях ребер, и опорную манжету (17), имеющую верхний конец и нижний конец и окружающую внешние края ребер на верхнем конце формованного корпуса, при этом манжета имеет выполненное заодно с ней множество направленных радиально внутрь опорных направляющих (18), внутренние концы которых взаимодействуют с формованным корпусом между его соседними опорными ребрами.

2. Рама фильтрующего элемента для жидкости по п.1, в которой манжета имеет несколько проходящих внутрь опорных направляющих, число которых равно радиально проходящим опорным ребрам, при этом внутренние края (19) опорных направляющих плотно входят в угол, образованный между каждой парой соседних опорных ребер.

3. Рама фильтрующего элемента для жидкости по п.2, в которой конструкция опорных направляющих, по существу, плоская и их внутренний край имеет сужение для плотного вхождения в угол между соответствующей парой опорных ребер.

4. Рама фильтрующего элемента для жидкости по п.1, в которой опорные направляющие проходят вниз (22) за нижний конец (21) манжеты.

5. Рама фильтрующего элемента для жидкости по п.1, в которой внешние края нижних концов опорных направляющих изогнуты внутрь к ее центру.

6. Рама фильтрующего элемента для жидкости по п.1, в которой верхний конец манжеты имеет выполненный заодно направленный наружу опорный фланец (17а).

7. Рама фильтрующего элемента для жидкости по п.1, в которой удлиненный сформованный литьем под давлением корпус состоит из нескольких коллинеарных формованных литьем под давлением секций (13), каждая из которых имеет выполненное заодно опорное кольцо (15), взаимно соединяющее внешние края опорных ребер на их нижнем конце и верхний конец, который в случае всех формованных секций, кроме самой верхней, вмещает нижний край опорного кольца следующей верхней секции.

8. Рама фильтрующего элемента для жидкости по п.7, в которой верхний конец самой верхней формованной секции вмещает манжету с ее выполненными заодно опорными направляющими.

9. Рама фильтрующего элемента для жидкости по п.1, в которой манжета соединена с рамой с помощью одного из следующих средств: ультразвуковой сварки, сплавления с помощью растворителя и соответствующего клея, в сочетании с плотной посадкой манжеты на раме.

10. Фильтрующий элемент, содержащий фильтрующие элементы (5), имеющие рамы по любому из пп.1-9.