Фильтр магнитный
Изобретение относится к фильтрам для улавливания твердых частиц с содержанием ферромагнитных примесей и может быть использовано для очистки жидкостей в закрытых трубопроводах. Фильтр выполнен в виде вертикального цилиндрического корпуса с верхней и нижней крышками и двумя соосными отрезками труб в верхней его части с элементами крепления к трубопроводу. Объем цилиндрического корпуса превышает суммарный объем отрезков труб в четыре и более раза. Верхняя крышка снабжена вертикальной пластиной, расположенной по диаметру цилиндрического корпуса под углом 45-90° к оси отрезков труб на высоту, равную половине и более высоты цилиндрического корпуса. Фильтрующий элемент выполнен в виде сетчатого диска с элементами жесткости, укрепленного на нижнем торце вертикальной пластины и равного по диаметру внутреннему диаметру вертикального цилиндрического корпуса. Плоские элементы магнитной системы расположены на немагнитном стержне по оси вертикального цилиндрического корпуса и могут быть закреплены как на нижней крышке, так и на нижнем торце вертикальной пластины. Фильтр позволяет уменьшить гидродинамическое сопротивление потоку жидкости при повышении степени ее очистки и улучшить эксплуатационные характеристики. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к производству фильтров для улавливания твердых частиц с содержанием ферромагнитных примесей и может быть использовано для очистки жидкостей в закрытых трубопроводах.
Известны фильтры, выпускаемые промышленностью, предназначенные для улавливания стойких механических примесей, в том числе ферромагнетиков, используемые для очистки жидкости, например, перед счетчиками горячей и холодной воды (см. фильтры магнитные фланцевые ФМФ 50, 65, 80, 100, 150, 200. Техническое описание. Московский завод "Водоприбор", 1982 г. [1]).
Фильтр представляет собой отрезок трубы, на обоих концах которой выполнены элементы для присоединения к трубопроводу, с отверстием в нижней части отрезка трубы, где в цилиндрическом корпусе, выполненном из материала трубы за одно с ним (например, литьем), установлено фильтрующее устройство, включающее размещенные по оси цилиндрического корпуса соосно с ним сетчатый цилиндр и магнитную систему из магнитного стержня с размещенными на нем набором постоянных магнитов, разделенных между собой магнитопроводящими шайбами. Ось цилиндрического корпуса, а значит и ось фильтрующего устройства, расположены в отрезке трубы под острым углом встречно к потоку фильтруемой жидкости, частично перекрывая сечение канала трубопровода.
При подключении такого фильтра к трубопроводу фильтруемая жидкость проходит по отрезку трубы через сетчатый цилиндр фильтрующего устройства, а содержащиеся в ней механические примеси крупнее ячеек сетки задерживаются последней, при этом ферромагнитные частицы, притягиваясь к магнитам, также остаются внутри фильтрующего устройства, повышая степень очистки жидкости. Чем больше размер магнитных элементов и меньше размеры ячеек сетки, тем выше степень очистки и больше гидродинамическое сопротивление фильтра.
Известны также фильтры магнитные, предназначенные для улавливания стойких механических примесей, в том числе и ферромагнетиков (см. описание изобретения к патенту РФ №2196634, опубликованного 20.01.2003 г. [2]).
Фильтр представляет собой отрезок трубы с элементами крепления ее к трубопроводу, с цилиндрическим корпусом в нижней ее части, полость которого сообщается с полостью трубы, и фильтрующим устройством из сетчатого цилиндра и магнитной системы, расположенной в сетчатом цилиндре; сетчатый цилиндр установлен соосно с цилиндрическим корпусом, перекрывая все сечение трубы, причем их ось перпендикулярна оси трубы, а магнитная система выполнена в виде элемента плоской или обтекаемой формы, горизонтальный размер которой превышает вертикальный размер, например, в виде пластины или чечевицы, причем объем полости цилиндрического корпуса превышает внутренний объем трубы в два и более раза.
К недостаткам такого фильтра следует отнести невысокую степень очистки за счет прямого протока очищаемой жидкости, при котором значительная часть твердых частиц не успевает осесть на дно цилиндрического корпуса за счет гравитационных сил. Кроме того, площадь сетчатого фильтрующего элемента дважды перекрывает полное сечение трубы, что определяет время засорения и увеличение гидродинамичекого сопротивления. Эффективность магнитной системы ограничена степенью перекрытия поперечного сечения тубы, что также влияет на гидродинамическое сопротивление.
Задачей изобретения является уменьшение гидродинамического сопротивления потоку жидкости и повышение степени ее очистки.
Для решения этой задачи фильтр магнитный, содержащий вертикальный корпус, элементы крепления к трубопроводу, сетчатый фильтрующий элемент и магнитную систему, состоящую из двух и более плоских элементов, выполненных из двух соосных отрезков труб с элементами крепления к трубопроводу, сообщающихся с цилиндрическим корпусом в верхней его части, объем которого в четыре и более раза больше суммарного объема отрезков труб и который снабжен верхней и нижней крышками, причем верхняя крышка имеет вертикальную пластину, ширина которой равна внутреннему диаметру цилиндрического корпуса, а высота равна половине и более его высоты; плоскость пластины расположена под углом 45°-90° к оси отрезков труб. Фильтрующий элемент выполнен в виде сетчатого диска с элементами жесткости, равного по диаметру внутреннему диаметру цилиндрического корпуса и укрепленного на нижнем торце вертикальной пластины, а магнитная система расположена по оси цилиндрического корпуса ниже вертикальной пластины и закреплена на ее торце или на нижней крышке.
Отличительными признаками предлагаемого фильтра магнитного от вышеописанного, наиболее близкого к нему, является наличие двух соосных отрезков труб, сообщающихся с цилиндрическим вертикальным корпусом в верхней его части, наличие верхней крышки с вертикальной пластиной, расположенной под углом 45°-90° к оси отрезков труб, причем ее высота равна половине или более высоты цилиндрического корпуса, объем которого превышает суммарный объем отрезков труб в четыре и более раза, выполнение фильтрующего элемента в виде плоского сетчатого диска с элементами жесткости, равного по диаметру внутреннему диаметру цилиндрического корпуса и укрепленного на нижнем торце вертикальной пластины, расположение магнитной системы по оси цилиндрического корпуса с ее закреплением на торце вертикальной пластины или на нижней крышке.
Благодаря наличию этих признаков уменьшается гидродинамическое сопротивление потоку, повышается степень очистки жидкости за счет турбулизации потока от вертикальной пластины, лучшего смывания потоком магнитной системы, снижения скорости потока за счет увеличения объема, большей площади сетчатого фильтрующего элемента.
Предлагаемый фильтр магнитный иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1, 2, 3. На фиг.1 показан общий вид фильтра магнитного с вертикальной пластиной, расположенной под углом 90° к оси отрезков труб и магнитной системой, укрепленной на нижней крышке цилиндрического корпуса. На фиг.2 показана магнитная система, укрепленная на нижнем торце вертикальной пластины, а на фиг.3 в сечении А-А (фиг.1) показано расположение вертикальной пластины под углом 45° к оси отрезков труб.
Фильтр магнитный (фиг.1) содержит два соосных отрезка труб 1 с элементами крепления 2 к трубопроводу, выполненными в виде фланцев. Отрезки труб 1 соединены с вертикальным цилиндрическим корпусом 3 в верхней его части. Цилиндрический корпус 3 снабжен верхней крышкой 4 и нижней крышкой 10. Верхняя крышка 4 расположена над соосными отрезками труб 1 и снабжена вертикальной пластиной 5, установленной под углом 45°-90° к оси отрезков труб 1, при этом высота ее равна половине или более высоты цилиндрического корпуса 3, объем которого превышает суммарный объем отрезков труб 1 в четыре и более раза. Сетчатый фильтрующий элемент 6 выполнен в виде плоского диска, снабженного элементами жесткости, и закреплен на нижнем торце вертикальной пластины 5. Магнитная система, состоящая из немагнитного стержня 9, плоских ферромагнитных шайб 8 и кольцевых постоянных магнитов 7, закреплена на нижней крышке 10 цилиндрического корпуса 3 (фиг.1) или на нижнем торце вертикальной пластины 5 (фиг.2).
Устройство работает следующим образом. При подключении фильтра к трубопроводу с помощью фланцев 2 поток очищаемой жидкости, протекая по отрезку трубы 1, на входе в цилиндрический корпус 3 за счет резкого увеличения объема замедляет скорость течения, а за счет столкновения с вертикальной пластиной 5 дополнительно турбулизуется, что увеличивает влияние гравитационной составляющей на твердые частицы, находящиеся в потоке, и улучшает условия оседания на сетчатый фильтр 6, дно цилиндрического корпуса 3 и улавливание ферромагнитных частиц магнитной системой. При больших скоростях потока увеличение степени турбулизации потока и улучшение степени очистки достигается расположением вертикальной пластины 5 под углом от 45°-90° (фиг.3).
Описанная конструкция фильтра позволяет значительно повысить степень очистки жидкости, снизить гидродинамическое сопротивление потоку и уменьшить мощность насосных устройств магистрали, увеличить интервал обслуживания за счет большей площади сетчатого фильтрующего элемента и оптимального расположения магнитной системы.
1. Фильтр магнитный, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, элементы крепления к трубопроводу, сетчатый фильтрующий элемент и магнитную систему, выполненную из двух и более плоских элементов, отличающийся тем, что фильтр выполнен из двух соосных отрезков труб с элементами крепления к трубопроводу, сообщающихся с вертикальным цилиндрическим корпусом в верхней его части, который снабжен верхней крышкой с вертикальной пластиной, расположенной под углом 45-90° к оси отрезков труб, ширина которой равна внутреннему диаметру цилиндрического корпуса, высота равна половине и более его высоты, а на нижнем торце пластины укреплен сетчатый фильтрующий элемент, равный по диаметру внутреннему диаметру цилиндрического корпуса и выполненный в виде диска с элементами жесткости, причем магнитная система расположена по оси цилиндрического корпуса между фильтрующим элементом и нижней крышкой цилиндрического корпуса, объем которого превышает суммарный объем отрезков труб в четыре и более раза.
2. Фильтр магнитный по п.1, отличающийся тем, что магнитная система закреплена на нижнем торце вертикальной пластины.
3. Фильтр магнитный по п.1, отличающийся тем, что магнитная система закреплена на нижней крышке вертикального цилиндрического корпуса.
