Фильтрующий элемент

Изобретение относится к области фильтрации, а именно к конструкциям внутрикорпусных дренажно-распределительных устройств насыпных фильтров очистки газов, водных растворов или других жидкостей и может использоваться в соответствующем оборудовании, применяемом в энергетике (в том числе атомной), промышленности и коммунальном хозяйстве. Фильтрующий элемент содержит корпус в виде трубы с отверстиями в рабочей зоне и закрепленные на нем плоские кольцеобразные пластины с дистанционирующими элементами, дистанционирующие элементы на плоских кольцеобразных пластинах выполнены в виде точечных рифтов, а сами плоские кольцеобразные пластины выполнены, как минимум, в двух исполнениях с различным расположением рифтов, исключающим совпадения расположения (совмещение) рифтов смежных пластин, при этом пластины разных исполнений установлены поочередно. Выполнение дистанционирующих элементов в виде точечных рифтов позволяет упростить изготовление плоских кольцеобразных пластин, уменьшить металлоемкость, габариты и себестоимость фильтрующего элемента. Возможность формирования оптимальных схем направления движения мини-потоков рабочей среды на выходе из плоских щелевых каналов фильтрующего элемента позволяет достичь наиболее равномерного распределения рабочей среды в слое фильтрующего материала, что повышает глубину его регенерации и отмывки, увеличивая тем самым продолжительность рабочего фильтроцикла при тех же или даже меньших затратах химических реагентов и воды. 4 ил.

 

Изобретение относится к области фильтрации, а именно к конструкциям внутрикорпусных дренажно-распределительных устройств насыпных фильтров очистки газов, водных растворов или других жидкостей и может использоваться в соответствующем оборудовании, применяемом в энергетике (в том числе атомной), промышленности и коммунальном хозяйстве.

Основным технико-экономическим показателем, характеризующим эффективность работы насыпного фильтра, является продолжительность его фильтроцикла, которая, помимо прочего, непосредственно влияет на количество отходов и стоков, образующихся в процессе его эксплуатации и подлежащих утилизации. Это особенно важно в отношении фильтров, входящих в состав технологических схем объектов использования атомной энергии и радиохимических производств.

Продолжительность фильтроцикла насыпного фильтра определяется не только количеством и качеством материала фильтрующей загрузки, но также в значительной степени зависит от равномерности распределения и сбора по сечению фильтра потоков фильтруемого продукта, регенерационных растворов и промывных жидкостей. В большинстве распространенных конструкций насыпных фильтров равномерность распределения потоков по сечению фильтра обеспечивается его внутрикорпусными верхним сборно-распределительным устройством и нижним дренажно-распределительным устройством (ДРУ).

Применяемые на практике конструкции фильтрующих элементов ДРУ можно условно разделить на сетчатые и щелевые.

Сетчатые конструкции (см., например, а.с. СССР №292349, 1971) подвержены забиванию отверстий их фильтрующих перегородок (сеток) осколками измельчающихся в процессе работы гранул фильтрующих материалов (особенно синтетических ионообменных смол). Это приводит к постепенному увеличению гидравлического сопротивления сетчатой перегородки (и ДРУ в целом) и может сопровождаться ее деформацией вплоть до нарушения целостности конструкции фильтрующего элемента.

Известен фильтр с ДРУ тонкостенного щелевого типа, фильтрующие элементы которого имеют горизонтальное расположение плоской кольцевой щели (а.с. СССР №1509107, 1989). Кольцевая щель должна обеспечивать кольцевой поток (сток с фильтрующего элемента) и равномерное распределение жидкости по периферии фильтрующего элемента и по сечению фильтра.

Недостатком такой конструкции является технологическая сложность получения кольцевой щели одинаковой ширины, что приводит к протеканию жидкости преимущественно через участки щели с наибольшей шириной. На участках щели с меньшей шириной поток, соответственно, значительно меньше, вплоть до значения близкого к нулю, что вызывает неравномерность сбора фильтруемого продукта и распределения регенерационных растворов и промывных жидкостей по сечению фильтра. При длительной эксплуатации ширина щелей на участках с максимальной скоростью потока лишь увеличивается за счет гидроэрозионного износа.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является фильтрующий элемент по патенту РФ №2254899 от 03.02.2004.

Известное устройство содержит корпус в виде трубы с отверстиями в рабочей зоне и закрепленным на нем пакетом плоских кольцеобразных пластин с дистанционирующими элементами, выполненными в виде прямых рифтов (рифтов лучевого вида), определяющими размер зазора плоского щелевого канала между пластинами. При этом рифты смежных пластин имеют противоположное (зеркальное) направление угла отклонения от радиуса, что гарантирует несовпадение положения рифтов смежных пластин (гарантированное перекрестие рифтов смежных пластин в плане) при любом их смещении вокруг оси корпуса фильтрующего элемента.

Отличные эксплуатационные характеристики фильтрующих элементов данной конструкции подтверждены десятками тысяч надежно работающих на АЭС экземпляров. Однако изготовление плоских кольцеобразных пластин с лучевыми рифтами значительной (относительно ширины плоскости кольца) протяженности связано с существенными технологическими трудностями. Возникающие после штамповки напряжения в металле пластин могут нарушать их плоскостность и, как следствие, приводить к превышению допусков, установленных для размеров зазоров в плоских щелевых каналах между пластинами фильтрующего элемента. Поэтому рифты при штамповке выполняются с плавными скруглениями, что усложняет изготовление штампов и увеличивает себестоимости изделия.

Кроме того, при регенерациях и взрыхляющих отмывках фильтрующего материала (загрузки) в фильтре разнонаправленные рифты на смежных плоских кольцах формируют разнонаправленные мини-потоки рабочих сред, которые при выходе из щелевых каналов сталкиваются, перемешиваются и выравнивают поле скоростей потока рабочей среды в слое фильтрующего материала. Однако в некоторых технологиях необходимо получение потоков с другими характеристиками, например, общим закручиванием всего потока.

Таким образом, недостатками фильтрующего элемента по патенту РФ №2254899 являются сложность и относительно высокая себестоимость его изготовления, а также невозможность изменения профиля поля скоростей выходящего потока.

Предлагаемое устройство позволяет устранить недостатки известной конструкции при сохранении ее неоспоримых преимуществ.

Новым по сравнению с прототипом является то, что дистанционирующие элементы выполнены в виде точечных рифтов, а плоские кольцеобразные пластины выполнены, как минимум, в двух исполнениях с различным расположением рифтов, исключающим совпадения расположения (совмещение) рифтов смежных пластин, при этом пластины разных исполнений установлены поочередно.

Выполнение дистанционирующих элементов в виде точечных рифтов с малым диаметром основания позволяет снизить напряжения в металле плоских кольцеобразных пластин, благодаря меньшей протяженности линий деформации металла в радиальном направлении и, соответственно, предъявляет менее жесткие требования к процессу штамповки. Кроме того, это позволяет использовать для изготовления кольцеобразных пластин более тонкий металл, уменьшить габариты, металлоемкость и себестоимость фильтрующего элемента при сохранении общей площади щелей на его активной поверхности.

Как и рассмотренный выше прототип, предлагаемое устройство имеет высокую механическую прочность, поскольку силовое гидродинамическое воздействие в процессе фильтрации воспринимается торцами плоских колец, собранных в плотный пакет.

У предлагаемого устройства, как и у рассмотренного выше прототипа, для фильтрования доступна вся площадь зазоров между кольцеобразными пластинами по их наружным кромкам (т.е. вся площадь зазоров на входах в плоские щелевые каналы между пластинами), поскольку рифты располагаются в глубине щелевых каналов.

Как и у рассмотренного выше прототипа, смежные кольцеобразные пластины в пакете, собранном на корпусе предлагаемого устройства, выполнены по различным схемам, исключающим совпадение расположения (совмещение) отштампованных на них дистанционирующих точечных рифтов при любом смещении пластин вокруг оси корпуса.

При этом расположение точечных рифтов на пластинах по несовпадающим схемам их размещения может быть выполнено таким образом, что при регенерациях и взрыхляющих отмывках фильтрующего материала (загрузки) в фильтре на выходе из щелевых каналов фильтрующего элемента может быть сформировано радиальное направление истечения мини-потоков рабочих сред, как разнонаправленное в каждой смежной щели (аналогично прототипу), так и имеющее единый вектор истечения.

Выбор схем расположения точечных рифтов на кольцеобразных пластинах фильтрующих элементов зависит от оборудования, в котором они будут применены.

Возможность формирования оптимальных схем направления движения мини-потоков рабочей среды на выходе из плоских щелевых каналов фильтрующего элемента путем изменения геометрии расположения рифтов на его кольцеобразных пластинах позволяет достичь наиболее равномерного распределения рабочей среды в слое фильтрующего материала по сечению фильтра. Это повышает глубину его регенерации и отмывки, увеличивая тем самым продолжительность рабочего фильтроцикла при тех же или даже меньших затратах химических реагентов и воды.

Таким образом, предложенная совокупность признаков обеспечивает упрощение изготовления устройства, возможность снижения его металлоемкости и себестоимости, а также позволяет достичь наиболее равномерного распределения рабочих сред в слое фильтрующего материала по сечению фильтра.

На фиг. 1 представлен фильтрующий элемент, где:

1 - трубчатый корпус;

2 - приемное отверстие;

3 - плоские кольцеобразные пластины с точечными рифтами;

4 - крышка корпуса;

5 и 6 - опорные шайбы;

7 - втулка;

8 - точечные рифты.

На фиг. 2 представлены варианты конкретного выполнения плоских кольцеобразных пластин 3 с рифтами 8 для радиального выходного потока и проекционное наложение двух пластин разных исполнений.

На фиг. 3 представлены варианты конкретного выполнения плоских кольцеобразных пластин 3 с рифтами 8 для закрученного выходного потока.

На фиг. 4 представлены варианты конкретного выполнения плоских кольцеобразных пластин 3 с рифтами 8 для пересекающихся выходных потоков соседних щелей.

Фильтрующий элемент представляет собой корпус в виде трубы 1 с крышкой 4 и приемными отверстиями в рабочей зоне 2. На корпусе 1 при помощи опорных шайб 5 и 6 и втулки 7 закреплены плоские кольцеобразные пластины с точечными рифтами 3.

Смежные кольцеобразные пластины 3 имеют точечные рифты 8, выполненные по схемам, исключающим совпадение (совмещение) их расположения.

Устройство работает следующим образом.

При работе фильтра поток фильтруемой среды, пройдя через слой гранульного фильтрующего материала (загрузки фильтра), поступает внутрь плоских щелевых каналов (щелей) между кольцеобразными пластинами фильтрующего элемента, разбиваясь на отдельные мини-потоки, которые огибают точечные рифты, расположенные в глубине щелевых каналов, и через приемные отверстия в корпусе фильтрующего элемента попадают в сборно-распределительные трубы внутрикорпусного ДРУ фильтра, из которого общий поток фильтруемой среды через выходной патрубок фильтра отводится в технологический трубопровод.

При противоточных регенерациях и взрыхляющих отмывках загрузки фильтра движение потока рабочей среды через ДРУ и его фильтрующие элементы противоположно описанному выше для режима работы фильтра. Выходя из сборно-распределительной трубы ДРУ в корпус фильтрующего элемента, поток рабочей среды через приемные отверстия в корпусе поступает внутрь плоских щелевых каналов (щелей) между кольцеобразными пластинами фильтрующего элемента, разбиваясь на отдельные мини-потоки. В каждом щелевом канале локальный мини-поток огибает точечные рифты в его глубине и, двигаясь по пути наименьшего гидродинамического сопротивления, к моменту выхода из канала в слой фильтрующего материала приобретает вектор движения, задаваемый геометрией расположения рифтов.

Наличие выбора оптимальных движений потоков, задаваемые схемами расположения рифтов, при регенерации и расположение рифтов в глубине щелей позволяет избежать образования застойных зон. Это приводит к наиболее полной и равномерной регенерации и отмывке фильтра, что повышает качество фильтрации в целом.

Фильтрующий элемент, содержащий корпус в виде трубы с отверстиями в рабочей зоне, и закрепленные на нем плоские кольцеобразные пластины с дистанционирующими элементами, отличающийся тем, что дистанционирующие элементы на плоских кольцеобразных пластинах выполнены в виде точечных рифтов, а сами плоские кольцеобразные пластины выполнены, как минимум, в двух исполнениях с различным расположением рифтов, исключающим совпадения расположения (совмещение) рифтов смежных пластин при поочередной установке пластин разных исполнений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для однородного перемешивания и фильтрования препаратов образцов и более конкретно относится к объединенному устройству обработки для однородного перемешивания и фильтрования образцов.

Изобретение относится к конструкционным изделиям ИК-оптики, обеспечивающим, наряду с основной функцией пропускания излучения в требуемом спектральном диапазоне, защитные функции приборов и устройств от воздействий внешней среды.

Группа изобретений относится к фильтрам, используемым при подземных работах. Выполненный с возможностью промывки обратным потоком фильтр обратного хода имеет вход, выход и расположенный между ними фильтр.

Изобретение относится к области очистки воды от примесей и микроорганизмов путем фильтрации через намывной слой. Способ очистки жидкости включает создание на фильтровальной поверхности намывного слоя из шламовых отходов.

Группа изобретений относится к устройству для очистки текучей среды, содержащему средство фильтрации, предназначенное для удаления частиц из текучей среды на основе действия фильтрации, а также к пылесосу, устройству для очистки воды, устройству для фильтрации частиц дрожжей из пива, содержащим такое устройство для очистки текучей среды.

Изобретение относится к очистке воды в намывном слое. Намывной ламельный фильтр включает корпус устройства, фильтрующие элементы и приемный патрубок.

Изобретение относится к устройствам для очистки природных и сточных вод, в частности для удаления крупных частиц, взвешенных веществ, растворенных органических и минеральных примесей за счет адгезионных и фильтрационных процессов, и может быть использовано на городских и промышленных очистных сооружениях с ограниченными иловыми площадками и высоким содержанием взвешенных веществ в водной среде.

Изобретение относится к методам водоподготовки и доочистки питьевой воды и может быть использовано в пищевой промышленности, медицине, фармакологии. Устройство для очистки воды содержит корпус с расположенным в нем фильтрующим элементом.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к технологии изготовления изделий в пресс-форме, и может быть применено для изготовления фильтров, например маслосистем газотурбинных установок.

Изобретение предназначено для очистки сред от твердых примесей фильтрованием. Фильтр содержит корпус, расположенный горизонтально, фланец, съемную крышку, патрубки для загрязненной среды и очищенной среды, множество неподвижных пористых, проницаемых перегородок, расположенных вертикально.

Изобретение относится к области вакуумных дисковых фильтров, предназначенных для разделения жидкости и взвешенных в ней частиц, и может быть использовано в процессах по обогащению руды.

Изобретение относится к фильтрующим материалам для жидкостей или жидкостей в газообразном состоянии, к способам изготовления устройств, в частности водоотталкивающей перегородки, для очистки углеводородных жидкостей, преимущественно моторных топлив, от свободной воды и может применяться во всех областях техники.

Группа изобретений относится к ускоренному и высокочувствительному способу обнаружения бактериальных патогенов. Раскрыт способ обнаружения бактерий, включающий обеспечение одной или более чем одной суспензии, причем каждая содержит по меньшей мере один вид меченых тестируемых бактериофагов, которые специфично связываются с видом бактерий, подлежащим обнаружению; добавление образца, подлежащего проверке на наличие по меньшей мере одного вида бактерий; фильтрацию полученной реакционной смеси; обнаружение комплексов бактерии-бактериофаги в концентрате; обнаружение несвязанных бактериофагов в фильтрате; обработку полученных сигналов, сгенерированных в результате обнаружения, и вывод результатов обнаружения пользователю.

Изобретение может быть использовано для очистки воды. Система фильтрации воды (100) содержит блок фильтрующего картриджа (10), водозаборную трубу (20), трубопровод очищенной воды (30), трубопровод чистой воды (40) и трубопровод для выпуска сточной воды (50).

Изобретение может быть использовано в экспериментальной океанологии и биогеохимии для вакуумной фильтрации взвешенных компонентов природных вод, морских и пресных водоемов при измерении концентраций минеральной и органической взвеси.

Изобретение относится к области водоснабжения населения, а также очистки технологических вод предприятий, сточных вод и может быть использовано в пищевой промышленности.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). В фильтрующем патроне (СС) для топливного фильтра фильтрующий элемент (4) и присадочный модуль соединены и расположены друг над другом для обеспечения их введения в виде единого узла внутрь корпуса фильтра.

Изобретение относится к области техники обработки воды и, более конкретно, к системе очистки воды. Система очистки воды (100) содержит: блок составного фильтрующего картриджа (1), подкачивающий насос (4), электромагнитный клапан (7) сбросной воды и устройство аккумулирования воды.

Изобретение относится к системе и способу дренажной фильтрации. Система закрытого дренажа для отфильтровывания твердых частиц от текучей среды имеет верхнюю конструкцию, присоединенную к нижней пластине, по меньшей мере одно направляющее ребро для управления потоком, расположенное между верхней конструкцией и нижней пластиной для направления и управления потоком текучей среды, текущим через систему.

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Топливный фильтр (1) содержит фильтрующий элемент (4), а также присадочный резервуар (13) в корпусе (2, 3).

Изобретение относится к области фильтрации, а именно к конструкциям внутрикорпусных дренажно-распределительных устройств насыпных фильтров очистки газов, водных растворов или других жидкостей и может использоваться в соответствующем оборудовании, применяемом в энергетике, промышленности и коммунальном хозяйстве. Фильтрующий элемент содержит корпус в виде трубы с отверстиями в рабочей зоне и закрепленные на нем плоские кольцеобразные пластины с дистанционирующими элементами, дистанционирующие элементы на плоских кольцеобразных пластинах выполнены в виде точечных рифтов, а сами плоские кольцеобразные пластины выполнены, как минимум, в двух исполнениях с различным расположением рифтов, исключающим совпадения расположения рифтов смежных пластин, при этом пластины разных исполнений установлены поочередно. Выполнение дистанционирующих элементов в виде точечных рифтов позволяет упростить изготовление плоских кольцеобразных пластин, уменьшить металлоемкость, габариты и себестоимость фильтрующего элемента. Возможность формирования оптимальных схем направления движения мини-потоков рабочей среды на выходе из плоских щелевых каналов фильтрующего элемента позволяет достичь наиболее равномерного распределения рабочей среды в слое фильтрующего материала, что повышает глубину его регенерации и отмывки, увеличивая тем самым продолжительность рабочего фильтроцикла при тех же или даже меньших затратах химических реагентов и воды. 4 ил.

Наверх