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CN104069663A - 无源式涡轮自洁过滤器 - Google Patents

无源式涡轮自洁过滤器 Download PDF

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刘智刚
焦纳新
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Abstract

本无源式涡轮自洁过滤器由涡轮系统、螺旋刮刀系统和滤筒系统组成。涡轮系统设置在原料入口中，螺旋刮刀系统设置在滤筒系统中，豁口滤筒固定在壳体中，由涡轮系统带动螺旋刮刀系统进行旋转运动，将滤筒表面的滤饼清除。此过滤器利用了自身流体介质的动能，转变为机械能，推动涡轮旋转(旋转速度通过调节阀控制)，通过伞齿轮，达到带动螺旋刮刀旋转，清除滤饼的目的。实现滤筒在线自动清洗，免除了外在动力的损耗。同时解决了易燃易爆严禁用电的场合下过滤分离的难题。节约了大量的电能、气能和其他能源，达到了节能增效的目的，降低了设备维护成本，提高了生产效率。

Description

无源式涡轮自洁过滤器
技术领域
本发明涉及石油化工企业易燃易爆严禁用电的场合下，过滤分离气体或液体中固体颗粒杂质，实现在线自清洗的无源式涡轮自洁过滤器。
背景技术
传统的自洁过滤器中使刮刀产生旋转的原动力源，一般采用外来能源，如电能、气能、液压能等，需要设置电动机、气动马达、液压马达、减速机、底座、联轴器和电缆等部件，结构复杂，设备维护工作量较大。估算一台电机功率为3千瓦的大型自洁过滤器每年消耗电能约24000千瓦/时，本发明在自洁过滤器结构上有所突破，利用过滤器自身流体介质的动能，转变为机械能实现滤筒在线自动清洗，每台过滤器每年节省外在动力的损耗24000千瓦/时，同时解决了易燃易爆严禁用电的场合下过滤分离的难题。节约了大量的电能、气能和其他能源，达到了节能增效的目的，降低了设备维护成本，提高了生产效率。
发明内容
本无源式涡轮自洁过滤器主要由原料入口(N1)；净料出口(N2)；排渣口(N3)；导流锥(1)；涡轮(2)；轴承(3)；主动轴(4)；主动齿轮(5)；上轴套(6)；上隔板(7)；被动齿轮(8)；挡板(9)；螺旋刮刀轴(10)；螺旋刮刀(11)；下轴套(12)；下隔板(13)；滤筒(14)；中隔板(15)；轴承支架(16)引流管(17)；调节阀(18)；转速器(19)等组成。
本无源式涡轮自洁过滤器由涡轮系统、螺旋刮刀系统和滤筒系统组成。涡轮系统设置在原料入口(N1)中，螺旋刮刀系统设置在滤筒系统中，滤筒(14)固定在壳体(20)中，由涡轮系统带动螺旋刮刀系统进行旋转运动，将滤筒(14)表面的滤饼清除。
当原料液流(气流)通过原料入口(N1)进入原料入口管通道内部时，由于导流锥(1)导流作用，将液流(气流)动力均匀分布到涡轮(2)的每个叶片上，推动涡轮(2)产生旋转运动并传递给主动轴(4)上的主动齿轮(5)，通过主动齿轮(5)和被动齿轮(8)带动螺旋刮刀轴(10)作旋转运动，使螺旋刮刀(11)同步旋转。引流管(17)将原料入口(N1)和壳体(20)连通，中部设有调节阀(18)，涡轮的旋转速度可通过调节阀(18)控制，螺旋刮刀轴(10)实际转速在转速器(19)上显示。流速衰减的原料液流(气流)和其余的原料液流(气流)共同进入滤筒(14)中进行过滤，过滤被阻挡的颗粒堆积在滤筒表面逐渐形成滤饼，旋转的螺旋刮刀(11)将滤筒(14)表面的滤饼清除掉。滤饼随着螺旋刮刀(11)的旋转方向，由上而下挤压，使滤饼浓缩后，从底部排渣口(N3)排出。过滤后的洁净液流(气流)从出料口(N2)排出。此无源式涡轮自洁过滤器利用了自身流体介质的动能，转变为机械能，推动涡轮旋转(旋转速度通过调节阀控制)，通过伞齿轮，达到带动螺旋刮刀旋转，清除滤饼的目的。实现滤筒在线自动清洗，免除了外在动力的损耗。同时解决了易燃易爆严禁用电的场合下过滤分离的难题。节约了大量的电能、气能和其他能源，达到了节能增效的目的，降低了设备维护成本，提高了生产效率。
附图说明
图1立式无源式涡轮自洁过滤器示意图；
图2立式无源式涡轮自洁过滤器原理示意图；
图3卧式无源式涡轮自洁过滤器示意图；
图4卧式无源式涡轮自洁过滤器原理示意图；
图5滤筒部件示意图；
图中所示：原料入口(N1)；净料出口(N2)；排渣口(N3)；导流锥(1)；涡轮(2)；轴承(3)；主动轴(4)；主动齿轮(5)；上轴套(6)；上隔板(7)；被动齿轮(8)；挡板(9)；螺旋刮刀轴(10)；螺旋刮刀(11)；下轴套(12)；下隔板(13)；滤筒(14)；中隔板(15)；轴承支架(16)引流管(17)；调节阀(18)；转速器(19)；壳体(20)；
具体实施方式
本无源式涡轮自洁过滤器由涡轮系统、螺旋刮刀系统和滤筒系统组成。涡轮系统设置在原料入口(N1)中，螺旋刮刀系统设置在滤筒系统中，滤筒(14)固定在壳体(20)中，由涡轮系统带动螺旋刮刀系统进行旋转运动，将滤筒(14)表面的滤饼清除。主动轴(4)端设有导流锥(1)，中部装有涡轮(2)和支撑轴承(3)，另一端装有主动齿轮(5)，螺旋刮刀轴(10)上部装有被动齿轮(8)，主-被齿轮呈90°夹角相互啮合，变垂直旋转为水平旋转，带动螺旋刮刀旋转并清除滤饼。主动齿轮(5)和被动齿轮(8)均为两轴夹角为90°的标准伞齿轮，其两轴夹角与齿轮间隙，手动调整轴承支架(16)上的螺栓即可。滤筒(14)上部有一个90°豁口，为设置主动-被动伞齿轮留有足够的空间位置。
螺旋刮刀轴(10)上端设有上轴套(6)，下端设有下轴套(12)，两轴套分别固定在上隔板(7)和下隔板(13)上，上下隔板之间设置了中隔板(15)和挡板(9)，这些隔板和挡板将滤筒(14)内、外腔分开并密封。螺旋刮刀(11)可设计为单组式、多组直板式、螺旋式结构，其结构要稳定，受力均匀。螺旋刮刀(11)与滤筒(14)内壁之间的距离用手动调整，以达到轻微贴合的最佳程度。使螺旋刮刀(11)与滤筒(14)内壁的磨损减少到最小程度。螺旋刮刀(11)为螺旋体结构形式，顺着螺旋体旋转方向会产生一定推力，此推力使滤饼产生挤压并浓缩。
当原料液流(气流)通过原料入口(N1)进入原料入口管通道内部时，由于导流锥(1)导流作用，将液流(气流)动能均匀分布到涡轮(2)的每个叶片上，推动涡轮(2)产生旋转运动并传递给主动轴(4)上的主动齿轮(5)，通过主动齿轮(5)和被动齿轮(8)带动螺旋刮刀轴(10)作旋转运动，使螺旋刮刀(11)同步旋转。引流管(17)将原料入口(N1)和壳体(20)连通，中部设有调节阀(18)，涡轮的旋转速度可通过调节阀(18)控制，螺旋刮刀轴(10)实际转速在转速器(19)上显示。流速衰减的原料液流(气流)和其余的原料液流(气流)共同进入滤筒(14)中进行过滤，过滤被阻挡的颗粒堆积在滤筒(14)表面逐渐形成滤饼，旋转的螺旋刮刀(11)将滤筒表面的滤饼清除掉。过滤过程和清除滤饼是同步进行的。滤饼随着螺旋刮刀(11)的旋转方向，由上而下挤压，使滤饼浓缩，而后从底部排渣口(N3)排出。过滤后的洁净液流(气流)从出料口(N2)排出。此无源式涡轮自洁过滤器利用自身流体介质的动能，转变为机械能实现滤筒在线自动清洗，免除了外在动力的损耗。同时解决了易燃易爆严禁用电的场合下过滤分离的难题。节约了大量的电能、气能和其他能源，达到了节能增效的目的，降低了设备维护成本，提高了生产效率。
根据无源式涡轮自洁过滤器的性能要求和使用情况，通过引流管(17)手动调节调节阀(18)，改变原料入口(N1)流体的流速，控制涡轮(2)的转速，使刮刀轴旋转速度达到设定值，刮刀轴的实际转速显示在转速器(19)上。
根据使用情况及使用者对过滤器的要求，无源式涡轮自洁过滤器可设计为立式结构或卧式结构。
无源式涡轮自洁过滤器，可长期运行，基本上是免维护的。如多年后，由于液流(气流)长期冲击，可能叶片和螺旋刮刀片会磨损，应定期检查或更换。

Claims (10)

1.无源式涡轮自洁过滤器由涡轮系统、螺旋刮刀系统和滤筒系统组成，涡轮系统设置在原料入口(N1)中，螺旋刮刀系统设置在滤筒系统中，滤筒(14)固定在壳体(20)中，包括：原料入口(N1)；净料出口(N2)；排渣口(N3)；导流锥(1)；涡轮(2)；支撑轴承(3)；主动轴(4)；主动齿轮(5)；上轴套(6)；上隔板(7)；被动齿轮(8)；挡板(9)；螺旋刮刀轴(10)；螺旋刮刀(11)；下轴套(12)；下隔板(13)；滤筒(14)；中隔板(15)；轴承支架(16)引流管(17)；调节阀(18)；转速器(19)；壳体(20)组成，其特征为：无源式涡轮自洁过滤器利用了自身流体介质的动能，转变为机械能，推动涡轮旋转(旋转速度通过调节阀控制)，通过伞齿轮，达到带动螺旋刮刀旋转，清除滤饼的目的，实现滤筒在线自动清洗，免除了外在动力的损耗。
2.根据权利要求1所述的无源式涡轮自洁过滤器，其特征在于：主动轴(4)端设有导流锥(1)，中部装有涡轮(2)和支撑轴承(3)，另一端装有主动齿轮(5)，螺旋刮刀轴(10)上部装有被动齿轮(8)，主-被齿轮呈90°夹角相互啮合，变垂直旋转为水平旋转，带动螺旋刮刀旋转并清除滤饼。
3.根据权利要求2所述的无源式涡轮自洁过滤器，其特征在于：主动齿轮(5)和被动齿轮(8)均为两轴夹角为90°的标准伞齿轮，其两轴夹角与齿轮间隙，手动调整轴承支架(16)上的螺栓即可。
4.根据权利要求2所述的无源式涡轮自洁过滤器，其特征在于：滤筒(14)上部有一个90°豁口，为设置主动-被动伞齿轮留有足够的空间位置。
5.根据权利要求4所述的无源式涡轮自洁过滤器，其特征在于：螺旋刮刀轴(10)上端设有上轴套(6)，下端设有下轴套(12)，两轴套分别固定在上隔板(7)和下隔板(13)上，上下隔板之间设置了中隔板(15)和挡板(9)，这些隔板和挡板将滤筒(14)内、外腔分开并密封。
6.根据权利要求1所述的无源式涡轮自洁过滤器，其特征在于：螺旋刮刀(11)可设计为单组式、多组直板式、螺旋式结构，其结构要稳定，受力均匀。
7.根据权利要求6所述的无源式涡轮自洁过滤器，其特征在于：螺旋刮刀(11)与滤筒(14)内壁之间的距离用手动调整，以达到轻微贴合的最佳程度，使螺旋刮刀(11)与滤筒(14)内壁的磨损减少到最小程度。
8.根据权利要求7所述的无源式涡轮自洁过滤器，其特征在于：螺旋刮刀(11)为螺旋体结构形式，顺着螺旋体旋转方向会产生一定推力，此推力使滤饼产生挤压并浓缩。
9.根据权利要求1所述的无源式涡轮自洁过滤器，其特征在于：根据无源式涡轮自洁过滤器的性能要求和使用情况，通过引流管(17)手动调节调节阀(18)，改变原料入口(N1)流体的流速，控制涡轮(2)的转速，使刮刀轴旋转速度达到设定值，刮刀轴的实际转速显示在转速器(19)上。
10.根据权利要求1所述的无源式涡轮自洁过滤器，其特征在于：根据使用情况及使用者对过滤器的要求，无源式涡轮自洁过滤器可设计为立式结构或卧式结构。
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