Фильтры

На рис. 3.12 показан одинарный сеточный фильтр грубой очистки. Фильтрирующий стакан 3 выполнен из латуни (стали). Диаметр ячеи 1 мм. Патрубок 6 (спускная пробка) предназначен для периодической очистки и удаления шлама.

На рис. 3.13 показан двухсек­ционный сеточный фильтр гру­бой очистки топлива или масла. Он предназначен для отделения твердых частиц размером более 100 мкм. Фильтрующий патрон набран из линзообразных упругих сеток, поджимаемых пружи­ной. Жидкость к нему поступает снаружи, проходит через сетки во внутренний стержень с отверстиями, по которому поднима­ется в верхнюю ка­меру, а затем через патрубок идет на вы­ход. Очищают фильтр вручную при его раз­борке секциями, без вывода из действия всего фильтра.

Фильтры тонкой очистки (ФТО) обеспечивают тонкость отсева от 40 до 2÷3 мкм. Они работают с большими перепадами давления (0,05 МПа), поэтому их фильтрующие элементы должны обла­дать достаточной механической прочностью.

Эти фильтры изготовляют поверхностного, объемного и ще­левого типов. Для фильтрующих элементов используют тек­стильные тканые и нетканые материалы, бумагу, картон, метал­локерамику и др. При изготовлении матерчатых фильтрующих элементов поверхностного типа применяют специальные фильт­ровальные ткани (например, «Бельтин», различные сукна, фильтромиткаль и др.). Матерчатые фильтрующие элементы легко поддаются периодической чистке (промывке), обеспечи­вают тонкость очистки до 10^-6 мкм. Фильтры типа ФНТ, имею­щие фильтрующие патроны из нетканых материалов, очищают жидкости от твердых частиц размером более 20 мкм.

Конструкция фильтра тонкой очистки показана на рис. 3.14. Фильтрующий элемент состоит из шести стальных оцинкованных патронов (каркасов) цилиндрической формы с перфориро­ванными стенками, которые обтянуты фильтрующей тканью и шелковым полотном. Для быстрой замены фильтрующего эле­мента корпус фильтра изготовлен из двух частей (верхней и нижней) с конусными фланцами, которые с помощью болтов стягивают бандажной лентой.

Топливо или масло подводится к поверхности фильтрующих элементов через боковой патрубок, затем проходит через фильт­ровальную ткань внутрь патрона, отфильтрованное подается в верхнюю камеру, откуда через отводную трубу — на выход.

Для фильтрации высоковязких топлив применяют объемный фильтр «Винслоу» (Великобритания) (рис. 3.15). Он состоит из вертикального цилиндрического прочного корпуса со съем­ной крышкой. В корпус между верхней и нижней перегород­ками вставляются фильтрующие элементы. Каждый элемент представляет собой трехслойный фильтр, скомпонованный на перфорированной трубе. Грубая очистка осуществляется двой­ным трикотажным "чулком", надетым на трубку. Второй слой — набивка из нарезанной неокрашенной хлопчатобумажной пряжи, смешанной со специально приготовленным коротким древесным волокном, пропитанным смолами. Набивка имеет переменную плотность, возрастающую от периферии к центру, в связи с чем грубые частицы задерживаются поверхностными слоями, а мелкие глубинными. Последним фильтрующим слоем, как и первым, служит хлопчатобумажный чулок, но более мелкой вязки. Топливо поступает через верхний патрубок в корпус фильтра, заполняет его и проходит через фильтрующие эле­менты от периферии к центру, а затем по трубе сливается в нижнюю, изолированную часть корпуса, откуда и выводится через нижний патрубок.

Фильтр эффективно работает в течение 3000 ч и отделяет частицы размером более 5 мкм. Он поглощает смолы, кислоты, грязь и отделяет воду.

В системах топливоподготовки и смазочного масла кроме фильтров грубой и тонкой очистки устанавливают магнитные фильтры, очищающие нефтепродукты от ферромагнитных ча­стиц. Конструкция такого фильтра показана на рис. В центре корпуса помещен сильный постоянный магнит, окру­женный защитной сеткой. Он соединен с крышкой корпуса и может быть вынут за рукоятку для очистки. Фильтруемая жидкость поступает через нижний патрубок в нижнюю камеру, проходит через защитную сетку, омывает магнитный стержень, а затем перетекает в верхнюю камеру, откуда выводится через выходной патрубок. На магните осаждаются железные частицы, вокруг которых агломерируются и немагнитные загрязнения, находящиеся в жидкости. Под воздействием магнитного поля мелкодисперсные частицы коагулируются, оседают на защитной сетке и переходят в шлам, который удаляется через нижние отверстия в корпусе фильтра.

Рис. 3.13. Двухсекционный сеточный фильтр грубой очистки.

1 — корпус; 2 — фильтрующий патрубок; 3 — стер­жень; 4 — камера; 5 — клапан спуска воздуха; 6 — краны переключения секций фильтра

Рис. 3.14. Фильтр тонкой очистки.

1 — корпус; 2 — каркас филь­трующего патрона; 3 — фильтрующая ткань; 4 — па­трубок; 5 — слив отстоя; 6 — отводная труба

Рис. 3.12. Одинарный сеточный фильтр

грубом очистки.

1 — крышка корпуса; 2 — корпус; 3 — фильт­рующий стакан; 4 — отводящий патрубок; 5 — спускная пробка; 6 — подводящий патрубок

Рис. 3.15. Объемный фильтр типа «Винслоу».

1 — фильтрующие элементы; 2 — корпус; 3 — крышка; 4 — отвер­стие для спуска воздуха; 5 — подводящий патрубок; 6 — от­верстие для слива отстоя; 7 — отводящий патрубок; 8 — дре­нажная пробка

Рис. 3.16. Магнитный фильтр.

1 — корпус; 2 — входной патру­бок; 3 — защитная сетка; 4 — стержень (постоянный магнит); 5 — крышка; 6 — выходной па­трубок; 7 — направляющие реб­ра; 8 — пробка

Фильтрационные установки. В топливных системах могут применяться фильтрационные установки. К их достоинствам следует отнести автономность действия, отсутствие движущихся частей свободный выбор места размещения в машинном отде­лении малые энерго- и трудозатраты на обслуживание, боль­шую пропускную способность и приспособленность к автомати­зации Для обслуживания установок не требуется персонал вы­шкой квалификации. Все это позволяет им конкурировать с центробежными сепараторами.

Высокоэффективные фильтрационные установки поверхност­ного типа фирмы «Софранс» (Франция) применяют для фильт­рации топлив и масел. Производительность этих установок со­ставляет 1,5; 3; 4; 5 и 6 м³/ч, тонкость очистки — 3÷20 мкм (рис. 3.17)

Фильтрирующие элементы этой установки расположены гори­зонтально в корпусах цилиндрической формы, закрепленных на отстойной цистерне, предназначенной для сбора и отстоя про­дуктов очистки топлива. Они состоят из металлических линзо­образных дисков с двухслойной сеточной поверхностью, набранных в пакет на центральном перфорированном стержне. Внутренняя сетка имеет размер ячейки 50 мкм, наружная — 3÷10 мкм. Количество и площадь этих дисков выбирают в зависи­мости от целевого назначения фильтра и определяются степе­нью очистки и требуемой пропускной способностью. Диски из­готовлены из нержавеющей стали, сетки — латунные, саржевого плетения.

Подогретое топливо подается в установки насосом к одному из фильтрующих элементов, проходит через него и очищенное отводится по центральному патрубку в систему. На поверх­ности фильтра скапливаются твердые отложения и капельки воды, которые по мере укрупнения стекают в нижнюю часть фильтра.

В нижней части корпуса фильтра имеется детектор воды, подающий сигнал на открытие перепускного клапана при до­стижении предельного уровня собравшейся в корпусе воды или при максимальной ее концентрации в фильтруемом топливе.

Отстойная цистерна имеет электроподогреватель с термоста­том для поддержания заданной температуры и детекторы воды, подающие импульс на открытие дренажного клапана. Часть цистерны отгорожена перфорированной переборкой и образует переливную цистерну, в верхней части которой скапливается отстоявшееся топливо, которое затем подается в судовую от­стойную цистерну. Корпуса фильтров и цистерны во время работы находятся под давлением, в результате чего влияние качки судна на качество отстоя незначительно.

Очистка фильтрующих элементов и сброс собравшихся в корпусе воды и твердых отложений осуществляется автомати­чески путем периодического открытия на 4÷5 с перепускного клапана по импульсу датчика воды в случае засорения эле­мента и возрастания сопротивления фильтра.

Очистка фильтрующего элемента производится обратной струей жидкости путем отбора небольшого ее количества из отводного патрубка. Этот поток жидкости, оказывая давление внутри на поверхность фильтрующего элемента, отделяет нако­пившиеся на наружной поверхности отложения, которые соби­раются в нижней части корпуса, а затем удаляются через зачистной клапан вместе с отстоем. В то время, когда один фильтр очищается противотоком фильтруемой жидкости, дру­гой нормально функционирует до загрязнения, после чего снова произойдет переключение фильтров. Очистка фильтра продол­жается около 20 с. Регулирование последовательности и про­должительности процессов при очистке топлива и фильтрующих элементов осуществляется программным устройством, смонти­рованным на установке. Схема очередности работы фильтров показана на рис. 3.17, б и в. Вместе с тем фильтры плохо отде­ляют воду, если она эмульгирована с топливом.

Таблица 3.2