| Формула. 1. Самонесущая рифлёная фильтрующая среда блочной конфигурации для использования в фильтрующих элементах, имеющая выше по течению сторону входа фильтруемой среды и противоположную, ниже по течению, сторону выхода очищенной фильтруемой среды, содержащая непроницаемое внешнее покрытие на поверхностях по периферии, рифлёные слои полотна фильтрующего материала, имеющая образованные в рифлениях, простирающихся от стороны выше по течению до стороны ниже по течению множество параллельных глухих каналов двух групп, из которых каналы первой группы открыты на стороне выше по течению и закрыты на стороне ниже по течению, каналы второй группы открыты на стороне ниже по течению и закрыты на стороне выше по течению, отличается тем, что единое рифлёное продольно или под некоторым острым углом полотно фильтрующего материала сложено в блок поперечно полотну зигзагообразно, каналы закрыты на концах фильтрующим материалом участков сгибов складок. 2. Самонесущая рифлёная фильтрующая среда по п. 1 отличается тем, что содержит полосы разделителя между слоями рифлёного фильтрующего материала. 3. Самонесущая рифлёная фильтрующая среда по п.п. 1, или 2 отличается тем, что содержит твердеющий состав, уложенный на фильтрующий материал участков сгибов смежных складок. 4. Самонесущая рифлёная фильтрующая среда для использования в фильтрующих элементах, имеющая выше по течению сторону входа фильтруемой среды и противоположную, ниже по течению, сторону выхода очищенной фильтруемой среды, содержащая непроницаемое внешнее покрытие на поверхности по периферии, скрученную спирально полосу двухслойного фильтрующего материала, имеющая образованные в рифлениях фильтрующего материала, направленных от стороны выше по течению до стороны ниже по течению, множество параллельных глухих каналов двух групп, из которых каналы первой группы открыты на стороне выше по течению и закрыты на стороне ниже по течению, каналы второй группы открыты на стороне ниже по течению и закрыты на стороне выше по течению, концы каналов одной группы между слоями полосы двухслойного фильтрующего материала закрыты герметизирующим материалом, заполняющим рифления, отличается тем, что оба слоя в двухслойной полосе являются сторонами продольной складки, полотна фильтрующего материала, рифлёного поперечно или под углом несколько отличным от поперечного, концы другой группы каналов внутри складки закрыты фильтрующим материалом участков сгиба складки. 5. Самонесущая рифлёная фильтрующая среда, по п. 4 отличается тем, что полосы двойных слоёв фильтрующего материала уложены слоями в блок. 6. Самонесущая рифлёная фильтрующая среда по п. п. 4, или 5 отличается тем, что содержит полосы разделителя между слоями рифлёного фильтрующего материала. 7. Самонесущая рифлёная фильтрующая среда по п. 5 отличается тем, что содержит твердеющий состав, уложенный на фильтрующий материал участков сгибов смежных складок. |
Изобретение относится к устройствам для фильтрования различных сред, состоящим из рифлёного (гофрированного) фильтрующего материала.
Фильтрующий элемент (ФЭ) с радиальной подачей фильтруемой среды (ФС) имеет недостаточно развитую площадь фильтрующей поверхности, которая по форме занимает всего лишь объём полого цилиндра. Попытки увеличения этой площади ведут либо к увеличению габаритов ФЭ, либо к более плотной укладке гофрированного фильтрующего материала (ФМ). Плотность укладки ФМ на внешнем диаметре шторы невысокая, так как определяется плотностью укладки на внутреннем диаметре. Более плотная укладка ФМ уменьшает плошадь каналов прохождения ФС и, как следствие, увеличивает гидравлическое сопротивление. Такое же явление наблюдается в панельных ФЭ. ФЭ с радиальной подачей обычно устанавливается в корпус фильтра, на входе и выходе которого ФС значительно изменяет направление движения, что приводит к дополнительному увеличению гидравлического сопротивления. Корпусные детали, несущие ФМ, увеличивают массу и стоимость ФЭ.
Таким образом, возникла задача создания ФЭ с достаточно развитой площадью фильтрующей поверхности, устанавливаемого в корпус фильтра или канал движения ФС с минимальным изменением направления движения, имеющего самонесущую структуру ФМ.
Известен аэрозольный фильтр (Патент РФ Ν°2192916, кл. B01D 46/52,
опубликовано 20.11.2002, заявка Ν° 2000132697/12, 27.12.2000), выполненный из полотна гладкого ФМ, сложенного зигзагообразно. В складках ФМ расположены металлические или полимерные волнообразные разделители, в желобках которых образуются каналы движения ФС. Каждая складка ФМ имеет сгиб, который закрывает каналы на одной стороне. На другой стороне эти каналы открыты для движения ФС. ФЭ имеет две группы складок. Первая группа отрыта на стороне выше по течению ФС и закрыта на стороне ниже по течению. Вторая группа открыта и закрыта в обратном порядке. Существенный недостаток этого ФЭ - необходимость использования волнообразных разделителей и опорных корпусных элементов, обладающих
значительной общей массой. ФЭ имеет недостаточно развитую фильтрующую
поверхность.
Лишённый этих недостатков фильтрующий элемент для фильтра очистки воздуха (Патент РФ jN°2066232, кл. B01D 46/52, опубликовано 10.09.1996, заявка М> 5063258/26, 18.09.1992) образован путём набора в блок отдельных рельефных фильтрующих элементов в виде панелей и их герметизации по фронтальным и боковым сопрягаемым участкам, импрегнированным термопластичным или адгезивным материалом. В рифлениях панелей образуется множество каналов двух групп. Первая группа отрыта на стороне подвода воздуха к фильтрующему блоку и закрыта на противоположной стороне отвода воздуха. Вторая группа открыта и закрыта в обратном порядке. Концы каналов на сторонах подвода и отвода воздуха закрыты фронтальными сопрягаемыми участками панелей. Как отмечает сам автор изобретения, основная часть дефектов фильтров появляется в контурах герметизации. Следовательно, такая конструкция ведёт к снижению надёжности фильтрования из-за возможного нарушения герметичности множественных клеевых соединений на фронтальных сопрягаемых участках.
Дополнительно, как недостаток, можно отметить, что фильтрующий блок реализован только в единственной внешней форме параллелепипеда.
Наиболее близкий аналог вариантов заявленного изобретения - самонесущая рифлёная фильтрующая среда (СРФС), используемая для формирования ФЭ
скрученного типа, блочного типа, "V" - образного блочного типа (Патент США
Jfs5820646, л. B01D27/06, опубликовано 13.10.1998, заявка Ш 199606639371 ,
26.04.1996). СРФС содержит скрученную спирально или нарезанную по ширине и уложенную слоями в блок полосу двойного слоя ФМ. Полоса двойного слоя ФМ состоит из слоя поперечно рифлёного полотна ФМ и накрывающего слоя - гладкого полотна ФМ. В рифлениях двухслойной полосы образовано множество глухих, т.е. открытых только на одном конце, параллельных каналов, направленных вдоль потока
фильтруемой среды. Каналы разделены на две группы: открытые и закрытые взаимно противоположно на разных сторонах. Одна группа каналов подвода ФС имеет концы, открытые на стороне входа загрязнённой ФС, расположенной выше по течению, и противоположные концы, закрытые герметизирующим материалом в виде концевого цепочечного герметизирующего шва (КЦГШ), на стороне выхода очищенной ФС, расположенной ниже по течению. Вторая группа каналов отвода ФС имеет концы, открытые на стороне выхода очищенной ФС, и противоположные концы, закрытые другим КЦГШ, на стороне входа загрязнённой ФС. СРФС на внешних сторонах содержат непроницаемый слой с уплотнением, предотвращающий перетекание ФС минуя ФЭ. Вершины рифлёных слоев прикреплены с помощью "липких кнопок" из клеящего состава к плоским слоям, что вместе с цепочечными швами обеспечивает жёсткость конструкции рифлёной самонесущей фильтрующей среды. В результате возможных отклонений в технологии производства и эксплуатации СРФС существует вероятность нарушения герметичности на концевых участках каналов. Повышенный расход герметизирующего материала увеличивает стоимость ФЭ.
В заявленном изобретении задача повышения надёжности фильтрования СРФС и экономии герметизирующих материалов решёна путём закрытия концов глухих каналов подвода/отвода ФС самим фильтрующим материалом, образующим СРФС.
Полотно ФМ с периодически меняющимися пиками и впадинами можно получить из полотна гладкого ФМ хорошо известными способами рифления или гофрирования. Поскольку размеры сечения каналов СРФС небольшие, несколько миллиметров, в дальнейшем описании использованы общие термины рифления, рифлёное полотно ФМ.
Вариант самонесущей рифлёной фильтрующей среды первого "Z" - образного блочного типа (СРФС-IZ) содержит продольно рифлёное полотно ФМ, сложенное поперечно полотну, зигзагообразно ("Z" - образно) в блок. В дальнейшем описании для продольно рифлёного полотна ФМ принято название рифлёный фильтрующий материал первого типа (РФМ-1). Внутри складки, в рифлениях смежных сторон, образуется ряд глухих каналов, которые только на одном конце закрыты фильтрующим материалом в месте сгиба складки РФМ-1. Противоположные концы каналов открыты. Очевидно, что при зигзагообразном складывании сгибы выполняются поочерёдно на двух
противоположных сторонах блока. Таким образом, получается две группы складок РФМ-1, в которых формируются две группы глухих каналов, направленных вдоль потока ФС, концы которых открыты и закрыты взаимно противоположно на разных сторонах блока. Одна группа каналов выполняет функцию подвода загрязнённой фильтруемой среды к ФМ, другая - отвода очищенной фильтруемой среды из СРФС. Крайние боковые каналы СРФС-IZ герметизированы по всей длине для предотвращения перетекания ФС, минуя ФМ. Внешние стороны блока содержат непроницаемый слой, обеспечивающий возможность уплотнения с корпусом ФЭ или общим каналом движения ФС.
СРФС-IZ в фильтрующем элементе действует следующим образом. Выше по течению, на стороне входа загрязнённой ФС, поток поступает в СРФС-IZ через открытые концы каналов одной группы, очищается на ФМ, образующим стенки каналов, проникая через него в полости другой группы каналов, и выходит через их открытые концы на стороне выхода очищенной ФС из СРФС-IZ, расположенной ниже по течению. Варианты СРФС содержат полосу двухслойного рифлёного фильтрующего материала (ДСРФМ), которая представляет собой продольную складку полотна ФМ рифлёного в поперечном к полотну направлении. Для поперечно рифлёного полотна ФМ в описании принято название рифлёный фильтрующий материал второго типа (РФМ-2). Во внутренних рифлениях ДСРФМ, между смежными сторонами складки РФМ-2, образуется ряд глухих каналов первой группы, закрытых на одном конце ФМ в месте продольного сгиба складки и открытых на противоположном конце. Герметизирующий состав, заполняющий внешние рифления обоих слоёв ДСРФМ на стороне открытых концов каналов, образует два КЦГШ.
Вариант самонесущей рифлёной фильтрующей среды второго скрученного типа (СРФС-2С) содержит полосу ДСРФМ спирально скрученную вокруг центральной оправки. Первая группа каналов во внутренних рифлениях ДСРФМ описана выше. Глухие каналы другой группы, направленные вдоль потока ФС, образуются в наружных рифлениях между смежными витками полосы ДСРФМ. Одни концы этих каналов закрыты совмещёнными при скручивании ДСРФМ концевыми цепочечными
герметизирующими швами смежных витков, образующими единый концевой
герметизирующий шов. Другие концы открыты на стороне сгиба ДСРФМ. Концы каналов в группах открыты и закрыты взаимно противоположно, на разных сторонах СРФС-2С. Крайние каналы на линии реза полосы ДСРФМ в начале и конце спиральной скрутки, а так же участки, прилегающие к центральной оправке, герметизированы для предотвращения перетекания загрязнённой фильтруемой среды, минуя ФМ. Внешняя поверхность по периферии содержит непроницаемый слой, обеспечивающий
возможность уплотнения с корпусом ФЭ или общим каналом движения ФС.
Вариант самонесущей рифлёной фильтрующей среды второго блочного типа (СРФС-2Б) отличается внешней формой, а именно тем, что содержит нарезанные по ширине и уложенные слоями в блок полосы ДСРФМ.
Действие СРФС-2С и СРФС-2Б аналогично СРФС- 1 Z.
Варианты СРФС отличаются различным исполнением формы сгибов складок полотна рифлёного ФМ, размерами и формой поперечного сечения каналов,
направлением рифлений полотна ФМ, применением плоских разделителей смежных слоёв рифлёного ФМ, склеиванием смежных слоёв для увеличения конструкционной жёсткости, применением многослойного ФМ, содержащего предфильтрующий слой или слой специального поглотителя загрязнений, способами герметизации крайних каналов. Технические результаты, обеспечиваемые заявленными вариантами СРФС - повышение надёжности фильтрования, экономия материалов для герметизации концов глухих каналов подвода/отвода ФС.
Описание чертежей.
На фиг. 1 изображён общий вид поперечной складки РФМ-1 с прямой формой участка сгиба.
На фиг. 2 изображён общий вид РФМ-1 сложенного поперечно полотну на 90°.
На фиг. 3 изображён вид сбоку складки РФМ-1 с прямой формой участка сгиба.
На фиг. 4 изображен фронтальный вид вариантов складки РФМ-1 с прямой и наклонной формами участка сгиба.
На фиг. 5 изображён вид сверху складки РФМ-1 с прямой формой участка сгиба.
На фиг. 6 изображён местный разрез складки РФМ-1 с прямой формой участка сгиба. На фиг. 7 изображён общий вид складки РФМ-1 с наклонной формой участка сгиба. На фиг. 8 изображён вид сверху складки РФМ-1 с наклонной формой участка сгиба. На фиг. 9 изображён местный разрез складки РФМ-1 с наклонной формой участка сгиба. На фиг. 10 изображён профильный разрез складки РФМ-1 с наклонной формой участка сгиба.
На фиг. 11 изображён общий вид складки РФМ-1 с вдавленной формой участка сгиба. На фиг. 12 изображён фронтальный вид складки РФМ-1 с вдавленной формой участка сгиба.
На фиг. 13 изображён вид сверху складки РФМ-1 с вдавленной формой участка сгиба. На фиг. 14 изображён местный разрез складки РФМ-1 с вдавленной формой участка сгиба.
На фиг. 15 изображён профильный разрез складки РФМ-1 с вдавленной формой участка сгиба.
На фиг. 16 изображён общий вид РСФСр-ΙΖ.
На фиг. 17 изображён фронтальный вид фрагмента РСФСр-ΙΖ.
На фиг. 18 изображён ступенчатый профильный разрез фрагмента РСФСр-ΙΖ.
На фиг. 19 изображён общий вид складки полотна ФМ с широкой формой рифлений .
На фиг. 20 изображён фронтальный вид складки полотна ФМ с широкой формой рифлений.
На фиг. 21 изображён фронтальный вид складки полотна ФМ, рифлёного под косым углом "у".
На фиг. 22 изображён вид сверху складки полотна ФМ, рифлёного под косым углом "у". На фиг. 23 изображён общий вид РФМ-2 и процесс формирования концевых
герметизирующих цепочечных швов.
На фиг. 24 изображён общий вид двух совмещаемых полос ДСРФМ.
На фиг. 25 изображён общий вид РСФСр-2С со стороны концевых цепочечных герметизирующих швов.
На фиг. 26 изображён ступенчатый продольный разрез фрагмента РСФСр-2С.
На фиг. 27 изображён общий вид РСФСр-2С и расположение рифлений на образующей цилиндра.
На фиг. 28 изображён общий вид РСФСр-2Б со стороны концевых цепочечных герметизирующих швов.
РФМ-1 , сложенный поперечно полотну на 180°, фиг.1, содержит в рифлениях внутри складки, между смежными верхней 1 и нижней 2 сторонами, ряд глухих каналов (поперечное сечение одного из них показано штриховкой). Каналы на одном конце, в месте сгиба складки, закрыты фильтрующим материалом в форме участков 3 и 4. На противоположном конце каналы открыты.
Поперечная складка рифлёного бумажного полотна имеет сложную форму сгиба по сравнению с простой складкой плоского бумажного полотна. Складка РФМ-1 выполнена в виде двойного складывания по 90° поперечно полотну по линиям сгиба, нанесённым на боковые стороны рифлений.
На фиг. 2 показан РФМ-1, однократно сложенный на 90° поперечно полотну по линиям от точки 6 до точки 5, отрезок [5;6], и от точки 5 до точки 6', отрезок [5;6'], на каждом рифлении по всей ширине РФМ-1, со сгибом вершин рифлений 8 вокруг линии 55, проходящей через точки 5 на вершинах рифлений, и сгибом впадин рифлений 9 вокруг линии 66, проходящей через точки 6 и 6' на впадинах рифлений, в направлении стрелки "а". На участках за сгибами вершины рифлений 8 преобразуются во впадины рифлений 81, а впадины рифлений 9 преобразуются в вершины рифлений 91.
После повторного складывания РФМ-1 на 90° поперечно полотну, как показано на фиг. 3 и фиг. 2, по линиям от точки 6 до точки 7, отрезок [6;7], и от точки 7 до точки 6', отрезок [7;6'], со сгибами впадин рифлений 81 в точке 7 в направлении стрелки "Ь" вокруг линии 77 и вершин рифлений 91 в точке 6' вокруг линии 66 по всей ширине РФМ-1 на каждом рифлении, вершины рифлений 91 преобразуются во впадины рифлений 92, а впадины рифлений 81- в вершины рифлений 82, если смотреть на складку РФМ-1 снизу, что соответствует первоначальной ориентации рифлений на РФМ-1 до складывания.
В результате двойного складывания РФМ-1 по 90° итоговый угол складки составит 180°. Вершины рифлений имеют два сгиба по 90°, впадины рифлений - один сгиб на 180° в направлении стрелки "С".
Поперечное сечение рифления РФМ-1, на фиг. 3, (показано повёрнутым и заштрихованным так же и на других фигурах) - треугольник 61 ,51,611, в котором точка 51 лежит на вершине рифления, а точки 61 и 61 1 - на впадинах. После однократного складывания на 90°, форма поперечного сечения рифления преобразуется в треугольник 62;52;621, в котором точка 52 лежит на впадине рифления, а точки 62 и 621 - на вершинах. Положение рифлёного полотна показано пунктиром. После повторного складывания на 90° форма поперечного сечения рифления преобразуется в треугольник 63;53;631, в котором точка 53 лежит на вершине рифления, а точки 63 и 631 - на впадинах, если смотреть на складку РФМ-1 снизу. Внутри складки точки 61 и 63 на впадинах рифлений верхней 1 и нижней 2 сторон соответственно, и точки 61 1 и 631 аналогично примыкают друг к другу, образуя в сечении четырёхугольник
61(63);51 ;61 1(631);53, соответствующий форме сечения канала. Внутри складки по ширине РФМ-1 образуется ряд таких каналов. На наружных, верхней 1 и нижней 2, сторонах складки поперечное сечение рифлений имеет форму треугольников 51 ;61 ;511 и 53;63;531 соответственно, фиг. 6.
По аналогии со складкой плоского листа, содержащей две плоские стороны, имеющие общую линию сгиба, в нижеследующем описании участки складки полотна рифлёного ФМ до поперечного складывания на 90° и после повторного поперечного складывания на 90° названы сторонами складки, а участок между ними - участком сгиба складки.
Показанная на фиг. 1 и фиг. 3 складка РФМ-1 выполнена с прямой формой участка сгиба (ПФУС). Фиг. 4, 5, 6 поясняют её форму. ПФУС имеет характерные выступы в точках 6 (6') сгиба впадин рифлений на 180°. Поверхности 3 и 4 вогнуты внутрь паза и имеют "Л " образную форму на виде сверху, с точками 6 и 6' на краях и вогнутой точкой 5 посредине формы. Поверхности 3 и 4, впадина рифлений 81, между точками 5 и 7, расположены перпендикулярно к плоскостям, в которых лежат
параллельные стороны складки РФМ-1. Такие параметры рифлений, как толщина складки "h ", шаг "t", угол "а " и длина канала выбираются для конкретных условий фильтрации и могут отличаться для СРФС различного применения. Складка полотна РФМ-1 с наклонной формой участка сгиба (НФУС), фиг. 7, 8, 9, 10, содержит поверхности 3; 4 и впадину рифлений 81, расположенные наклонно, под углом "β" к плоскостям, в которых лежат стороны складки РФМ-1. Характерные выступы в точках 6 (6') меньше, чем в варианте с ПФУС. На фиг. 4 фронтальные виды складок полотна РФМ-1 для вариантов с ПФУС и НФУС совпадают. Наклонная форма участка сгиба повышает ламинарность потока ФС на входе и выходе каналов.
Складка РФМ-1 с вдавленной формой участка сгиба (ВФУС) показана на фиг. 1 1, 12, 13, 14, 15. Для ВФУС характерно отсутствие выступающих точек 6 (6') на впадинах рифлений 9 и 92. Точка 6, имеющаяся на ПФУС, на ВФУС преобразуется в группу из трёх точек 65, 67 и вдавленную точку 60, заглубленную внутрь складки, между впадинами рифлений 9 и 92. Линии 84 между точками 5 и 7 остаются вершинами рифлений. Каждая из поверхностей 3 и 4, содержащихся на ПФУС, на ВФУС
преобразуется в группу из трёх поверхностей треугольной формы 30, 31 , 33 и 40, 41, 43, соответственно. Поверхности 30 и 40 имеют "V " - образную форму на виде сверху с вдавленными точками 60 и 60' на краях и точкой 7 посредине формы. Поверхности 31 и 41 примыкают к поверхностям рифлений верхней стороны 1 складки, а поверхности 33 и 43 - к поверхностям рифлений нижней стороны 2. В общем случае точки 65 и 67 не смыкаются. Это приводит к тому, что полости соседних внутренних пазов сообщаются между собой через зазор, равный расстоянию между точками 61 и 63 или 611 и 631.
СРФС-ΙΖ имеет фронтальные стороны: сторону входа загрязнённой ФС, расположенную выше по потоку, и противоположную, ниже по потоку, сторону выхода очищенной ФС; по периферии - две боковые стороны, верхнюю и нижнюю стороны оснований.
СРФС-ΙΖ, фиг. 16, содержит РФМ-1 шириной "W", сложенный поперечно полотну зигзагообразно ("Ζ" - образно) в блок заданной высоты "Н" на расстоянии "L" между фронтальными сторонами. При этом образуются две группы складок РФМ-1, с участками сгибов на фронтальных сторонах блока, на входе и выходе из СРФС-ΙΖ. Во внутренних рифлениях складок формируется множество глухих каналов двух групп, направленных вдоль потока ФС, концы которых открыты и закрыты взаимно
противоположно на разных сторонах блока. Варианты СРФС-ΙΖ предусматривают формы участков сгиба, описанные выше, одинаковые или различные на
противоположных фронтальных сторонах.
Глухие каналы 1 1 первой группы имеют одни концы, открытые на стороне входа загрязнённой ФС (затенённая стрелка) в СРФС-ΙΖ, и вторые концы, закрытые ФМ участков сгибов складок РФМ-1, на стороне выхода очищенной фильтруемой среды (светлая стрелка) из СРФС-IZ. Концы каналов 12 второй группы закрыты ФМ участков сгибов складок РФМ-1 на стороне входа загрязненной ФС и открыты на стороне выхода очищенной ФС.
Поток загрязнённой ФС, фиг. 18 и 17, поступает в СРФС-IZ через открытые концы каналов 1 1 , заполняя полости каналов первой группы (грязная полость). Далее поток, очищаясь на ФМ 1 1 1, образующем стенки каналов, проникает в полости второй группы каналов 12 (чистая полость) и выходит через их открытые концы на стороне выхода очищенной ФС.
Чтобы придать конструкции СРФС-IZ жёсткость и прочность, стороны внутри складок РФМ-1 связаны по впадинам рифлений с помощью клеящего состава "липкими кнопками" 13 точечно или по всей длине. В вариантах СРФС-IZ внутри складки дополнительно установлены разделители 14, в форме тонких полос, удерживающих смежные стороны от совмещения рифлений при их возможном относительном смещении и, таким образом, перекрытия (схлопывания) каналов. Количество элементов 13, количество и ширина разделителей 14 зависят от длины и требуемой жёсткости блока. Для увеличения жёсткости разделители 14 крепятся к слоям РФМ с помощью клеящего состава. Соприкасающиеся впадины рифлений внутри складки примяты в местах установки разделителей 14. В варианте установки разделителей 14 без примятая впадин рифлений между сторонами складки образуется зазор, дающий возможность перетекания ФС из одного канала в соседний того же ряда (группы). Это позволит сохранить работоспособность СРФС-IZ при закупоривании крупными загрязнениями открытых концов части каналов подвода загрязнённой ФС. В таком варианте итоговый угол складки будет несколько меньше 180°, в зависимости от толщины и мест установки разделителей. Такой же эффект перетекания ФС даёт проём 140 между примятыми с некоторой глубиной на некоторой длине соприкасающимися впадинами рифлений каналов подвода загрязнённой ФС без установки разделителей 14. В вариантах СРФС-IZ на концевых участках каналов установлены разделители 141 , несколько выступающие относительно фронтальных сторон блока. В таком варианте разделители дополнительно служат промежуточными опорами для принятия осевых нагрузок и предохраняют ФМ на участках сгибов складок от возможного повреждения при транспортировке, монтаже и эксплуатации ФЭ.
На фиг. 16, 17, 18 показаны различные варианты связок складок, полученных путём нанесения твердеющего, скрепляющего (клеящего) состава на поверхность ФМ участков сгибов складок. Точечные связки складок (ТСС) 15 между смежными складками или полосовые связки складок (ПСС) 16 по высоте блока фиксируют смежные складки на фронтальных сторонах блока в заданном относительном
расположении. ПСС 16 могут быть армированы нитями, проволокой и т.п. Полосовые вязки рифлений (ПСР) 17 по ширине блока удерживают рифления от распрямления на участке сгиба складки, фиксируя ширину блока, а также защищают ФМ в точках изгиба 6 (6'). Полосовые связки 17 и 16 в пересечении образуют узлы связок (УС) 18. Вариант УС 181 с высотой скрепляющего состава, превышающей размеры выступов точек 6 (6'), служат промежуточными опорами для принятия осевых нагрузок.
Скрепляющий состав на участках сгибов складок дополнительно увеличивает жёсткость и прочность конструкции СРФС-ΙΖ и даёт возможность повысить
ламинарность потока при соответствующей форме поверхностей связок.
Полотно ФМ с широкой формой продольных рифлений (РФМ-1ш), фиг. 19, 20, имеет площадки "т " на вершинах и "п" на впадинах рифлений. На вершинах рифлений, в отличии от РФМ-1, не одна, а две линии 8 и 8'. Аналогично на впадинах рифлений две линии 9 и 9'. Площадку "т " ограничивают линии 8 и 8'. Площадку "п " ограничивают линии 9 и 9'. На участке сгиба складки РФМ-1 ш , в отличие от РФМ-1, точка 5
преобразуется в точки 5 и 5', точка 6 - в точки 6 и 6', точка 7 - в точки 7 и 7', площадка "т " преобразуется в площадку "f, ограниченную точками 5; 5'; 7'; 7. Сечение канала имеет форму шестиугольника 61(63);51 ;5 ;611(631);53';53 внутри складки.
Складки с широкой формой рифлений более устойчивы к совмещению рифлений в варианте без применения разделителей 14 и имеют меньшие деформации ФМ в точках 5; 6; 7.
На фиг. 21 и 22 показана складка полотна ФМ, рифлёного под косым углом "γ " (РФМ-1 у). Рифления верхней и нижней сторон складки расположены не параллельно, а под взаимным углом, перекрещиваясь. Такое исполнение рифлений повышает
самонесущие свойства СРФС-ΙΖ. В этом случае без применения разделителей 14 впадины перекрещивающихся рифленых сторон складок соприкасаются в точках контакта внутри складок, не позволяя смежным сторонам совмещаться и перекрывать каналы. При этом сечение канала разделяется на две части: верхнюю в виде
треугольника 61 ;51 ;611 и нижнюю - треугольник 63;53;631, которые, по мере удаления от участка сгиба складки всё более расходятся друг от друга в разные стороны. Зазоры между точками 63 и 61, 631 и 61 1 возрастают. Полости соседних каналов в одном ряду (группе) связаны между собой, что также позволит сохранить работоспособность ФЭ при закупоривании крупными загрязнениями открытых концов части каналов подвода загрязненной ФС. Складка РФМ-1у может быть выполнена с широкой формой рифлений и с различными вариантами участков сгиба ПФУС, НФУС, ВФУС, как описано выше для РФМ-1.
Для предотвращения перетекания загрязненной ФС через крайние боковые каналы подвода или отвода ФС минуя ФМ их необходимо герметизировать на всей длине блока, фиг. 16, 17. Причём, для конструкций ФЭ с внешним уплотнением на непроницаемом внешнем слое по периферии СРФС-ΙΖ, достаточно герметизировать крайние боковые каналы одной из групп каналов в зависимости от расположения внешнего уплотнения. Если внешнее уплотнение на стороне выше по течению, то необходимо уплотнить крайние боковые каналы подвода загрязнённой ФС, если ниже по течению - крайние боковые каналы отвода очищенной ФС. В одном варианте
изобретения герметизация выполнена в форме полос непроницаемых слоёв 192. В другом варианте - по боковым сопрягаемым участкам 193, импрегнированным термопластичным или адгезивным материалом. Общий непроницаемый слой 19 на боковых сторонах блока герметизирует крайние боковые каналы обеих групп.
Непроницаемые слои 19 на боковых сторонах и 191 на основаниях блока
(показаны фрагменты), обеспечивают возможность уплотнения с корпусом ФЭ или общим каналом движения ФС. Непроницаемый слой может быть нанесён при
изготовлении СРФС-ΙΖ или при сборке ФЭ.
Варианты СРФС-2С и СРФС-2Б содержат полосу ДСРФМ, полученную из полотна поперечно рифлёного ФМ.
На фиг. 23 показано, как на РФМ-2 аппликаторы 216 подают герметизирующий материал 217, который, заполняя впадины рифлений, образует два КЦГШ 218 и 219. Такие швы могут быть образованы приклеиванием профилированной ленты из непроницаемого материала, выступы которой совпадают с впадинами рифлений ФМ. Угол "φ " рифлений РФМ-2 может быть равен 90° (поперечный угол рифлений) или несколько отличаться от 90° (тупой угол рифлений). Для варианта полотна ФМ с тупым углом рифлений в ниже следующем описании принято название рифлёный под тупым углом фильтрующий материал (РФМ-2у).
Полоса ДСРФМ представляет собой продольно сложенный РФМ-2 вокруг линии 66, по стрелке "е" или "el", а полоса ДСРФМу - продольно сложенный РФМ-2у. Во внутренних рифлениях, между смежными сторонами складки, образуется ряд (группа) глухих каналов 211, фиг. 24, открытых на одном конце и закрытых на противоположном конце фильтрующим материалом участков сгиба складки. Полученные складки аналогичны складкам РФМ-1 (РФМ-1у, РФМ-1ш), описанным выше.
Прикладывая к полосе ДСРФМ нижнего слоя 221 полосу ДСРФМ верхнего слоя 222, во внешних рифлениях, между смежными слоями полос ДСРФМ, образуется вторая группа глухих каналов 212, закрытых только на одном конце, совмещёнными КЦГШ 219 и 218', образующими единый концевой герметизирующий шов 220. Концы каналов первой и второй групп открыты и закрыты взаимно противоположно на разных сторонах СРФС.
Для фиксации смежных слоев ДСРФМ на поверхностях КЦГШ могут быть созданы точечные связки 215 из скрепляющего (клеящего) состава или материала самих КЦГШ.
СРФС-2С, показанную на фиг. 25, получают путём спирального скручивания полосы ДСРФМ 224, вокруг центральной оправки 223 круглой или другой формы сечения, например, овальной, придающей соответствующую форму ФЭ. Центральная оправка может быть заглушённой или полой для установки крепёжного элемента. При этом образуется множество глухих каналов двух групп открытых и закрытых взаимно противоположно на разных сторонах СРФС-2С. В одной группе каналов 21 1,
образованных во внутренних рифлениях полос ДСРФМ, концы, показанные на ближней стороне, открыты, а концы на противоположной стороне закрыты ФМ участков сгиба полотна РФМ-2. В другой группе каналов 212, образованных в наружных рифлениях между смежными витками ДСРФМ, концы, показанные на ближней стороне, закрыты совмещёнными при скручивании КЦГШ, образующими единый герметизирующий шов, а концы на противоположной стороне открыты. КЦГШ могут быть образованы путём нанесения герметизирующего материала непосредственно при скручивании полосы ДСРФМ.
Герметизация РСФСр-2С выполнена между центральной оправкой 223 и полосой ДСРФМ 224 и по линии отреза полосы ДСРФМ в начале 292 и конце скручивания 293. На внешней поверхности по периферии СРФС-2С содержит непроницаемый слой 294 (показан фрагмент), обеспечивающий возможность уплотнения с корпусом ФЭ или общим канатом движения ФС.
Варианты СРФС-2С содержат разделители в форме полос 214, 241 между сторонами складки РФМ-2, внутри ДСРФМ, фиг. 24, 26, а разделители 242, 243 между слоями ДСРФМ, "липкие кнопки" 213 между сторонами складки РФМ-2 и 231 между слоями ДСРФМ. Для увеличения жёсткости разделители установлены с помощью клеящего состава. Количество и места установки этих элементов определяются требованиями, предъявляемыми к прочности и жёсткости СРФС-2С.
Вариант СРФС-2С содержит полосу ДСРФМу. Для того чтобы при скручивании ДСРФМу каналы движения ФС в рифлениях, выполненных под тупым углом "φ " к полотну ФМ, не меняли существенно свою форму вследствие значительной деформации ФМ на произвольных участках рифлений необходимо, чтобы вершины/впадины рифлений ложились не по прямой (линия "g"), а по винтовой линии на образующей поверхности цилиндра (дуга "р "), фиг. 27, с малыми деформациями ФМ по всей длине рифлений. С этой целью в одном из вариантов СРФС-2С применён РФМ-2у,
изготовленный из исходного ФМ, имеющего малые рифления глубиной до 1 мм линия ориентированные вдоль полотна ФМ. Подобный рифлёный ФМ предлагают многие изготовители ФМ. Применение ДСРФМу без использования разделителей не позволит совмещаться рифлениям и перекрывать каналы движения ФС.
Перекрещивающиеся рифления в точках контакта по вершинам/впадинам могут быть скреплены "липкими кнопками" 213 между сторонами складки РФМ-2у и 231 - между слоями ДСРФМу.
Показанный на фиг. 28 вариант СРФС-2Б, образован послойной укладкой в блок высотой "Н" полос ДСРФМ, нарезанных по ширине "W" так, что КЦГШ смежных слоёв совмещены. При этом, аналогично СРФС-2С, образуется множество глухих каналов двух групп длиной "L", направленных вдоль потока фильтруемой среды, открытых и закрытых взаимно противоположно на разных сторонах СРФС-2Б. Концы, показанные на ближней стороне, одной группы каналов 21 1, образованных во внутренних рифлениях полос ДСРФМ, открыты. Другие концы на противоположной стороне закрыты ФМ участков сгибов полосы РФМ-2. Вторая группа каналов 212, образована в наружных рифлениях между смежными полосами ДСРФМ. Их концы, показанные на ближней стороне, закрыты совмещёнными КЦГШ, образующими единый концевой герметизирующий шов при укладывании полос ДСРФМ. Другие концы каналов второй группы открыты на противоположной стороне.
В СРФС-2Б, так же как в СРФС-ΙΖ, для предотвращения перетекания
загрязненной ФС, минуя ФМ, необходимо герметизировать крайние боковые каналы подвода или отвода ФС на всей длине блока. В одном варианте изобретения
герметизация выполнена в форме полос непроницаемых слоёв 291. В другом варианте общий непроницаемый слой 29 на боковых сторонах блока герметизирует крайние боковые каналы по всей боковой поверхности блока. Непроницаемые слои 29 на боковых сторонах и 295 на основаниях блока (показаны фрагменты) обеспечивают возможность уплотнения с корпусом ФЭ или общим каналом движения ФС.
Непроницаемый слой на внешних поверхностях по периферии может быть нанесён при изготовлении РСФСр-2Б, СРФС-2С или при сборке ФЭ.
СРФС-2Б предусматривает варианты исполнения сходные с СРФС-ΙΖ и с СРФС- 2С. Это относится к применению ДСРФМу, разделителей 214, 241, 242, 243 и "липких кнопок" 213, 231, проёмов 140 между примятыми соприкасающимися впадинами рифлений каналов подвода загрязнённой ФС без установки разделителей, скреплению участков сгиба складки точечными связками складок 15, полосовыми связками складок 16, полосовыми связками рифлений 17, узлами связок 18, 181.
Действие СРФС-2С и СРФС-2Б аналогично действию СРФС-ΙΖ. Поток загрязнённой ФС (затенённая стрелка), фиг. 26, через открытые концы на стороне выше по течению поступает в полости каналов подвода ФС (грязная полость). Далее ФС очищается на ФМ 1 11, образующим стенки каналов, проникая в полости другой группы каналов (чистая полость), и выходит через их открытые концы на стороне ниже по течению.
Складки РФМ-2, РФМ-2у так же, как РФМ-1, РФМ-1у, могут быть выполнены с широкой формой рифлений и с различными вариантами участков сгиба ПФУС, НФУС, ВФУС.
Варианты СРФС позволяют применять многослойные фильтрующие материалы, например, с использованием слоёв предфильтрующего материала, поглощающего слоя типа активированного угля. Материалы и соотношение толщины их слоёв подбирают для конкретных условий фильтрации. Предфильтр может устанавливаться на входе в ФЭ, содержащий СРФС, или охватывать его.
На основе СРФС-ΙΖ, СРФС-2С и СРФС-2Б, используя известные принципы конструирования, могут быть созданы ФЭ различных типов, назначений и размеров. СРФС позволяют создавать корпуса фильтров без значительных изменений направления движения ФС, что приводит к снижению гидравлического сопротивления
фильтрующего устройства. Для формирования внешнего непроницаемого слоя или корпуса ФЭ с внешними уплотнениями могут быть применены заливные твердеющие составы, типа уретанов и подобные материалы.
Next Patent: FILTER FOR REMOVING CARBON DIOXIDE FROM A GAS STREAM