SU1099981A1 - Cartridge filter - Google Patents

Abstract

ПАТРОННЫЙ ФШЛЫР, содержащий корпус, установленные на трубной доске фильтрующие патроны с устройством дл  удалени  загр знений, размещенные по высоте корпуса секции фильтрата и исходной жидкости, патрубки подачи исходной жидкости, вывода фильтрата и загр знений, расположенную над секцией фильтрата взрывную камеру, соединенную с источником взрывчатой газовой смеси, запальную свечу, опорное кольцо и перегородку, отдел ющую камеру фильтрата от взрывной камеры, отличающийс  тем, что, с. целью интенсификации процесса очистки фильтрующих патронов и повышени  надежности работы фильтра, взрывна  камера выполнена в виде конуса, при вершине которого установ.лена трубка с проволочной спиралью на внутренней поверхности и крыщкой, в которой размещена запальна  свеча, при этом перегородка , отдел юща  камеру фильтра- § та от взрывной камеры, выполнена в виде плавающего диска, размещенного /f под опорным кольцом, которое укреплено у основани  конуса.CARTRIDGE FLYLR, comprising a housing, filter cartridges with a device for removing contaminants mounted on a tube plate, placed along the height of the body of the filtrate section and the source fluid, source fluid supply nozzles, filtrate outlet and soils, located above the filtrate section, an explosion chamber connected to the source an explosive gas mixture, a glow plug, a support ring and a septum separating the filtrate chamber from the explosion chamber, characterized in that, c. In order to intensify the process of cleaning the filter cartridges and increase the reliability of the filter, the explosive chamber is made in the form of a cone, at the top of which there is a tube with a wire helix on the inner surface and a lid in which a spark plug is placed, while the partition separating the filter chamber § from the blast chamber, made in the form of a floating disk, placed / f under the support ring, which is fixed at the base of the cone.

Description

CD СО (Х 00 Изобретение относитс  к фильтрованию жидкостей через патронные филь ры и может быть использовано в систе мах производственного водоснабжени  промышленных предпри тий, а также в химической технологии. Известен патронный фильтр содержащий корпус, установленные на трубной доске фильтрующие патроны с устройством дл  удалени  загр знений,, размещенные по высоте корпуса секции фильтрата и исходной жидкости, патру ки подачи исходной жидкости, вывода фильтрата и загр знений, расположенную под секцией фильтрата взрывную камеру, соединенную с источником взрывчатой газовой смеси, запальную .свечу и опорное кольцо, перегородку, отдел ющую камеру фильтрата от взрыв ной камеры lj . Однако ограниченна  величина импульсных нагрузок, .образующихс  при газовом взрыве,  вл етс  причиной неполной очистки фильтрующих патронов от волокнистых загр знений и масел , осаждающихс  при фильтрации на сетчатой поверхности. Кроме .того, при часто повтор ющи-хс  взрывах газо вой смеси в течение короткого времени происходит повреждение упругой перегородки, что требует частой ее замены и усложн ет эксплуатацию филь ра. В известном фильтре не обеспечиваетс  полной очистки фильтрующих патронов при недостаточно высокой надежности его работы, что усложн ет эксплуатацию фильтра. Цель -изобретени  - интенсификаци  процесса очистки фильтрующих патронов и повьштение надежности работы фильтра. Цель достигаетс  тем, что в фильт ре, содержащем корпус, установленные на трубной доске фильтрующие патроны с. устройством дл  удалени  загр знеНИИ , размещенные по высоте корпуса секции фильтрата и исходной жидкости патрубки подачи исходной жидкости, вывода фильтрата и загр знений, расположенную над секцией фильтрата взрывную.камеру, соединеную с источ ником взрывчатой газовой смеси/ запальную свечу, опорное кольцо и пере городку, отдел ющую камеру фильтрата от взрывной камеры, взрывна  камера вьтолнена в виде конуса, при верщине которого установлена трубка с проволочной спиралью на внутренней поверх ности и крышкой, в которой размещена запапьна  свеча, при этом перегородка , отдел юща  камеру фильтрата от взрывной камеры, выполнена в виде плавающего диска, размещенного под опорным кольцом, которое укреплено у основани  конуса. На чертеже изображен патронный фильтр, разрез. Фильтр состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого между фланцами 2 закреплена трубна  доска 3, дел ща  корпус по высоте на секцию фильтрата 4 и секцию исходной жидкости 5. В секции исходной жидкости 5 установлены закрытые снизу фильтрующие патроны 6, верхн   часть которых выполнена без отверстий, а нижн   перфорированна  часть обт нута фильтрующей сеткой. На фильтрующем участке каждого патрона установленоустройство дл  удалени  загр знений 7, выполненное в виде усеченных конусов 8 со спиралью 9 на внутренней поверхности , установленных концентрично фильтрующим патронам большим основанием вверх. В секции фильтрата А установлен плавающий диск 10, выполненный из материала, имеющего плотность меньше плотности фильтруемой жидкости, например древесины, пластмассы и пр. Диаметр диска 5-10 мм меньше диаметра корпуса 1, что обеспечивает возможность его свободного вертикального перемещени . Сверху диск 10 прижимаетс  под действием направленной вверх выталкивающей (архимедовой) силы к опорному кольцу 11, расположенному у основани  конуса 12 образующего взрывнзда камеру. На вершине конуса 12 установлена разгонна  трубка 13 с проволочной спиралью 14 на внутренней поверхности. Длина трубки 13, слуркащей дл  создани  взрыва газовой смеси в виде детонации, в 50-60 раз превышает ее диаметр, составл ющий 20-30 мм. В крышке трубки 13 закреплена запальна  свеча 15, соединенна  с генератором импульсов тока (катушкой Румкорфа или автомобильной бобиной зажигани ). К конусу 12 примыкает патрубок 16 с вентилем 17 соединенный с источником взрывчатой газовой смеси, например электролизером, где под действием посто нного электрического тока происходит разложение воды на кислород и водород (гремучийCD CO (X 00 The invention relates to filtering liquids through cartridge filters and can be used in industrial water supply systems of industrial enterprises, as well as in chemical technology. A cartridge filter comprising a housing, filter cartridges installed on a tube plate with a device for removing , located along the height of the body of the filtrate section and the source fluid, the feed fluid supply patrol, the filtrate outlet and contaminants, the blast chamber located under the filtrate section, the ignition and support ring, the partition separating the filtrate chamber from the explosion chamber lj. However, the limited amount of impulse loads generated by the gas explosion causes incomplete cleaning of the filter cartridges from the fibrous soils and oils precipitated during filtration on a mesh surface. In addition, with often repeated gas explosions in a gas mixture for a short time, the elastic septum is damaged, which requires frequent replacement and complicates the operation of the filter. In the known filter, the filter cartridges are not completely cleaned up with insufficient reliability of its operation, which complicates the operation of the filter. The purpose of the invention is to intensify the process of cleaning filter cartridges and increase the reliability of the filter. The goal is achieved in that in the filter containing the body, filter cartridges mounted on the tube plate with. a device for removing contaminants placed at the height of the body of the filtrate section and the source liquid supply pipes for supplying the original liquid, withdrawal of filtrate and contaminants, located above the filtrate section, is an explosive chamber connected to the source of the explosive gas mixture / glow plug, support ring and cross section separating the filtrate chamber from the blasting chamber, the explosive chamber is made in the form of a cone, at the vertices of which a tube with a wire spiral is installed on the inner surface and a lid in which the vacuum is placed The candle, while the partition separating the filtrate chamber from the blasting chamber, is made in the form of a floating disk placed under the support ring, which is fixed at the base of the cone. The drawing shows a cartridge filter section. The filter consists of a cylindrical body 1, inside of which a pipe board 3 is fixed between the flanges 2, dividing the body at a height of the filtrate section 4 and the section of the source fluid 5. The section of the source fluid 5 has filter cartridges 6 closed at the bottom, the upper part of which is made without openings , and the lower perforated part of the casing is covered with a filtering mesh. A device for removing contaminants 7, made in the form of truncated cones 8 with a spiral 9 on the inner surface, mounted concentrically to filter cartridges with a large base upwards, is installed on the filtering section of each cartridge. In the section of filtrate A, a floating disk 10 is installed, made of a material having a density less than the density of the filtered liquid, such as wood, plastic, etc. The diameter of the disk is 5-10 mm less than the diameter of the housing 1, which allows its free vertical movement. From above, the disk 10 is pressed under the action of an upwardly pushing (Archimedean) force against the support ring 11 located at the base of the cone 12 of the explosion-forming chamber. At the top of the cone 12, an acceleration tube 13 is installed with a wire helix 14 on the inner surface. The length of the tube 13, slurring to create an explosion of a gas mixture in the form of detonation, is 50–60 times its diameter, which is 20–30 mm. A spark plug 15 is fixed in the lid of the tube 13 and connected to a current pulse generator (Rumkorf coil or automotive ignition coil). A cone 12 adjoins a nozzle 16 with a valve 17 connected to a source of an explosive gas mixture, for example, an electrolyzer, where under the action of a constant electric current, water is decomposed into oxygen and hydrogen (explosive

газ) или баллонами со сжатым водородом и кислородом (источники взрывчатой газовой смеси не показаны). Баллоны со сжатым горючим (Hj,) и окислительными (Oj) газами оборудованы редукторами, понижающими давление газов до величины на 0,1-0,05 МПа меньшей давлени  воды в сек;ции фильтрата 4. Фильтр оборудован патрубком 18 дл  подачи исходной жидкости, патрубком 19 дл  вывода фильтрата и патрубком 20 дл  вьтода загр знений.gas) or cylinders with compressed hydrogen and oxygen (the sources of the explosive gas mixture are not shown). Cylinders with compressed fuel (Hj,) and oxidizing (Oj) gases are equipped with gearboxes that reduce the pressure of gases to a value of 0.1-0.05 MPa lower than water pressure per second; filtrate 4. The filter is equipped with a pipe 18 for supplying the source liquid, pipe 19 for the withdrawal of filtrate and pipe 20 for removal of contaminants.

. Фильтр работает следующим образом.. The filter works as follows.

Подлежаща  очистке жидкость подаетс  под давлением через патрубок 18 и поступает в секцию исходной жидкости между трубной доской 3 и верхней частью конусов 8, где фильтрующие патроны 6 имеют глухую поверхность. Отсюда исходна  жидкость частично движетс  вдоль фильтрующих патронов 6, смыва  задержанные загр знени  с сетчатой поверхности, а частично фильтруетс  через сетчатое полотно, обт гивающее патроны и удал етс  через патрубок 19; при этом количество жидкости , проход щей вдоль фильтрующих патронов, уменьшаетс  по их высоте. Так как устройство дл  удалени  за .гp знeний 7 выполнено в виде обратных конусов 8 и сечение касательных потоков исходной жидкости уменьшаетс  по высоте патронов 6, скорость их остаетс  посто нной, благодар  чему смыв загр знений, задержанных сетчатым полотном, производитс  касательным потоком исходной жидкости по всей высоте фильтрующих патронов 6. Наличие спиралей 9, расположенных на внутренней поверхности конусов 8, обеспечивает создание турбулентности в касательном потоке, котора  сопровождаетс  завихрени ми потока, пульсацией его скорости и давлени  по величине и направлению и способствует лучшей отмывке фильтрующих патронов от загр знений. I .The liquid to be cleaned is supplied under pressure through the pipe 18 and enters the section of the initial liquid between the tube plate 3 and the upper part of the cones 8, where the filter cartridges 6 have a blind surface. From here, the initial fluid partially moves along the filter cartridges 6, flushing the retained contaminants from the mesh surface, and is partially filtered through the mesh cloth that wraps the cartridges and is removed through the nozzle 19; wherein the amount of fluid passing along the filter cartridges is reduced in their height. Since the device for removing the 7 gp 7 is made in the form of inverse cones 8 and the cross section of the tangential flows of the source fluid decreases along the height of the cartridges 6, their speed remains constant, due to which the flushing of soils retained by the mesh sheet is produced by the tangential flow of the source fluid along the entire height of the filter cartridges 6. The presence of spirals 9 located on the inner surface of the cones 8 provides for the creation of turbulence in the tangential flow, which is accompanied by vortexes of flow, pulsation velocity and pressure in magnitude and direction, and contributes to a better washing of the filter cartridges from contaminants. I.

Одновременно при фильтрации исходной жидкости во взрывную камеру, ограниченную внутренней поверхностью конуса 12 с трубкой 13 и плавающим диском 10, прижатым под действием выталкивающей силы и давлени  фильтруемой жидкости в камере фильтрата к опорному кольцу 11, подаетс  смесь кислорода и водорода либо от электролизера , либо от баллонов под давлением на 0,10-0,05 МПа меньшим давлени At the same time, when filtering the source liquid, an explosive chamber bounded by the inner surface of the cone 12 with a tube 13 and a floating disk 10 pressed by the pushing force and pressure of the filtered liquid in the filtrate chamber to the support ring 11 is supplied with a mixture of oxygen and hydrogen either from the electrolyzer or from cylinders under pressure 0.10-0.05 MPa lower pressure

фильтруемой жидкости в камере фильтрата 4. Благодар  разности давлений диск 10 остаетс  плотно прилегающим к опорному кольцу 11, обеспечива  герметичность взрывной камеры.the filtered fluid in the filtrate chamber 4. Due to the pressure difference, the disk 10 remains tightly attached to the support ring 11, ensuring the integrity of the explosion chamber.

Так как касательный поток исходной жидкости не может обеспечить полной отмывки фильтрующих патронов 6, периодически производитс  дополнительна  очистка сетчатой поверхности патронов действием мощной ударной волны и гидродинамического потока. Дл  этой цели при достижении потерь напора на сетке выше допустимых, что определ етс  опытным путем в зависимости от ее прочности, на запальную свечу 15 подаетс  импульс тока, и образующийс  при этом искровой разр д воспламен ет газовую смесь. Горение последней по мере распространени  в трубке 13 и турбулизации за счет проволочной спирали 14 преобразуетс  в детонационную волну, движущуюс  со сверхзвуковой скоростью. Воздействие этой волны на основной объем газовой смеси , наход щейс  внутри конуса 12, вызывает ее детонационный взрыв, при котором образуетс  мощна  ударна  волна, давление которой в 40-50 раз превышает начальное давление газовой смеси и достигает 10-15 МПа. Конусна  форма взрывной камеры обеспечивает устойчивьш детонационный взрыв газовой смеси и преобразование кинетической энергии продуктов ее сгорани  в потенциальную энергию давлени  ударной волны. Под действием последней диск 10 мгновенно перемещаетс  вниз со значительным ускорением и в жидкости, заполн ющей фильтр, распростран етс  ударна  волна, при этом часть фильтрата вытесн етс  в патрубки 18, 19 и 20 и через поверхность фильтрующих патронов 6 в виде струй высокого давлени . Под действием ударной волны и высоконапорных струй (гидропотока ) жидкости загр знени  сбрасываютс  с фильтрующей поверхности . патронов и удал ютс  касательным турбулентным потоком исходной жидкости . Загр знени  скапливаютс  в нижней конусной части фильтра, откуда они периодически удал ютс  при открытии задвижки на патрубке 17 за пределы фильтра. Регенераци  фильтрующих элементов действием ударной волны и гидропотока производитс  без остановки фильтра. После взрыва газовой смесиSince the tangential flow of the initial fluid cannot ensure complete washing of the filter cartridges 6, periodically additional cleaning of the mesh surface of the cartridges is performed by the action of a powerful shock wave and hydrodynamic flow. For this purpose, when the pressure losses on the grid are higher than permissible, which is determined experimentally, depending on its strength, a current pulse is applied to the glow plug 15, and the resulting spark ignites the gas mixture. The combustion of the latter, as it propagates through the tube 13 and the turbulization due to the wire helix 14, is converted into a detonation wave moving at supersonic speed. The impact of this wave on the main volume of the gas mixture inside the cone 12 causes its detonation explosion, in which a powerful shock wave is formed, the pressure of which is 40-50 times higher than the initial pressure of the gas mixture and reaches 10-15 MPa. The conical shape of the explosion chamber provides a stable detonation explosion of the gas mixture and the conversion of the kinetic energy of its combustion products into the potential energy of the pressure of the shock wave. Under the action of the latter, the disk 10 instantaneously moves downward with considerable acceleration and a shock wave propagates in the fluid filling the filter, part of the filtrate is displaced into the nozzles 18, 19 and 20 and through the surface of the filter cartridges 6 in the form of high-pressure jets. Under the action of a shock wave and high-pressure jets (hydraulic flow), contaminant fluids are discharged from the filtering surface. cartridges and removed by the tangential turbulent flow of the source fluid. Impurities accumulate in the lower conical part of the filter, from where they are periodically removed when the valve is opened on the nozzle 17 beyond the limits of the filter. The regeneration of the filter elements by the action of the shock wave and the hydraulic flow is carried out without stopping the filter. After the explosion of the gas mixture

Claims (1)

ПАТРОННЫЙ ФИЛЬТР, содержащий корпус, установленные на трубной доске фильтрующие патроны с устройством для удаления загрязнений, размещенные по высоте корпуса секции фильтрата и исходной жидкости, патрубки подачи исходной жидкости, вывода фильтрата и загрязнений, расположенную над секцией фильтрата взрывную камеру, соединенную с источником взрывчатой газовой смеси, запальную свечу, опорное кольцо и перегородку, отделяющую камеру фильтрата от взрывной камеры, отличающийся тем, что, с. целью интенсификации процесса очистки фильтрующих патронов и повышения надежности работы фильтра, взрывная камера выполнена в виде конуса, при вершине которого установлена трубка с проволочной спиралью на внутренней поверхности и крышкой, в которой размещена запальная свеча, при этом перегородка, отделяющая камеру фильтра- § та от взрывной камеры, выполнена в | виде плавающего диска, размещенного И под опорным кольцом, которое укрепле- Ь но у основания конуса. . RCARTRIDGE FILTER, comprising a casing, filter cartridges mounted on the tube plate with a device for removing impurities, placed along the height of the casing of the filtrate section and the initial liquid, nozzles for supplying the initial liquid, outlet of the filtrate and contaminants, an explosive chamber located above the filtrate section connected to an explosive gas source mixtures, a spark plug, a support ring and a partition separating the filtrate chamber from the explosive chamber, characterized in that, p. In order to intensify the cleaning process of filtering cartridges and increase the reliability of the filter, the blasting chamber is made in the form of a cone, at the top of which there is a tube with a wire spiral on the inner surface and a lid in which the glow plug is placed, with a partition separating the filter chamber - § from explosive chamber made in | in the form of a floating disk, placed And under the support ring, which is strengthened but at the base of the cone. . R