Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. (19) BY (11) 10684
(13) U
(46) 2015.06.30
(51) МПК
B 01D 29/05 (2006.01)
ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54) ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
(21) Номер заявки: u 20140424
(22) 2014.11.20
(71) Заявитель: Государственное учреж-
дение образования "Гомельский
инженерный институт" Министер-
ства по чрезвычайным ситуациям
Республики Беларусь (BY)
(72) Авторы: Станкевич Виктор Михайло-
вич; Михневич Анатолий Станиславо-
вич; Прутик Олег Николаевич; Скоро-
ход Александр Зосимович; Кикинёв
Владимир Владимирович (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
учреждение образования "Гомельский
инженерный институт" Министерства
по чрезвычайным ситуациям Респуб-
лики Беларусь (BY)
(57)
Фильтрующее устройство, содержащее разъемный корпус с входным и выходным от-
верстиями, и размещенный внутри корпуса между входным и выходным отверстиями пло-
ский фильтрующий элемент, и опорный перфорированный диск, содержащий неперфо-
рированный участок, расположенный между плоским фильтрующим элементом и
выходным отверстием, отличающееся тем, что между входным отверстием и фильтрую-
щим элементом установлен дополнительный перфорированный диск, содержащий непер-
форированный участок, диаметр отверстий в котором меньше на 10-15 %, чем диаметр
отверстий в опорном перфорированном диске, содержащем неперфорированный участок,
расположенном между фильтрующим элементом и выходным отверстием.
Фиг. 1
BY10684U2015.06.30

2. BY 10684 U 2015.06.30
2
(56)
1. Патент РФ 2130331, МПК B 01D 29/05, 1999.
2. Патент РБ 1983, МПК7
B 01D 29/05, 2005 (прототип).
Полезная модель относится к фильтрам с неподвижным фильтрующим элементом, ра-
ботающим под давлением, для очистки жидкостей или газов.
Известно фильтрующее устройство для очистки жидкостей или газов, которое содер-
жит разъемный корпус с входным и выходным отверстиями, и размещенный внутри кор-
пуса между входным и выходным отверстиями плоский фильтрующий элемент, и
опорный перфорированный диск, расположенный между плоским фильтрующим элемен-
том и выходным отверстием напротив выходного отверстия [1].
При использовании известной конструкции для микро- и ультрафильтрации жидко-
стей или газов малая толщина фильтрующего элемента и повышенное давление жидкости
или газа приводят к разрушению фильтрующего элемента в области наибольшего давле-
ния.
Известно фильтрующее устройство для очистки жидкостей или газов, не имеющее
указанного недостатка, которое является наиболее близким по технической сущности к
заявляемой модели [2]. Устройство содержит разъемный корпус с входным и выходным
отверстиями, и размещенный внутри корпуса между входным и выходным отверстиями
плоский фильтрующий элемент, и опорный перфорированный диск с неперфорированным
участком, расположенным между плоским фильтрующим элементом и выходным отвер-
стием напротив выходного отверстия.
Недостатком указанного фильтрующего устройства является невозможность регене-
рации плоских фильтрующих элементов малой толщины с малым диаметром пор (напри-
мер, мембранных фильтрующих элементов) обратным потоком жидкости или газа с целью
повышения долговечности данных фильтрующих элементов при микро- и ультрафильтра-
ции жидкостей или газов. Регенерация мембранных фильтрующих элементов обратным
потоком жидкости или газа с целью повышения долговечности данных фильтрующих
элементов осуществляется продавливанием фильтруемой среды при повышенных давле-
ниях. Малая толщина фильтрующего элемента и повышенное давление жидкости или газа
приводят к разрушению фильтрующего элемента в области наибольшего давления.
Задачей настоящей полезной модели является расширение функциональных возмож-
ностей фильтрующего устройства с целью повышения долговечности мембранных фильт-
рующих элементов при микро- и ультрафильтрации жидкостей или газов.
Поставленная задача решается тем, что в известном фильтрующем устройстве для
очистки жидкостей или газов, содержащем разъемный корпус с входным и выходным от-
верстиями, и размещенный внутри корпуса между входным и выходным отверстиями
плоский фильтрующий элемент, и опорный перфорированный диск, содержащий непер-
форированный участок, расположенный между плоским фильтрующим элементом и вы-
ходным отверстием, согласно полезной модели, между входным отверстием и фильтрую-
щим элементом установлен дополнительный перфорированный диск, содержащий
неперфорированный участок, диаметр отверстий в котором меньше на 10-15 %, чем диа-
метр отверстий в опорном перфорированном диске, содержащем неперфорированный
участок, расположенном между фильтрующим элементом и выходным отверстием.
На фиг. 1 изображено фильтрующее устройство при фильтрации; на фиг. 2 - фильт-
рующее устройство при регенерации плоского фильтрующего элемента обратным пото-
ком жидкости или газа; на фиг. 3 - дополнительный перфорированный диск с
неперфорированным участком; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - эпюра распре-
деления давления (p) жидкости или газа известного устройства при регенерации плоского

3. BY 10684 U 2015.06.30
3
фильтрующего элемента обратным потоком жидкости или газа; на фиг. 6 - эпюра распре-
деления давления (p) жидкости или газа при регенерации плоского фильтрующего эле-
мента обратным потоком жидкости или газа известного и заявляемого устройства.
Заявляемое фильтрующее устройство содержит разъемный корпус 1, входное отвер-
стие 2, дополнительный перфорированный диск 3 с неперфорированным участком 4, пло-
ский фильтрующий элемент 5, опорный перфорированный диск 6 с неперфорированным
участком 7 и выходное отверстие 8. Плоский фильтрующий элемент 5, опорный перфори-
рованный диск 6 с неперфорированным участком 7 герметично размещены внутри разъ-
емного корпуса 1 между входным 2 и выходным 8 отверстиями, которые расположены на
одной оси. Дополнительный перфорированный диск 3 с неперфорированным участком 4
размещен между входным при фильтрации либо выходным при регенерации обратным
потоком отверстием 2 и плоским фильтрующим элементом 5 напротив выходного при
фильтрации отверстия 8. Неперфорированные участки 4, 7 могут быть выполнены в виде
единого целого соответственно с дополнительным перфорированным диском 3 и опорным
перфорированным диском 6 либо в виде отдельных конструктивных элементов, закреп-
ленных на дополнительном перфорированном диске 3 и опорном перфорированном диске 6.
Фильтрующее устройство в режиме регенерации плоского фильтрующего элемента
обратным потоком жидкости или газа работает следующим образом.
При регенерации плоского фильтрующего элемента обратным потоком жидкости или
газа поток движущейся под давлением жидкости или газа в виде струи диаметром, равным
диаметру входного при регенерации обратным потоком отверстия 8 в разъемном корпусе
1, попадает на неперфорированный участок 7, расположенный на опорном перфорирован-
ном диске 6, распределяется по всей поверхности плоского фильтрующего элемента 5, да-
лее движется через сквозные поры фильтрующего элемента 5 к выходному при
регенерации обратным потоком отверстию 2, под которым расположен дополнительный
перфорированный диск 3.
Наличие дополнительного перфорированного диска с неперфорированным участком,
расположенного между входным при фильтрации либо выходным при регенерации обрат-
ным потоком отверстием и плоским фильтрующим элементом напротив выходного при
фильтрации отверстия, приводит к более равномерному распределению давления регене-
рирующей фильтрующий элемент жидкости или газа по поверхности фильтрующего эле-
мента, который плотно прилегает к дополнительному перфорированному диску с
неперфорированным участком, и, соответственно, к падению давления в месте воздейст-
вия струи потока фильтруемой среды, расположенного напротив выходного отверстия,
что позволяет использовать режим регенерации плоского фильтрующего элемента обрат-
ным потоком жидкости или газа при более высоких давлениях.
Для установления влияния конструкции фильтрующего устройства в режиме регене-
рации обратным потоком жидкости или газа на максимальное давление, при котором пло-
ский фильтрующий элемент разрушается, через фильтрующее устройство в режиме
регенерации обратным потоком пропускали воздух и деионизованную воду.
Характеристики влияния давления различных фильтруемых сред, регенерирующих
фильтрующий элемент, на механическую прочность фильтрующего элемента приведены в
таблице.
Фильтруемая среда, регенерирующая фильтрую-
щий элемент
Воздух Деионизованная вода
Фильтрующее устройство
Показатель
заявляемое прототип заявляемое прототип
Давление разрушения фильтрующего
элемента в режиме регенерации, МПа
0,5 0,05 0,35 0,02

4. BY 10684 U 2015.06.30
4
В результате проведения стендовых испытаний в режиме регенерации плоского
фильтрующего элемента обратным потоком жидкости или газа было получено, что при
использовании известного фильтрующего устройства давление разрушения фильтрующе-
го элемента в режиме регенерации обратным потоком воздуха не превышает 0,05 МПа, а
деионизованной воды - 0,02 МПа, а для заявляемого устройства соответственно 0,5 и
0,35 МПа, что соответствует промышленно-используемым давлениям при микро- и ульт-
рафильтрации жидкостей или газов с использованием режима регенерации плоского
фильтрующего элемента обратным потоком жидкости или газа.
Таким образом, заявляемая полезная модель в сравнении с известными аналогами
обеспечивает расширение функциональных возможностей фильтрующего устройства, что
ведет к повышению долговечности мембранных фильтрующих элементов при микро- и
ультрафильтрации жидкостей или газов при использовании режима регенерации плоского
фильтрующего элемента обратным потоком жидкости или газа.
Фиг. 2
Фиг. 3

5. BY 10684 U 2015.06.30
5
Фиг. 4
Фиг. 5

6. BY 10684 U 2015.06.30
6
Фиг. 6
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.