Дренажный фильтр

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Александров Валерий Михайлович Лобачев Виктор Алексеевич Бадыкин Анатолий Анатольевич Филиппович Ирина Викторовна Колодкин Виталий Федорович Куденок Ирина Валентиновна Иневаткин Юрий Леонидович Оксинь Александр Васильевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Дренажный фильтр, содержащий каркас в виде перфорированной трубы и пористую гильзу, охватывающую наружную поверхность перфорированной трубы, отличающийся тем, что пористая гильза состоит из дискретных металлических частиц в виде порошка или волокна и неразъемно соединена с перфорированной трубой металлическими контактами, причем суммарная площадь перфораций трубы составляет 0,5-0,7 площади ее наружной поверхности, площадь металлических контактов составляет 0,3-0,5 площади контактной поверхности, а толщина стенки пористой гильзы составляет 3,5-4,5 ч., где ч. - диаметр частиц дисперсного материала Заявляемая полезная модель относится к области очистки жидкостей путем ее фильтрации через насыпные материалы и может быть использована для всех типов фильтров систем химической водоподготовки на тепловых станциях и промышленных предприятиях. 95752013.10.30 Известен дренажный фильтр, содержащий выходной патрубок с закрепленными на нем коллекторами, снабженными перфорированными лучевыми трубами с расположенными на них щелевыми элементами, выполненными из профильной проволоки, причем фильтрующие щели представляют собой зазоры между соседними рядами проволоки 1. Недостатком данного устройства является сложность конструкции, что обусловлено сложностью и высокой трудоемкостью его изготовления, а также необходимостью применения уникального и дорогостоящего оборудования. Известен также дренажный фильтр, содержащий также каркас в виде перфорированной трубы и пористую гильзу из волокнистого материала, охватывающую наружную поверхность перфорированной трубы. Пористая гильза состоит из многослойного материала отверстия перфорированной трубы выполнены коническими и расположены по диаметру со смещением их по соседним рядам. Каркас содержит муфты, имеющие наружную и внутреннюю сопрягаемые резьбы для соединения нескольких фильтров 2. Данное решение принято за прототип. Недостатком прототипа является высокая трудоемкость изготовления, а также низкий ресурс работы, что обусловлено следующим. При регенерации фильтра с использованием обратного потока жидкости пористая гильза отделяется от перфорированного каркаса. В результате многократно повторяющихся циклов регенерации пористая гильза разрушается под действием знакопеременных нагрузок, что приводит к остановке фильтра и снижению его ресурса работы. Задачей полезной модели является повышение ресурса работы и производительности фильтра. Задача достигается тем, что в дренажном фильтре, содержащем каркас в виде перфорированной трубы и пористую гильзу, последняя состоит из дискретных металлических частиц в виде порошка или волокна, соединенных неразъемно с перфорированной трубой металлическими контактами, причем суммарная площадь перфораций трубы составляет 0,5-0,7 площади ее наружной поверхности, площадь металлических контактов составляет 0,3-0,5 площади контактной поверхности, а толщина стенки пористой гильзы составляет 3,5-4,5 ч., где ч. - диаметр частиц дисперсного материала. Дренажный фильтр (фигура) содержит выходной патрубок с закрепленными на нем коллекторами (на фигуре не показаны) и каркас в виде перфорированной трубы 1 и пористой гильзы 2, расположенной на наружной поверхности перфорированной трубы. Пористая гильза состоит из дискретных металлических частиц в виде порошка или волокна и соединена неразъемно с перфорированной трубой металлически контактами. Причем суммарная площадь перфораций трубы составляет 0,5-0,7 площади ее наружной поверхности, площадь металлических контактов составляет 0,3-0,5 площади контактной поверхности, а толщина стенки пористой гильзы составляет 3,5-4,5 ч., где ч. - диаметр частиц дисперсного материала. Каркас выполнен из композиционного материала, представляющего собой сочетание компактного материала в виде перфорированной трубы и пористого материала в виде гильзы из дискретных металлических частиц, охватывающей наружную поверхность трубы. Дискретные металлические частицы в виде порошка или волокон соединены между собой и с перфорированной трубой металлическими контактами. Металлические контакты обеспечивают прочное соединение пористой гильзы и металлической трубы, что в условиях эксплуатации, включающих перепады давления в системе и гидроудары, благоприятно сказывается на эксплуатационных характеристиках фильтра (ресурс работы, производительность). Получение каркаса описанной выше конструкции включает ряд известных в области порошковой металлургии технологических операций 3. Методом изостатического или гидродинамического формования на перфорированную трубу наносится слой дисперсных металлических частиц. При этом дисперсный материал,располагаясь по наружной поверхности каркаса, заполняет также и перфорации на его по 2 95752013.10.30 верхности, что обеспечивает надежность и дополнительную прочность соединения каркаса и гильзы. В процессе спекания, включающего нагрев до температуры 0,7-0,8 температуры плавления дисперсного материала, образуются металлические контакты, суммарная площадь которых определяется технологическими режимами спекания и свойствами дискретных частиц. Образующееся в результате неразъемное соединение каркаса и гильзы обеспечивает тем самым надежность работы фильтра в условиях перепада давления в системе. На основании результатов аналитических расчетов и экспериментальных исследований установлено, что суммарная площадь перфораций металлической трубы в сочетании с толщиной стенки пористой гильзы определяют уровень гидродинамических характеристик дренажного фильтра. В случае изменения установленных соотношений нарушается ламинарный режим течения жидкости возникает опасность гидроударов, приводящих к разгерметизации устройства и выходу фильтра из строя. Диапазон значений площади металлических контактов 0,3-0,5 от площади контактной поверхности обусловлен значением физико-механических характеристик неразъемного соединения перфорированная труба-пористая гильза. В том случае, если площадь металлических контактов больше значения 0,5 снижается пористость, площадь фильтрации и производительность фильтра в целом. В том случае, если площадь металлических контактов меньше значения 0,3 конструкция выходит из строя под действием повторяющихся перепадов давления и гидроударов. Устройство работает следующим образом загрязненная жидкость, проходя через пористую гильзу 2 и перфорации перфорированной трубы 1, очищается и поступает в водосборный коллектор. Композиционный характер структуры материала, ограничиваемый величиной суммарной площади перфорации трубы, площади металлических контактов гильзы и трубы и толщиной стенки пористой гильзы, обеспечивает повышенный ресурс и производительность работы фильтра. Пористая структура из дисперсных металлических частиц обеспечивает равномерное распределение жидкости по всей площади фильтра. Извилистая форма поровых каналов в материалах такого рода исключает попадание зерен загрузки в дренажную систему и вынос мелких фракций. Надежное соединение перфорированной трубы и пористой гильзы за счет металлических контактов исключает деструкцию композиционного материала в результате возникающих в системе перепадов давления и гидроударов. Дренажный фильтр разработанной конструкции может быть изготовлен с помощью известных технологических процессов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3