RU2254900C1 - Filter - Google Patents
Filter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2254900C1 RU2254900C1 RU2004106864/15A RU2004106864A RU2254900C1 RU 2254900 C1 RU2254900 C1 RU 2254900C1 RU 2004106864/15 A RU2004106864/15 A RU 2004106864/15A RU 2004106864 A RU2004106864 A RU 2004106864A RU 2254900 C1 RU2254900 C1 RU 2254900C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- corrugations
- cylinder
- metal mesh
- coefficient
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filtration Of Liquid (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки жидкостей от механических примесей и может быть использовано в качестве фильтра в различных областях техники, в частности в гидравлических системах металлургического оборудования.The invention relates to the field of purification of liquids from mechanical impurities and can be used as a filter in various fields of technology, in particular in hydraulic systems of metallurgical equipment.
В настоящее время в различных областях техники используются самые разнообразные фильтрующие элементы на бумажной основе.Currently, various fields of technology use a wide variety of filter elements on a paper basis.
Известен фильтр, содержащий фильтрующую часть, выполненную в виде цилиндра из гофрированной в продольном направлении крепированной бумаги, охватывающего каркас в виде цилиндрической пружины, и соединительные узлы, установленные на торцах указанного цилиндра из гофрированной бумаги и каркаса в виде цилиндрической пружины [1].A known filter containing a filtering part made in the form of a cylinder made of crepe-shaped paper in the longitudinal direction, covering the frame in the form of a cylindrical spring, and connecting units mounted on the ends of the said cylinder of corrugated paper and the frame in the form of a cylindrical spring [1].
Фильтр данной конструкции проигрывает по техническим параметрам, в частности в связи с невозможностью его регенерации, а также использования в высокотемпературных и агрессивных средах.The filter of this design loses in technical parameters, in particular due to the impossibility of its regeneration, as well as its use in high-temperature and aggressive environments.
Использование фильтров с фильтрующей частью из бумаги приводит к вымыванию частиц бумаги под давлением рабочей жидкости и попаданию их в гидравлическую систему, что в конечном итоге загрязняет ее. Вместе с тем, по мере вымывания частиц бумаги отверстия (поры) фильтрующей части увеличиваются в размерах, фильтр не обеспечивает указанную тонкость фильтрации, что приводит к выходу его из строя.The use of filters with a filtering part of paper leads to leaching of paper particles under the pressure of the working fluid and their ingress into the hydraulic system, which ultimately pollutes it. At the same time, as the paper particles are washed out, the openings (pores) of the filtering part increase in size, the filter does not provide the specified filtering fineness, which leads to its failure.
Кроме того, использование одноразовых фильтров при отсутствии должной утилизации приводит к непоправимому загрязнению окружающей среды.In addition, the use of disposable filters in the absence of proper disposal leads to irreparable pollution of the environment.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является взятый в качестве прототипа фильтр, содержащий фильтрующую часть, выполненную в виде, по крайней мере, одного цилиндра из гофрированной в продольном направлении металлической сетки, охватывающего цилиндрический перфорированный каркас, и соединительные узлы, установленные на торцах указанных цилиндра из металлической сетки и цилиндрического каркаса [2].Closest to the proposed invention is taken as a prototype filter containing a filter part made in the form of at least one cylinder of longitudinally corrugated metal mesh covering a cylindrical perforated frame, and connecting nodes mounted on the ends of these cylinders made of metal mesh and cylindrical frame [2].
Срок службы такого фильтра на несколько порядков превосходит срок службы фильтров на бумажной основе, а его регенерация и утилизация осуществляется с помощью простейших малоотходных технологий.The service life of such a filter is several orders of magnitude longer than the life of paper-based filters, and its regeneration and disposal is carried out using the simplest low-waste technologies.
Недостатком такого фильтра является пониженная способность к регенерации фильтрующей части за счет отсутствия оптимизации геометрических параметров цилиндра из гофрированной металлической сетки, в частности плотности укладки гофр.The disadvantage of this filter is the reduced ability to regenerate the filter part due to the lack of optimization of the geometric parameters of the cylinder made of corrugated metal mesh, in particular, the density of the corrugations.
А именно, необходимо учитывать, что изменение площади фильтрующей поверхности за счет плотности укладки гофр в пределах одного и того же объема однозначно не определяет ресурс фильтра. С одной стороны, это связано с тем, что при увеличении плотности укладки гофр возрастает составляющая гидравлического сопротивления фильтра вследствие трения в каналах гофр, но уменьшается составляющая указанного сопротивления, обусловленная фильтрацией через поры металлической сетки. Вместе с тем, увеличение фильтрующей поверхности приводит к росту ресурса фильтра за счет повышения его грязеемкости. С другой стороны, увеличение плотности укладки гофр приводит к уменьшению зазора между гофрами, в результате чего затрудняется, а чаще всего становится невозможной эффективная очистка фильтрующей поверхности любыми известными способами, в частности ультразвуковая очистка в жидкостной ванне. Это приводит к снижению срока службы фильтра.Namely, it must be taken into account that a change in the area of the filtering surface due to the density of laying of the corrugations within the same volume does not uniquely determine the filter resource. On the one hand, this is due to the fact that with an increase in the packing density of the corrugations, the component of the hydraulic resistance of the filter increases due to friction in the channels of the corrugations, but the component of the indicated resistance decreases due to filtration through the pores of the metal mesh. At the same time, an increase in the filtering surface leads to an increase in the filter resource due to an increase in its dirt capacity. On the other hand, an increase in the packing density of the corrugations leads to a decrease in the gap between the corrugations, which makes it difficult, and most often impossible, to effectively clean the filter surface by any known methods, in particular ultrasonic cleaning in a liquid bath. This results in reduced filter life.
Технической задачей изобретения является создание фильтра, обеспечивающего повышение способности к регенерации фильтрующей части за счет оптимизации геометрических параметров цилиндра из гофрированной металлической сетки при сохранении в допустимых пределах фильтрующей способности фильтра, и, как следствие, увеличение срока службы фильтра.An object of the invention is the creation of a filter that provides increased ability to regenerate the filter part by optimizing the geometric parameters of the corrugated metal mesh cylinder while maintaining the filtering ability of the filter within acceptable limits, and, as a result, increasing the filter service life.
Для достижения указанной технической задачи в известном фильтре, содержащем фильтрующую часть, выполненную в виде, по крайней мере, одного цилиндра из гофрированной в продольном направлении металлической сетки, охватывающего цилиндрический перфорированный каркас, и соединительные узлы, установленные на торцах цилиндра из металлической сетки и цилиндрического перфорированного каркаса, согласно изобретению оптимальное по ресурсу количество гофр цилиндра из металлической сетки определяется соотношением:To achieve the specified technical problem in a known filter containing a filter part made in the form of at least one cylinder of longitudinally corrugated metal mesh, covering a cylindrical perforated frame, and connecting nodes mounted on the ends of the cylinder from a metal mesh and a cylindrical perforated frame, according to the invention, the optimal resource resource the number of corrugations of the cylinder from a metal mesh is determined by the ratio:
nопт=π /4d/δ (1+k1· D/d)· k2, гдеn opt = π / 4d / δ (1 + k 1 · D / d) · k 2 , where
nопт - оптимальное количество гофр цилиндра из металлической сетки,n opt is the optimal number of corrugations of the cylinder from a metal mesh,
d, D - диаметры окружностей соответственно охватываемой и охватывающей вершины гофр цилиндра из металлической сетки,d, D are the diameters of the circles respectively covered and covering the tops of the corrugations of the cylinder from a metal mesh,
δ - суммарная толщина металлических сеток фильтрующей части,δ is the total thickness of the metal mesh of the filtering part,
k1 - коэффициент плотности укладки гофр, принимаемый равным k1=0,1÷ 0,3,k 1 - density coefficient of laying corrugations, taken equal to k 1 = 0.1 ÷ 0.3,
k2 - коэффициент эффективности регенерации фильтра, принимаемый равным k2=0,5÷ 1.k 2 - filter regeneration efficiency coefficient, taken equal to k 2 = 0.5 ÷ 1.
Указанное соотношение содержит эмпирические коэффициенты.The specified ratio contains empirical coefficients.
Экспериментально найдено оптимальное значение коэффициента плотности гофрирования, с точки зрения обеспечения минимального гидравлического сопротивления фильтрующей поверхности фильтра, определяемое соотношением k1=0,1÷ 0,3. При выходе значения k1 за крайние пределы указанного соотношения ресурс фильтра при прочих равных условиях снижается.The optimal value of the corrugation density coefficient was experimentally found, from the point of view of ensuring the minimum hydraulic resistance of the filter surface of the filter, determined by the ratio k 1 = 0.1 ÷ 0.3. When the value of k 1 goes beyond the extreme limits of the indicated ratio, the filter resource, ceteris paribus, decreases.
Вместе с тем экспериментально установлен коэффициент, учитывающий эффективность регенерации фильтра, определяемый соотношением k2=0,5÷ 1.At the same time, a coefficient was experimentally established that takes into account the filter regeneration efficiency, which is determined by the ratio k 2 = 0.5 ÷ 1.
Значение k2=0,5 определяется при прочих равных условиях минимально допустимым значением ресурса фильтра, обусловленного его исходными гидравлическими свойствами. Соответственно при k2<0,5 ресурс фильтра становится недопустимо минимальным.The value of k 2 = 0.5 is determined, ceteris paribus, the minimum acceptable value of the filter resource, due to its original hydraulic properties. Accordingly, for k 2 <0.5, the filter resource becomes unacceptably minimal.
Значение k2=1 определяется при прочих равных условиях предельно допустимым уровнем снижения эффективности очистки и, в конечном счете, минимально допустимым значением ресурса фильтра в процессе его последующей эксплуатации. При k2>1 снижается ниже допустимого уровня эффективность очистки и возрастает уровень непроизводительных затрат, связанных со стоимостью и сложностью очистки.The value of k 2 = 1 is determined, ceteris paribus, the maximum permissible level of reduction in cleaning efficiency and, ultimately, the minimum acceptable value of the filter resource during its subsequent operation. When k 2 > 1, the cleaning efficiency decreases below an acceptable level and the level of overhead costs associated with the cost and complexity of cleaning increases.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез фильтра, на фиг.2 - сечение по А-А на фиг 1.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a longitudinal section of a filter, figure 2 is a section along aa in figure 1.
Фильтр содержит фильтрующую часть, выполненную в виде, по крайней мере, одного цилиндра 1 из гофрированной в продольном направлении металлической сетки (на чертеже показана конструкция с одним цилиндром). Количество цилиндров 1 фильтрующей части и размеры ячеек металлической сетки каждого из них, а также конструктивная форма подбирается в зависимости от задачи и технологических условий процесса очистки. Если фильтрующая часть содержит несколько цилиндров, они монтируются в виде единого блока. Цилиндр 1 охватывает цилиндрический перфорированный несущий каркас 2 и укреплен на его концах в процессе холодного обжатия с помощью оснастки. На торцах цилиндра 1 из металлической сетки и цилиндрического каркаса 2 установлены соединительные узлы 3, 4, стягивающие фильтрующую часть и прикрепляющие ее к каркасу 2. Конкретное выполнение соединительных узлов 3, 4 определяется областью применения фильтрующего элемента, в частности, диапазоном давления, длительностью силовых и тепловых нагрузок. В зависимости от требований по надежности и герметизации они могут быть выполнены в виде крышек, присоединенных к торцам фильтра и залитых маслостойким компаундом, либо присоединенных через прокладки, клеевое соединение или соединение на основе синтетических смол, а также в виде стягивающих металлических элементов со сварными или штампованными соединениями.The filter contains a filter part made in the form of at least one cylinder 1 from a longitudinally corrugated metal mesh (the design shows a single cylinder). The number of cylinders 1 of the filtering part and the mesh size of the metal mesh of each of them, as well as the structural form are selected depending on the task and technological conditions of the cleaning process. If the filter part contains several cylinders, they are mounted as a single unit. The cylinder 1 covers a cylindrical perforated supporting frame 2 and is mounted at its ends in the process of cold crimping using equipment. At the ends of the cylinder 1 from a metal mesh and a cylindrical frame 2, connecting nodes 3, 4 are installed, tightening the filter part and attaching it to the frame 2. The specific implementation of the connecting nodes 3, 4 is determined by the scope of the filter element, in particular, the pressure range, the duration of power and thermal loads. Depending on the requirements for reliability and sealing, they can be made in the form of covers attached to the ends of the filter and filled with an oil-resistant compound, or connected through gaskets, an adhesive joint or a joint based on synthetic resins, as well as in the form of tightening metal elements with welded or stamped connections.
Оптимальное по ресурсу количество гофр цилиндра 1 из металлической сетки определяется соотношением:The resource-optimal number of corrugations of cylinder 1 from a metal mesh is determined by the ratio:
nопт=π /4d/δ (1+k1· D/d)· k2, гдеn opt = π / 4d / δ (1 + k 1 · D / d) · k 2 , where
nопт - оптимальное количество гофр цилиндра из металлической сетки,n opt is the optimal number of corrugations of the cylinder from a metal mesh,
d, D - диаметры окружностей соответственно охватываемой и охватывающей вершины гофр цилиндра из металлической сетки,d, D are the diameters of the circles respectively covered and covering the tops of the corrugations of the cylinder from a metal mesh,
δ - суммарная толщина металлических сеток фильтрующей части,δ is the total thickness of the metal mesh of the filtering part,
k1 - коэффициент плотности укладки гофр, принимаемый равным k1=0,1÷ 0,3,k 1 - density coefficient of laying corrugations, taken equal to k 1 = 0.1 ÷ 0.3,
k2 - коэффициент эффективности регенерации фильтра, принимаемый равным k2=0,5÷ 1.k 2 - filter regeneration efficiency coefficient, taken equal to k 2 = 0.5 ÷ 1.
Работает предлагаемый фильтр аналогично известным, а именно, фильтруемый поток жидкости подводится снаружи, а профильтрованный поток отводится из внутренней полости.The proposed filter works similarly to the known ones, namely, the filtered liquid stream is supplied from the outside, and the filtered stream is diverted from the internal cavity.
Особенность фильтра заключается в том, что за счет оптимизации количества гофр цилиндра 1 из металлической сетки обеспечивается повышение способности к регенерации фильтрующей части при сохранении в допустимых пределах фильтрующей способности фильтра, и, как следствие, увеличивается срок службы фильтра. А именно, при значении коэффициента, учитывающего эффективность регенерации фильтра, в диапазоне k2=0,5÷ 1 и при оптимальном, с точки зрения обеспечения минимального гидравлического сопротивления фильтрующей поверхности фильтра коэффициенте плотности укладки гофр k1=0,1÷ 0,3, найденное соотношение позволяет определить оптимальное количество гофр цилиндра 1 из металлической сетки в зависимости от области его применения для тех или других условий.A feature of the filter is that by optimizing the number of corrugations of the cylinder 1 from the metal mesh, the ability to regenerate the filter part is improved while maintaining the filtering ability of the filter within acceptable limits, and, as a result, the filter service life is increased. Namely, when the coefficient taking into account the filter regeneration efficiency is in the range k 2 = 0.5 ÷ 1 and when the coefficient of packing density of the corrugations is k 1 = 0.1 ÷ 0.3, optimal from the point of view of ensuring the minimum hydraulic resistance of the filter surface of the filter , the ratio found allows us to determine the optimal number of corrugations of cylinder 1 from a metal mesh, depending on the area of its application for certain conditions.
Поскольку при прочих равных условиях ресурс фильтра многоразового использования определяется возможностью восстановления его работоспособности после каждого очередного рабочего цикла путем очистки, например, в ультразвуковом поле в среде моющего раствора, то качество очистки, обуславливающее последующий срок службы фильтра, является определяющим фактором для достижения предусмотренного технического результата.Since, ceteris paribus, the resource of a reusable filter is determined by the possibility of restoring its operability after each next working cycle by cleaning, for example, in an ultrasonic field in a washing solution environment, the quality of cleaning, which determines the subsequent filter service life, is a determining factor for achieving the intended technical result .
При одних и тех же условиях регенерации фильтра, обусловленных, в частности, технологией и характеристиками установки ультразвуковой очистки, характеризуемых для ультразвуковой станции очистки типа УЗС.04-5/06 значением коэффициента k2≈ 0,6, и последующей проверке качества очистки посредством прибора типа ПКФ, предназначенного для замера времени заполнения фильтров жидкостью, сравнительный анализ качества очистки фильтров показал, что фильтры с количеством гофр, рассчитанным по установленному соотношению, и с большим количеством гофр имеют существенную разницу по времени заполнения, с худшими показателями у последних.Under the same conditions of filter regeneration, due, in particular, to the technology and characteristics of the ultrasonic cleaning unit, characterized by a coefficient value of k 2 ≈ 0.6 for an ultrasonic cleaning station of type UZS.04-5 / 06, and subsequent verification of the quality of cleaning using the device type PCF, designed to measure the time of filling the filters with liquid, a comparative analysis of the quality of filter cleaning showed that the filters with the number of corrugations calculated according to the established ratio, and with a large number of corrugations They have a significant difference in filling time, with the worst performance of the latter.
При этом фильтры с меньшим, чем рассчитанное по установленному соотношению, количеством гофр, при меньшем времени заполнения имеют, однако, недопустимо малый срок службы в течение одного рабочего цикла, накладывая ограничения на технологический цикл работы оборудования, особенно, при необходимости замены других фильтров-аналогов.At the same time, filters with a smaller number of corrugations than those calculated according to the established ratio and with a shorter filling time have, however, an unacceptably short service life during one working cycle, imposing restrictions on the equipment operation cycle, especially if it is necessary to replace other analog filters .
Результаты испытаний представлены в таблице.The test results are presented in the table.
Таким образом, предлагаемый фильтр обладает высокой способностью к регенерации, повышенным ресурсом и сроком службы и может быть использован для эффективной очистки жидкостей в различных областях техники.Thus, the proposed filter has a high ability to regenerate, increased resource and service life and can be used for efficient cleaning of liquids in various fields of technology.
Источники информацииSources of information
1. Каталог “Фильтры и агрегаты”. Уфимское агрегатное предприятие “Гидравлика”: Уфимское издательство “Слово”, 1995, с.67.1. Catalog “Filters and units”. Ufa Aggregate Enterprise “Hydraulics”: Ufa Publishing House “Slovo”, 1995, p.67.
2. RU 2193912 C1, 28.06.2001.2. RU 2193912 C1, 06/28/2001.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004106864/15A RU2254900C1 (en) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | Filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004106864/15A RU2254900C1 (en) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | Filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2254900C1 true RU2254900C1 (en) | 2005-06-27 |
Family
ID=35836504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004106864/15A RU2254900C1 (en) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | Filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2254900C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU183614U1 (en) * | 2018-04-23 | 2018-09-27 | Акционерное общество "Уфимское агрегатное предприятие "Гидравлика" | FILTER ELEMENT |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5824232A (en) * | 1996-04-15 | 1998-10-20 | Filtration Technologies Corporation | Corrugated filter sheet configured into a cylindrical filter media having near circular concentric channels |
| RU2193912C1 (en) * | 2001-06-28 | 2002-12-10 | Аниколенко Валерий Алексеевич | Filter member |
| DE10135080A1 (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-30 | Mahle Filtersysteme Gmbh | Cylindrical fan-fold automotive filter insert comprises fan-folded panel bent into tubular form and held between ring-shaped end caps |
-
2004
- 2004-03-09 RU RU2004106864/15A patent/RU2254900C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5824232A (en) * | 1996-04-15 | 1998-10-20 | Filtration Technologies Corporation | Corrugated filter sheet configured into a cylindrical filter media having near circular concentric channels |
| RU2193912C1 (en) * | 2001-06-28 | 2002-12-10 | Аниколенко Валерий Алексеевич | Filter member |
| DE10135080A1 (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-30 | Mahle Filtersysteme Gmbh | Cylindrical fan-fold automotive filter insert comprises fan-folded panel bent into tubular form and held between ring-shaped end caps |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU183614U1 (en) * | 2018-04-23 | 2018-09-27 | Акционерное общество "Уфимское агрегатное предприятие "Гидравлика" | FILTER ELEMENT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6823996B2 (en) | Spin-on filter including improved seal arrangement and methods | |
| WO2000000721A1 (en) | Internal combustion engine exhaust filters | |
| US20100326928A1 (en) | Filtration System | |
| AU7209600A (en) | Filter with preferential fluid affinity | |
| US20070267337A1 (en) | Filter assembly | |
| RU2254900C1 (en) | Filter | |
| EP0453531A4 (en) | Apparatus for multi-sized filter element cartridges | |
| CN205435133U (en) | Dismountable combination woven wire filter core | |
| EP0678477A1 (en) | Method and apparatus for purifying aqueous liquid containing particulate matter and a water-immiscible organic liquid | |
| CN213348069U (en) | Double-cylinder oil return filter | |
| CN210543733U (en) | Filter assembly and filter element | |
| DE112018000527T5 (en) | ADVANCED THREADED ADAPTER FOR THREADLESS COAT | |
| US5589067A (en) | Expanded metal filter support structure | |
| CN210114864U (en) | Fluid filtering device | |
| US20230364538A1 (en) | System and method for fluid filtration | |
| WO2007075866A1 (en) | Spin-on filter and methods | |
| CN211611716U (en) | Water oil removal filter element capable of being used repeatedly | |
| CN211885951U (en) | Novel wave-folding filter element | |
| CN203736934U (en) | Filter | |
| CN103291509B (en) | Clean air filter and assembly thereof | |
| JP2002018209A (en) | Water purification cartridge | |
| CN217247154U (en) | Tubular back-flushing filter | |
| JP2017205689A (en) | Filter element | |
| CN218188279U (en) | Oil removing filter element | |
| CN211611821U (en) | Filter element for removing oil sludge |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180310 |