Фильтр для фильтрации газожидкостных сред

Изобретение относится к области очистки газожидкостных сред и может быть использовано в химической, металлургической, строительной, пищевой и других отраслях промышленности. Фильтр включает в себя два основных элемента: кожух с патрубками для входа и выхода рабочей среды и дренажа осадка рабочей среды и расположенный в нем фильтрующий патрон. Фильтрующий патрон состоит из наружной и внутренней проницаемой обечайки с торцевыми днищами, в свободной полости между которыми засыпан слой зернистого фильтрующего материала. На наружной поверхности в верхней части фильтрующего патрона установлена неподвижная сферическая заслонка, плотно прилегающая к поверхности патрона. Фильтрующий патрон заполнен зернистым материалом не полностью, и величина свободного объема составляет 10-20% от общего объема патрона. В нижней части патрона установлен полый короб, плотно прилегающий в своей верхней части к поверхности фильтрующего патрона, а в нижней части патрона, опирающейся на кожух, выполнены отверстия. В торцевых частях патрона имеются оси, установленные на торцевых крышках кожуха. Одна из осей полая, сообщающаяся с входным патрубком и внутренней полостью фильтрующего патрона, а другая ось выведена наружу и через нее осуществляется вращение фильтрующего патрона. Технический результат: непрерывная работа фильтра, повышение надежности и эффективности очистки газожидкостных сред от мелкодисперсных частиц. 1 ил.

 

К защите патентом Российской Федерации предлагается изобретение, представляющее собой фильтр для фильтрации газожидкостных сред, которое относятся к области очистки газовых и жидкостных сред и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической, строительной, пищевой и других промышленностях.

Из уровня техники хорошо известны технические решения аналогичного характера, например, из ГОСТ 25199-82 (СТ СЭВ 2145-80) "Оборудование пылеулавливающее. Термины определения" (утв. постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 31 марта 1982 г. N 1388), по состоянию на 25 сентября 2006 года, Платов В. Улавливание абразивной пыли на промышленных предприятиях. Журнал СОК (Сантехника Отопление Кондиционирование) №5 2004 г., Ветошкин А.Г. Процессы и аппараты защиты атмосферы от газовых выбросов, Учебное пособие по проектированию. - Пенза: Изд-во «Пенз. технол. ин-та», 2003 г. 155 с.: ил. 12 библиогр. (прототип), Оборудование, сооружения, основы проектирования химико-технологических процессов защиты биосферы от промышленных выбросов. / Родионов А.И., Кузнецов Ю.П., Зенков В.В., Соловьев Г.С. - М.: Химия, 1985 г.

Также аналогичные технические решения хорошо известны из источников патентной информации, например описаний изобретений по следующим патентам РФ №№2301105 от 20.06.2007, 2281143 от 27.08.2004, 2280491 от 27.08.2004, 2178334 от 20.01.2002.

Во всех перечисленных выше источниках информации раскрывается способ фильтрации газожидкостных сред, согласно которому рабочую среду подают в горизонтально расположенный фильтр, содержащий кожух и размещенный в нем горизонтально ориентированный пористый патрон, выполненный полым и содержащий насыпной фильтрующий слой.

Также в указанных источниках информации раскрываются конструктивные особенности фильтров, используемых для упомянутого выше способа. При этом фильтр содержит два основных элемента: кожух с патрубками для входа и выхода рабочей среды и дренажа осадка рабочей среды и расположенный в нем фильтрующий патрон, состоящий из наружной и внутренней проницаемой обечайки с торцевыми днищами, в свободной полости между которыми засыпан слой зернистого материала, представляющего собой фильтрующий слой.

Вместе с тем практика эксплуатации указанных выше решений позволяет выявить ряд следующих недостатков.

В процессе очистки сред в фильтре происходит накапливание фильтруемых частиц в свободных промежутках между зернами насадки с последующим увеличением гидравлического сопротивления и остановкой работы фильтра для осуществления его регенерации. Регенерация зернистых фильтров производится путем рыхления слоя, промывки жидкостями или полной замены насадочного материала. Как правило, зернистые фильтры имеют форму удлиненного полого цилиндра, устанавливаемого в вертикальном положении, а движение рабочего потока происходит через пористый слой насадки в радиальном (боковом) направлении от центра к периферии либо наоборот.

Указанные моменты приводят к следующим существенным технологическим проблемам, с которыми приходится сталкиваться в процессе эксплуатации фильтров и очистки сред согласно приведенным выше техническим решениям.

1. Забивка фильтра продуктами фильтрации и вследствие этого необходимость в остановке процесса фильтрации для проведения операций по регенерации рабочего элемента.

2. Необходимость в перегрузке насадки фильтра и применения специальных устройств и механизмов для ее рыхления.

3. При замене фильтрующего слоя возникают проблемы с поставкой новых фильтрующих материалов, а также утилизацией или захоронением отработанного слоя.

Задачей изобретения является усовершенствование технологического процесса фильтрации газожидкостных сред, путем усовершенствования конструкции используемого при этом оборудования - фильтра.

Главным техническим результатом заявленных к правовой охране технических решений является повышение надежности и эффективности очистки газо-жидкостных сред от мелкодисперсных частиц.

Для решения поставленной задачи и достижения указанных выше технических результатов фильтр для очистки газожидкостных сред включает себя два основных элемента: кожух с патрубками для входа и выхода рабочей среды и дренажа осадка рабочей среды и расположенный в нем фильтрующий патрон, состоящий из наружной и внутренней проницаемой обечайки с торцевыми днищами, в свободной полости между которыми засыпан слой зернистого материала, представляющего собой фильтрующий слой, согласно заявленному техническому решению для устранения проскока рабочей среды помимо основного слоя в месте усадки зернистого слоя в верхней части фильтрующего патрона устанавливается неподвижная сферическая заслонка, плотно прилегающая к поверхности фильтрующего патрона, при этом величина перекрытия заслонкой составляет 10-20% от общей поверхности фильтрующего патрона, а в нижней его части устанавливается полый короб, плотно прилегающий в своей верхней части к поверхности фильтрующего патрона, а в нижней части патрона, опирающейся на кожух, выполнены отверстия, через которые проходит дренирование отфильтрованных частиц, выходящих через боковые поверхности фильтрующего патрона. Кроме того, для обеспечения вращения фильтрующего патрона в его торцевых частях имеются оси, опирающиеся на втулки, установленные на торцевых крышках кожуха, причем одна из осей полая, сообщающаяся с входным патрубком и внутренней полостью фильтрующего патрона, а другая ось через сальник выведена наружу и через нее осуществляется привод вращения фильтрующего патрона.

Реализация изобретения позволяет получить следующие преимущества:

1. Обеспечивает непрерывную работу фильтра без потерь на остановки и без трудоемких затрат на его очистку.

2. Вследствие постоянно происходящей регенерации фильтра обеспечивается эффективная очистка рабочей среды от мелкодисперсных частиц.

Вместе с тем работа фильтра производится следующим образом. Загрязненная рабочая среда подается в центральную часть фильтра, распределяется вдоль его длины, проходит в радиальном направлении через фильтрующий зернистый слой, очищаясь от загрязнений, а затем выходит в пространство, ограниченное кожухом, и в торцевой части последнего выводится наружу. Частицы загрязнений накапливаются в пространстве между зернами насадки, что может привести к забивке фильтра и повышению его гидравлического сопротивления. Для устранения этого и приведения фильтра в рабочее состояние производится либо рыхление слоя, либо промывка жидкостями, или полная замена зернистого слоя насадки.

Реализацией изобретения «фильтр» достигается создание конструкции непрерывно работающего фильтра путем саморегенерации его при обеспечении надежной и эффективной очистки рабочей среды от мелкодисперсных включений.

Предлагаемый к правовой охране фильтр представлен на чертеже (продольный и поперечный разрезы).

Он включает в себя два основных элемента: кожух с патрубками для входа (1), выхода (13) рабочей среды и дренажа отфильтрованного осадка (17) и расположенный в нем фильтрующий патрон, состоящий из наружной (9) и внутренней (10) проницаемой обечайки с торцевыми днищами (5, 12), в свободной полости между которыми засыпан зернистый фильтрующий слой насадки (8), состоящий из зерен сферической или произвольной формы.

Кожух состоит из цилиндрической обечайки (6), в торцевых частях которой установлены крышки (2, 14).

На крышке (2) имеется патрубок (1) для входа исходной среды, соединенный с полой опорной втулкой (3). На крышке (14) устанавливается сальник (15) для уплотнения оси вращения. На наружной поверхности в верхней части фильтрующего патрона установлена сферическая заслонка (11), плотно прилегающая к поверхности фильтрующего патрона. В нижней части фильтрующего патрона устанавливается полый короб (18), плотно прилегающий в верхней своей части к поверхности проницаемой наружной обечайки (9) фильтрующего патрона, а в нижней части, опирающейся на обечайку (6), имеет систему отверстий (19). Фильтрующий патрон в торцевых частях имеет оси (4, 16), опирающиеся на опорную втулку (3), и сальник (15), установленные на крышках (2, 14) обечайки (6) корпуса. Одна из осей (4) - полая, сообщающаяся с входным патрубком (1) и внутренней полостью внутренней проницаемой обечайки (10) фильтрующего патрона. Другая ось (16) через сальник (15) выведена наружу и через нее осуществляется вращение фильтрующего патрона либо вручную, либо с помощью соответствующих механизмов.

Работа фильтра осуществляется следующим образом. Исходный рабочий поток через патрубок (1) входит во внутреннюю полость внутренней проницаемой обечайки (10) фильтрующего патрона и в радиальном направлении проходит зернистый фильтрующий слой насадки (8) зернистого материала. Мелкодисперсные частицы задерживаются зернистым фильтрующим слоем насадки (8), а отфильтрованная среда, минуя фильтрующий патрон, через патрубок (13) выводится наружу. Фильтруемые частицы накапливаются между зернами, что может привести к забивке фильтра и повышение его гидравлического сопротивления. Для предотвращения этого постоянное или периодическое вращение фильтрующего патрона вызывает перемещение частиц зернистого слоя относительно друг друга и освобождение промежутков между ними от фильтруемых частиц. Последние под действием силы тяжести и перепада давления в зернистом слое покидают фильтрующий патрон, накапливаются в нижней части обечайки (6) кожуха, откуда затем выводятся наружу через дренажный патрубок (17).

Для интенсификации перемешивания фильтрующий патрон заполняется зернистым фильтрующим слоем насадки (8) не полностью, оставляя определенный свободный объем, 10-20% от общего объема фильтрующего патрона. Так как в верхней части фильтрующего патрона в результате неполного заполнения его объема образуется некоторая незаполненная полость (7), то для предотвращения возможного байпассирования рабочей среды через этот участок в указанном месте поверх наружной обечайки (9) фильтрующего патрона устанавливается сферическая заслонка (11), перекрывающая этот участок.

В нижней части фильтрующего патрона устанавливается полый короб (18) для ограничения его объема от общего потока фильтруемой среды, в котором дренируется отфильтрованный материал.

В качестве зернистого фильтрующего слоя насадки (8) используются материалы сферической или произвольной формы, состоящие из песка, гравия, дробленных горных пород, пластмасс и др. материалов, в зависимости от требуемой устойчивости к воздействию температуры, химических веществ и др.

Осуществление изобретения позволяет получить следующие преимущества:

1. Обеспечить непрерывный процесс фильтрации без остановки фильтра.

2. Исключить необходимость в очистке и перегрузке фильтра и захоронении или утилизации фильтрующего материала.

3. Предлагаемая конструкция фильтра позволяет производить очистку следующих сред: Жидкостные среды, содержащие илистые или волокнистые частицы. Газовые среды, содержащие пылевидные частицы, в том числе и обладающие повышенной адгезией, типа сажи. Газовые и жидкостные среды, содержащие капельные нерастворимые аэрозоли, например, масла, а также быстро твердеющие вещества типа клеев и красок.

Фильтр для очистки газожидкостных сред, включающий в себя два основных элемента: кожух с патрубками для входа и выхода рабочей среды и дренажа осадка рабочей среды и расположенный в нем фильтрующий патрон, состоящий из наружной и внутренней проницаемых обечаек с торцевыми днищами, в свободной полости между которыми засыпан слой зернистого материала, представляющего собой фильтрующий слой, отличающийся тем, что на наружной поверхности в верхней части фильтрующего патрона установлена неподвижная сферическая заслонка, плотно прилегающая к поверхности фильтрующего патрона, при этом фильтрующий патрон заполнен зернистым материалом не полностью, и величина свободного объема составляет 10-20% от общего объема фильтрующего патрона, в нижней его части установлен полый короб, плотно прилегающий в своей верхней части к поверхности фильтрующего патрона, а в нижней части патрона, опирающейся на кожух, выполнены отверстия, при этом в торцевых частях патрона имеются оси, опирающиеся на втулки, установленные на торцевых крышках кожуха, причем одна из осей полая, сообщающаяся с входным патрубком и внутренней полостью фильтрующего патрона, а другая ось через сальник выведена наружу и через нее осуществляется вращение фильтрующего патрона.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фильтрованию и может быть использовано для очистки промышленных и бытовых вод от взвешенных частиц, органических веществ, ионов тяжелых металлов предприятий электронной, машиностроительной, химической и других отраслей промышленности.

Изобретение относится к получению доброкачественной питьевой воды и может быть использовано в качестве сменного фильтровального патрона при очистке питьевой воды в бытовых фильтрах.

Изобретение относится к устройству для очистки жидкости, содержащему фильтрующие средства 1 для отделения примесей в жидкости, подлежащей обработке, путем механической фильтрации и средства очистки 2, такие как элемент из активированного угля или аналогичный компонент, для устранения примесей в указанной жидкости путем поглощения или каким-либо другим соответствующим образом, причем указанные средства 1, 2 по существу встроены в устройство.

Изобретение относится к сорбционной технике, в частности к области производства фильтрующих элементов для средств очистки воздуха, воды, топлива и других сред. .

Изобретение относится к области очистки и обеззараживания воды в бытовых условиях. .

Изобретение относится к фильтрованию, а именно к жидкостным патронным фильтрам, предназначенным для очистки воды в хозяйственно-питьевом водоснабжении. .

Изобретение относится к области очистки углеводородных жидкостей и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, автомобильной и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к средствам для обработки воды, преимущественно питьевой воды, и может быть использовано для ее очистки в быту

Изобретение относится к фильтрующим устройствам для очистки жидкости, преимущественно питьевой воды, предназначенным для использования в фильтрах для очистки жидкости в бытовых условиях, преимущественно в фильтрах кувшинного типа, и может найти применение для очистки питьевой воды и других жидкостей бытового применения, в медицинской и других отраслях

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкости, преимущественно питьевой воды, предназначенным для использования в качестве автономных устройств в бытовых условиях, на дачных и садовых участках, в сервисных службах

Изобретение относится к области сорбционной очистки вод

Изобретение относится к фильтрующим устройствам для очистки жидкости и может найти применение в бытовых условиях для доочистки водопроводной воды и других жидкостей бытового назначения. Устройство фильтрационное состоит из двух рабочих зон, по меньшей мере одного средства фиксации, по меньшей мере одного регулирующего элемента. Верхняя рабочая зона выполнена с возможностью регулирования значения жесткости фильтруемой жидкости на протяжении всего ресурса в виде контейнера с внутренним пространством, заполненным фильтрующим материалом, выполненным с двумя группами распределителей потоков фильтруемой жидкости. Регулирующий элемент представляет собой канал, расположенный в верхней рабочей зоне, и взаимосвязанный с ним в процессе фильтрации жидкости клапан средства фиксации. Технический результат: обеспечение равномерного умягчения фильтруемой жидкости на протяжении всего ресурса работы устройства с одновременным сохранением фильтрующей способности. 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение предназначено для получения доброкачественной питьевой воды. Фильтрующий патрон состоит из последовательно соединенных: узла подачи очищаемой воды, включающего оболочку с радиальными прорезями и снабженного средством крепления; узла фильтрации, выполненного в виде полого цилиндра, на основаниях которого установлены сетки, и снабженного смесью гранулированных адсорбирующих компонентов и слоем нетканого фильтрующего полотна; узла вывода очищенной воды, выполненного в виде воронки с тупым углом и отверстием посредине. Узел фильтрации содержит верхний полимерный контейнер, прилегающий с внутренней стороны к сетке в верхней части узла фильтрации, содержащий гранулированный неорганический фторсодержащий материал, за которым по ходу течения жидкости установлен нижний полимерный контейнер, содержащий неорганический кальцийсодержащий композит. Оба контейнера герметично закреплены на внутренней стенке полого цилиндра и выполнены с отверстиями по ходу течения жидкости. Смесь гранулированных адсорбирующих компонентов содержит гранулированную каталитическую загрузку на основе природного цеолита, покрытого диоксидом марганца, и магнийсодержащий ионообменный материал. Технический результат: эффективная очистка воды и обогащение её необходимыми ионами кальция, магния и фтора. 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

Группа изобретений относится к фильтрующим устройствам для очистки жидкости, преимущественно питьевой воды, предназначенным для использования в устройствах для очистки жидкости с гравитационной подачей в бытовых условиях, преимущественно в фильтрах кувшинного типа. Фильтрующий модуль включает входной фильтр и корпус, заполненный фильтрующим материалом, предпочтительно сорбционным и умягчающим материалом, с выходным фильтром в его донной части. Модуль выполнен с возможностью обеспечения оптимальной компенсации перепада давлений столба жидкости в корпусе, заполненном фильтрующим материалом, на протяжении всего ресурса фильтрующего модуля таким образом, чтобы потоки жидкости проходили от входного фильтра через максимально эффективную толщину слоя фильтрующего материала в основном одновременно в продольном и поперечном направлениях к выходному фильтру. Расстояние L от любой точки входа неочищенной жидкости в корпус модуля через входной фильтр до любой ближайшей точки выхода очищенной жидкости через выходной фильтр зависит от высоты слоя фильтрующего материала Н. L должно быть не менее 5% и не более 50% от Н, предпочтительно не менее 8% и не более 35%. Технический результат: повышение скорости фильтрации жидкости при одновременном повышении эффективности очистки жидкости. 4 н. и 101 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к фильтрующим устройствам для очистки жидкости, предназначенным для доочистки водопроводной воды и других жидкостей бытового назначения. Фильтрующий модуль (варианты) устройства для очистки жидкости состоит из двух рабочих зон и по меньшей мере одного средства фиксации. Первая рабочая зона выполнена с отверстиями для входа жидкости и оттока воздуха. Вторая рабочая зона заполнена наполнителем и снабжена по меньшей мере одним выходным отверстием в основании. Модуль выполнен в сборе с третьей рабочей зоной, содержащей по меньшей мере один вид наполнителя. По второму варианту первая рабочая зона фильтрующего модуля содержит наполнитель. Технический результат: повышение функциональных возможностей фильтрующего модуля, обеспечивающих эффективную очистку воды с последующим введением минеральных веществ в фильтруемую и отфильтрованную воду. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение предназначено для фильтрации. Фильтрационное устройство содержит картридж, определяющий зону обработки, заполненную одной или более фильтрующей средой; впуск для жидкости; выпуск для жидкости; и запорный механизм, размещенный внутри жидкостного протока через картридж и выполненный с возможностью запирания по меньшей мере одного из впуска для жидкости и выпуска для жидкости по истечении срока службы указанной по меньшей мере одной фильтрующей среды. Запорный механизм содержит механический узел, содержащий блокирующий элемент, соединитель и разрушаемый элемент. Разрушаемый элемент сформирован из композиции, выбранной так, что она разрушается в результате воздействия жидкости и тем самым сокращает свой объем. Блокирующий элемент имеет незапирающее и запирающее положение и может смещаться между двумя положениями, причем он смещается в запирающее положение и удерживается в незапирающем положении соединителем. Соединитель одним своим концом соединен с указанным разрушаемым элементом и своим противоположным концом входит в зацепление с блокирующим элементом так, что сокращение объема указанного разрушаемого элемента обусловливает вытягивание соединителя из блокирующего элемента вплоть до расцепления с блокирующим элементом, тем самым высвобождая блокирующий элемент в запирающее положение. Технический результат: отключение устройства при истощении фильтрующей среды. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к фильтру, предназначенному для использования в устройстве фильтрования воды. Устройство фильтрования воды содержит фильтр, имеющий, в целом, плоский профиль. Устройство фильтрования воды содержит контейнер, предназначенный для фильтрованной воды, приемную воронку, предназначенную для установки в контейнер и для приема нефильтрованной воды. Фильтр выполнен с возможностью установки в приемную воронку для фильтрования воды, подаваемой в приемную воронку. Фильтр образует выход из приемной воронки, через который фильтрованная вода попадает в контейнер. Фильтр составляет дно приемной воронки, так что фильтрование воды происходит по всей площади дна приемной воронки. Фильтр содержит корпус, имеющий вход для приема воды, которую необходимо профильтровать, и выход для выдачи фильтрованной воды, причем между входом и выходом содержится фильтрующая среда. Фильтрующая воду среда содержит слой ионообменной смолы и слой материала, наполненного активированным углем, причем эти слои выполнены как два отдельных слоя, расположенных в корпусе. Технический результат: высокая скорость фильтрования. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх