CZ147193A3 - Filter - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález s protékaným se týká štěrbinového filtru na kapaliny filtračním tělesem, které uvnitř tělesa štěrbinového filtru obklopuje prostor s čistou kapalinou a odděluje jej od prostoru se znečištěnou kapalinou, a s elementem opírajícím se o filtrační těleso na straně prostoru s čistou kapalinou.

Dosavadní stav techniky

Štěrbinový filtr podle vynálezu vychází z řešení podle DE-GM 89 04 689. Štěrbinový filtr podle tohoto řešení sestává z filtračního tělesa tvaru dutého válce, sestávajícího z drátěných vinutí a protékaného z vnějšku směrem dovnitř. Na obvodu filtračního tělesa je uspořádán stírač, pomocí něhož se filtrační těleso čistí. Nečistoty uvolněné od filtračního tělesa se dostanou výstupním ventilem do odváděcihó potrubí. Navíc k uvedenému stírači je filtrační těleso opatřeno drátěným kartáčem pro odstraňování nečistot z filtračních štěrbin.

Nevýhodou tohoto provedení je, že z filtračního, tělesa mohou být odstraňovány pouze nečistoty ulpěné na jeho povrchu.

Při praktickém provozu se ukázalo, že částice, které mají .přibližné—velikost-šířky—fi-l-tračních-š-těrb-i-n-,—z-ůs-tá-v-a-j-í—vě-ze-tv těchto filtračních štěrbinách a pomocí stírače nebo kartáče je nelze odstranit.

Dále jsou známé i filtry se zpětným proplachováním, u nichž se zvýšeným tlakem kapaliny na straně vyčištěné kapaliny provádí zpětné proplachování. Tohoto zpětného proplachování je však možno dosáhnout pouze při velmi vysokém tlakovém rozdílu mezi stranami s vyčištěnou kapalinou a přiváděnou kapalinou. Vytvoření takového vysokého tlakového rozdílu je však možné pouze pomocí nákladných technických prostředků.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit štěrbinový filtr na kapaliny, u . něhož lze docílit spolehlivého vyčištění filtračního tělesa jednoduchými opatřeními.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje štěrbinový filtr na kapaliny s protékaným filtračním, tělesem,., které, ^uvnitř tělesa • štěrbinového filtru obklopuje prostor s čistou - kapalinou a odděluje jej od prostoru se znečištěnou kapalinou, s elementem opírajícím se o filtrační těleso na straně prostoru s čistou kapalinou, podle vynálezu, jehož podstatou je, že filtrační těleso sestává z desky, opatřené štěrbinovými otvory.

Výhodou štěrbinového filtru podle vynálezu je, že i — štěrbinové—otvory—lze—vyrobí t-velmi—jednoduše—a—hospodárně-;Kromě ' toho—mohou—být—týto—“štěrbinové otvory ' vytvořeny--kuželovité, to.znamená, že plochy štěrbin se rozšiřují ve směru do prostoru s vyčištěnou kapalinou. Tím je nebezpečí ucpání štěrbin částicemi nečistot účinně ' zabráněno a čištění je tímto dýzovitým provedením Štěrbin-podstatně usnadněnou ;

Výhoda štěrbinového . filtru podle výhodného provedení spočívá v tom, že filtrační těleso je nyní opatřeno elementy, tj. filtračními štěrbinami, které jednak při filtrování kapalin mají určitou šířku, a jednak jsou tlakem pro zpětné proplachování rozšířeny tak, že částice nečistot, které ve štěrbinových otvorech uvízly, mohou být odstraněny. Toto nové provedení filtračního tělesa má proto výhodu v tom, že vzhledem ke zpětnému proplachování není nutno provádět mechanické čištění povrchu a dále, že tímto zpětným proplachováním nastane zvětšení štěrbinových otvoru.

Podle dalšího výhodného provedení štěrbinového filtru je filtrační těleso vytvořeno jako dutý válec a je protékáno radiálně zvenčí směrem dovnitř. Opěrný element je samozřejmé uspořádán uvnitř. Vytvoření filtračního .tělesa jako dutého válce je vhodné i pro zachycováni větších rozdílů tlaků mezi prostorem se znečištěnou .přiváděnou kapalinou a prostorem s vyčištěnou kapalinou. Jako výhodným se ukázalo vytvořit u filtračního tělesa tvaru dutého válce opěrný element ve formě opěrného koše. Tento opěrný koš přímo dosedá na filtrační těleso a brání vyklopeni pružných jazýčků do prostoru s čistou kapalinou.

Podle dalšího provedení štěrbinového filtru je šířka pružných jazýčků taková, že délka štěrbinového otvoru ,je co největší a pružné jazýčky mají současně větší pružnost. Ta je docílena tím, že šířka pružného jazýčku se směrem k jeho kořeni zmenšuje.

Podle zvlášť výhodného provedení způsobu výroby· filtračního tělesa podle nároku 6 . se štěrbinové otvory filtračního tělesa laserovým paprskem. V úvahu připadají i jiné způsoby výroby, například vyříznou z samozřejmé vylisováním nebo leptáním štěrbinových otvorů.

_V_nár.oku—7__j.e_uv.eden—způsob—čištěni—štěrbinového—fi-l-t-rupodle vynálezu. Čištění se provádí tak, že na straně nečistoty, to znamená v prostoru znečištěné kapaliny, se provede pokles tlaku, zatímco na čisté straně konstantní. Tím se otevřou pružné jazýčky ze zůstává tlak své normální pol.ohý směrem ke straně , s nečistotami a zvětší štěrbinové otvory. Kapalina protékající z čisté strany do prostoru se znečištěnou kapalinou vyplachuje částice nečistot ze štěrbinových otvorů. Současně se pohybem pružných jazýčků z normální polohy odloupne filtrační koláč eventuálně ulpělý na povrchu filtračního tělesa.

Další provedení čištění štěrbinového filtru má tu výhodu, že otevřením výstupního ventilu pro nečistotý a zavřením vstupního ventilu pro přívod znečištěné kapaliny se filtr automaticky zpětně proplachuje, to znamená, že přímým spojením potrubí filtru pro přívod znečištěné kapaliny navzájem se čistá kapalina dopravuje pod provozním tlakem do zpětně vyplachovaného filtru. Tato čistá kapalina způsobí odnášení usazených částic nečistot z filtru přes. výstupní potrubí, nečistot. .....

Po zpětném propláchnutí.tohoto, filtru se. provede, přepnutí: ventilů a je možno zpětně proplachovat ' další filtr. Normálně trvá zpětné proplachování pouze několik sekund, takže v podstatě jsou použity společné oba filtry a tím je dosaženo i vysokého.filtračního. výkonu. Ventily filtru., mohou být.řízeny řídicím, obvodem. Tento řídicí , obvod, může obsahovat například...

—elektrické-řídict—e-lementyrnebo-může—být*upraven-v—ceikovém- ~ří’zení^_T“s troje“ - obsahu j řcího^f iltrační“” září zenív - Pro zpětné vyplachování jednoho z filtrů způsobí řídicí signál zapnutí obou ventilů upravených pro tyto filtry. Doba čistění muže být přitom volné nastavitelná a toto nastavení se řídí podle průběžného množství nečistot, respektive výskytu pevných látek.

Samozřejmě existuje i možnost snímat stupeň znečištění filtru měřením rozdílu tlaků na straně znečištěné kapaliny a na straně čisté kapaliny a v závislosti na tomto rozdílu tlaků provádět přepojování ventilů pro zpětné proplachování. Stejným způsobem je možno řídit i dobu. trvání zpětného proplachování měřením rozdílu tlaku, takže je možno provádět i plně automatický provoz filtrů’'při’ současném optimalizování zpětného proplachování a doby jeho trvání.

I_

Podle dalšího provedení vynálezu jsou další filtry opatřeny vždy alespoň jednou filtrační komorou. I tyto filtry jsou na straně znečištěné kapaliny spojeny s prvním filtrem a jsou opatřeny ve svém přívodním potrubí, znečištěné kapaliny a ve svém odváděcím potrubí nečistot ventilem. Jde u těchto ř, dalších filtrů proto o stejné komponenty, takže jedním jediným i filtračním základním prvkem může být vybaveno jedno filtrační zařízení, které je optimálně přizpůsobitelné daným požadavkům, to znamená vyskytujícímu se množství filtrované kapaliny. Je samozřejmě možné bez větších nákladů dodatečné rozšíření nebo zmenšení takového, filtračního zařízení. Je pouze zapotřebí bud připojit nebo odpojit, od existujícího systému další přívodní potrubí znečištěné kapaliny a další výstupní potrubí čisté kapaliny. Tyto a další znaky výhodných provedení vynálezu vyplývají jednak z nároků a jednak i z popisu konkrétního . provedení podle přiložených obrázků, přičemž,jednotlivé znaky je možno uskutečnit samy o sobě nebo po několika ve formě podkombinací podle vynálezu a mohou být použity i v jiných oblastech, ___ přičemž představuji s výhodou provedení schopná ochrany, na | . néž je tato ochrana požadována.

..Přehled obrázků na výkresech · .

Vynález bude dále blíže objasněn.na příkladném, provedení podle přiložených výkresů, na nichž * obr. 1 znázorňuje provedení filtračního tělesa, obr. la dvě varianty provedení pružných jazýčků, : obr. 2 provedení štěrbinového filtru s filtračním, tělesem podle obr. 1 a· obr. 3 principiální skicu filtračního zařízení s několika filtry.

Příklady provedeni vynálezu

Štěrbinové filtry se používají pro filtrování velmi znečištěných kapalin všeho druhu. Používají se pro filtrování mazacího oleje a paliva u středně. velkých až velkých spalovacích motorů, u parních a vodních strojů, čerpadel, hydraulických zařízeni, obráběcích a tvářecích strojů a u t převodových ústrojí. Tyto filtry se používají i při čištění J vody a kapalin z chemických provozů, jakož i při zpracování chladicích a mazacích látek. Štěrbinové filtry se normálně vkládají do .hlavního proudu, to znamená, že filtrem se vede • celé množství kapaliny určené k čištění. Filtrační vložky jsou .= protékány z vnějšku dovnitř. Jemnost filtru je určena šířkou ' štěrbin.

Podle obr. 1 sestává filtrační těleso z tenké kovové desky 10. Tato kovová deska 10 je opatřena mnoha pružnými jazýčky 11./přičemž.na, třech,stranách?.každého:.pružného.xjazýčku... i a

. 11 je upraven štěrbinový-otvor. 1

-Na—obrA“la—jsou—ve—zvětšeném—méřítku“zná‘zorněna~dvě-provedení pružných jazýčků ii, 13. U prvního provedení určuje V šířka b štěrbinového otvoru 12 pružného jazýčku 11 jemnost l filtru. Pružný jazýček 13 podle druhého provedení je vytvořen tak, že jeho šířka se směrem ke kořeni zmenšuje. Pružný jazýček 13 je u tohoto provedení rovněž obklopen štěrbinovým ^r otvorem 14.. . štěrbinové otvory 12 ,* 14 á tím ;;i .pružné j;a.zýčky . ,.....

11, 13 se vytvoří například leptáním ' nebo řezáním pomocí laserového paprsku. r

.. . . Štěrbinový. filtr 17, vybavený kovovou deskou 10.. znázorněnou na obr. 1, je znázorněn na obr. 2. Kovová.dLeska... 10 je zahnuta do tvaru válce a· opatřena horním upevňovacím kroužkem 15' a dolním upevňovacím kroužkem 16.. Štěrbinový filtr 17 sestává dále z tělesa 18, uzavřeného na své horní čelní straně přes těsnicí kroužek 19 víkem 20.

Do pláště tělesa 18 ústí vstupní kanál 21 pro znečištěnou kapalinu, zatímco ze dna tělesa 18 vystupuje výstupní kanál 22 pro vyloučenou nečistotu, přičemž tento výstupní kanál 22 je uzavřen pomocí výpustného šroubu 23 kalu. Existuje samozřejmé i možnost uspořádat ve výstupním kanálu 22 ventil, který se podle potřeby uzavře nebo otevře. Kovová deska 10 je na vnitřní, straně opatřena opěrným košem 25. Tento opěrný koš 25 brání pružnému vykývnutí pružných jazýčků 30 směrem dovnitř. Filtrační těleso 24 je při provozu protékáno radiálně z vnějšku směrem dovnitř a odděluje od sebe prostor 26 s čistou kapalinou, který, obklopuje, od prostoru 27 se znečištěnou kapalinou, který je obklopuje.

Filtrační těleso 24 je svou horní čelní stranou pomocí horního upevňovacího kroužku 15 připevněno k víku 20,. Dolní upevňovací kroužek 16 na dolním konci filtračního tělesa 24. ~ie ve formě uzavřeného kotouče. Tento kotouč může být pro zvýšeni stability filtračního tělesa 24 spojen s horním upevňovacím kroužkem 15, , například. pomocí neznázornéných rozpérných šroubů. Ve víku 20 je upr5veno_odvádécí_po.tr.ubi_28-,—kter-ým—je odváděna čistá kapalina. V tomto odváděcím potrubí 28 je uspořádán ventil 29. Protože je tlak kapaliny na straně znečištěné kapaliny, tj. v prostoru 27, větší než tlak na straně čisté kapaliny, tj. v prostoru 26, zůstávají pružné jazýčky 30 v rovině kovové desky 10, respektive jsou v této poloze podepřeny opěrným košem ,25. Pro zpětné proplachování filtru se tlak na straně znečištěné kapaliny zvýší a tlak na straně čisté kapaliny se sníží. Tímto tlakovým rozdílem dojde k pohybu pružných jazýčků .30, jak je znázorněno na obr. 2, směrem '' ven. Tím . se zvětší štěrbinové.·,: otvory 12 . 14, obklopující příslušné pružné jazýčky 30, a nečistoty na nich ulpélé se vypláchnou směrem ven. Nečistoty se shromažďují ve spodní části štěrbinového filtru 17 a otevřením výpustného šroubu 23 dojde k vypuštění kalu. Výkyvný pohyb jednotlivých pružných jazýčků 30 směrem ven má kromě toho výhodu v tom, že filtrační koláč, který se na obvodu filtračního tělesa 24. vytvořil, se odloupne a rovněž odstraní. Po zmenšení tlaku v prostoru 26 čisté kapaliny opět jednotlivé pružné jazýčky 30 vykývnou pružně zpět do své výchozí polohy.

Dimenzování pružných jazýčků 11, 13., 30 je libovolné a řídí se druhem filtrovaného média. Na obrázcích jsou znázorněny pružné jazýčky 11, 13, 30 ve velmi zvětšeném měřítku. Šířka štěrbinových otvorů 12 ,.14 je v praxi například 10 Áž, 5.6 .jim. Rovněž, pružné, jazýčky il, 13. 30 jsou relativně úzké pro docílení co největší plochy filtru.

Samozřejmě existuje i možnost upravit místo pružných jazýčků jako filtr jednoduché štěrbiny. Tyto štěrbiny mají například šířku 8 gm na náběhové straně, to znamená na straně prostoru. 27 znečištěné kapaliny, a šířku 20 μκι na. výstupní straně, to „znamená, na. .straně .. prostoru. .26 čisté kapaliny. Tyto -štěrbiny—j-sou^di-ouhér^napřík-lad-T^OO— -μ-m-—Jsou—l-i-—-š-feěřb-i-n-yvypáleny—ve filtračním—télese^24—pomoci—laserového-paprsk-u— existuje možnost zaostřování laserového paprsku vytvářet libovolné tvary a libovolné struktury štěrbiny jak kolmo k povrchu filtračního tělesa 24, tak i rovnoběžně s jeho povrchem. Tímto způsobem je možno strukturu filtru přizpůsobit optimálně filtrovanému médiu.

Filtrační zařízení, znázorněné*na obr. 3, slouží ’k čištění erodujících kapalin a sestává v podstatě z filtračních zařízení 110, 111, opatřenými vloženými filtračními tělesy

112, 113. Pomocí čerpadla 114 se dopravuje znečištěná kapalina z neznázorněných..,strojů „přívodními potrubími 115, 116 , 117 do prostoru 118. 119 filtračních zařízeni 110, 111. Nečistoty, to známěná^v daném případě unášené částice, se'“ukládají na vnějších plochách vložených filtračních těles 112, 113. Čistá kapalina opouští filtrační zařízení l_l_0, 111 potrubími 120, 121.

Tato potrubí 120, 121 ústí do společného potrubí 122, kterým čistá kapalina opouští celé zařízení. Ve dnu filtračních zařízení 110, 111 je upraven vždy výstup nečistot.

͹ Nečistota, nashromážděná ve filtračním zařízeni 110. 111 se odváděcími potrubími 123 , 124 přivádí do společného sběrného potrubí 125, které ústí do sběrné nádrže 126. Přívodní potrubí 116 a 117 znečištěné kapaliny a odváděči potrubí 123, 124 pro odváděni nečistot jsou spojeny ventily 127, 130. Tyto ventily 127, 130 jsou provedeny jako dvoucestné,ventily a mohou být ovládány elektricky. . _;

V poloze ventilů 127, 130 na obr. 3 jsou přívodní potrubí j 116. 117 pro přívod znečištěné kapaliny propojena. Odváděči .·:.·’ potrubí 123, 124 pro odvádění nečistot jsou přerušena. ,χ· Dopravuje-li čerpadlo 114 znečištěnou kapalinu, čistí se /tato *7·« kapalina v obou filtračních zařízeních 110, 111 a opouští .tato λ filtrační zařízení 110. 111 potrubími 120, 121. X. hí ____Na obr. 3 jsou čárkovaně dále znázorněna dvě další_ f filtrační zařízení 128. 129. Tato filtrační zařízeni 128, 129 t· mohou celý filtrační systém dále rozšířit, přičemž toto rozšíření není omezeno na jedno nebo dvě taková filtrační zařízení 128. 129. nýbrž doplnění je možno provést podle „ potřeby libovolným počtem takových filtračních zařízení 128.

129. Tato filtrační zařízeni 128. 129 jsou. konstrukčně ; identická s filtračními zařízeními 110. 111. Jedná‘se tedy ό jednotlivé . filtrační moduly, které mohou být navzájem připojovány k sobě pro zvýšeni filtrační kapacit·,. - ·

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁRO-LYj

   1. Štěrbinový filtr na kapaliny s protékaným filtračním tělesem, které uvnitř tělesa štěrbinového filtru obklopuje prostor s čistou kapalinou a odděluje jej od prostoru se znečištěnou kapalinou, s elementem opírajícím se o filtrační těleso na straně prostoru s čistou kapalinou, vyznačující se tím, že filtrační těleso (24) sestává z desky (10), opatřené štěrbinovými otvory (12).
2. 2. Štěrbinový filtr podle nároku 1, vyznačující se tím, že štěrbinové otvory (12) vždy obklopují jeden pružný jazýček (11, 13).
3. 3. štěrbinový filtr podle nároku Ί nebo 2, -v y 2.->n a čující se tím, že filtrační těleso (24) má tvar dutého válce a je protékáno radiálně z vnějšku směrem dovnitř.
4. 4. Štěrbinový filtr podle nároku 3, vyznačující s e t í m, že opěrným elementem je opěrný koš (25), na nějž filtrační těleso (24) přímo doléhá.

   --
5. 5-—štěrbinový—f-i-l-tr-pod-le-nároku—-3—nebo-4-^—v-y—z-n-a— čující-s e-t í m, že—šířka-pružných-jazýčků—(-l-š-J—se siněrem k^_ jěho’kůřéni zmenšuje’. ’^r ·-···.·: .. .........--
6. 6. Způsob výroby filtračního tělesa podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že štěrbinové otvory (12) jsou vyříznuty z filtračního tělesa
7. 7. Způsob čištění štěrbinového filtru podle jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující s.e tím, že štěrbinový filtr se zpětné proplachuje tak, že tlak na straně prostoru (26) s čistou kapalinou je vyšší než tlak na straně znečištěné kapalíny a pružný jazýček (11) se vychýlí ze své normální polohy ve směru do prostoru (27) se znečištěnou kapalinou, čímž se štěrbinový otvor zvětší.
8. 8. Štěrbinový filtr, zpětné propláchnutelný, na kapaliny, podle nároku 1, vyznačujíc.i se tím, že je opatřen alespoň jednou filtrační komorou, přičemž filtr je opatřen přívodním potrubím znečištěné kapaliny a výstupním potrubím čisté' kapaliny a dále odvádécím potrubím nečistot, a přičemž v přívodu znečistěné kapaliny je uspořádáno čerpadlo (114) a alespoň jeden ventil (127) a v odvádécím potrubí nečistot je uspořádán další ventil, přičemž dále je připojeno další filtrační zařízení (111) s filtrační 'komorou, které je opatřeno rovněž přívodním potrubím (117) znečištěné kapaliny a výstupním potrubím (121) čisté kapaliny a odvádécím potrubím (124) nečistot, jakož i ventilem (130) v přívodním potrubí (117) znečištěné kapaliny a dalším ventilem (130) v odvádécím potrubí (124) nečistot, přičemž vstupní strany ventilů (127, 130) v přívodním potrubí (116, 117) znečištěné kapaliny jsou navzájem spojeny a připojeny na čerpadlo (114), přičemž výstupní potrubí (121) čisté kapaliny dalšího filtru je přímo spojeno s výstupním potrubím (120) čisté kapaliny prvního filtru. z _
9. 9_._Štěrbinový_f.i.l.tr_,_2.p.ě.tné_pr.o.p.l.á.c.hnutelný.,_p.o.dl.e.

   nároku 7, vyznačující se tím, že je opatřen řídicím obvodem pro zpětné proplachování filtračního zařízení, přičemž tento řídicí obvod obsahuje spínací element, který pro zpětné propláchnutí filtračního zařízení (111) uzavře ventil (130) v přívodním potrubí (117) znečištěné kapaliny tohoto filtračního zařízení (111) a otevře ventil (130) v odvádécím potrubí (124) tohoto filtračního zařízení (111), takže část čisté kapaliny se vede zpětné proplachovaným filtračním zařízením (111), kde se jímají nečistoty a odvádějí do výpuste nečistot,’ to jest sběrné nádrže (126).
10. 10. Štěrbinový filtr, zpětně propláchnutelný, podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že jsou upravena další filtrační zařízení s vždy alespoň jednou filtrační komorou, přičemž tato filtrační zařízení jsou ve svém přívodním potrubí znečištěné kapaliny a ve svém odváděcím potrubí nečistot vždy opatřena ventilem a výstupní potrubí čisté kapaliny těchto zařízení je spojeno s výstupními potrubími čisté kapaliny prvního a druhého zařízení, a přičemž zpětné proplachování jednoho nebo několika filtračních zařízení se provádí současně řízením ventilu.