Гідродинамічне очищення

Передрук матеріалів без дозволу авторів ЗАБОРОНЕНА

Пристрої для очищення рідини в основному базуються на традиційних способах відділення механічних домішок від рідини, які умовно можна розділити на дві великі групи: очищення у силових полях і механічна очистка.

До першої відносять відстоювання, гравітаційну очищення, відцентрова (гідроциклони та центрифуги), магнітну очищення, електростатичний очищення. Кожному виду властиві свої переваги і недоліки. При досить великий брудоємності систем очищення в силових полях, осадження вимагає великого часу, великої площі осадительных ванн, має малу продуктивність, залежить від щільності частинок, температурних і інших умов. Для центрифуг недоліком є складність конструкції, неможливість встройки безпосередньо в технологічний цикл, необхідність періодичного розбирання з наступним балансуванням, величезні енергетичні витрати на очищення та ін. Для магнітного очищення недоліком є відбір в основному феромагнітних частинок, мала швидкість обтікання (до 0,01 м/с) тонкого шару рідини, в якому магнітне вплив ефективно, неможливість утримування на магніті великої маси уловленных частинок, залежність ефективності від температури, відмови при ударах (для постійних магнітів) і ін До недоліків електростатичного очищення відносять можливість роботи тільки в струмонепровідних рідинах, низька продуктивність, висока вартість обладнання, підвищені вимоги до безпеки.

Недоліками механічного очищення (фільтрування) є мала брудоємність, збільшення перепаду тиску по мірі «забивання» отворів або пір в перегородці, наявність байпасного клапана, перепускающего без очищення частину рідини з ліній забрудненої рідини в лінію очищеної рідини, обмеження щодо ступеня забрудненості подається на очищення рідини, великі габаритні розміри, збільшують при підвищенні вимог до тонкості очищення або пропускної здатності, та ін. Все це призводить до необхідності періодичної заміни або регенерації фільтруючого елемента, встройки сигнальних пристроїв і т. п. Слід принагідно зазначити, що запиленість навколишнього середовища найчастіше настільки велика (наприклад, у вугільних вибоях), що заміна фільтроелементів в гідросистемах вносить забруднень у систему більше, ніж зношування за весь час експлуатації.

Таким чином, виникають вимоги до ідеального фільтра: безперервна очищення з чітко обмеженою верхньою межею крупності, необмежена брудоємність, постійний малий перепад тиску, велика пропускна здатність при малих габаритних розмірах, необмежений термін служби без наявності змінних або регенерованого фільтроелементів, відсутність технічного обслуговування, можливість встройки безпосередньо в гідросистему, незалежність міри очищення від змісту (в межах розумного) механічних домішок надходить на очищення рідини (як у масовому, так і гранулометричного) складу, незалежність від роду рідин, мала вартість, практично не залежить від тонкості очищення того ж кількості рідини. І хоча ряд вимог суперечать один одному (наприклад, висока тонкість очищення і висока брудоємність), найбільш близькими до ідеалу є гідродинамічні фільтри, які розроблені, досліджені і безперервно удосконалюються і застосовуються в багатьох галузях техніки.

В основу роботи фільтрів покладена теорія руху частинок поблизу фільтроелемента. На відміну від традиційної схеми фільтрування, коли потік рідини спрямований перпендикулярно поверхні фільтроелемента, в гідродинамічних фільтрах потік спрямований уздовж поверхні (рис. 22). У фільтрі з традиційною схемою затримуються лише частинки з розмірами більшими розміру фільтруючого осередку. При цьому, якщо забруднюючі частинки застрягнуть у клітинці, витягти її надзвичайно складно, і фільтроелемент втрачає працездатність. У гідродинамічному фільтрі через комірку проходять тільки частинки значно менші, ніж розмір комірки, (наприклад, якщо розмір комірки 1,5 мм, то через фільтр пройдуть частинки розміром менше 0,5 мм). Тим самим забезпечується постійна "чистота" клітинок і безперервна функція фільтра.

Відносна швидкість великих частинок і фільтроелемента забезпечується двома способами:

- деяка кількість фільтрованої рідини (615) скидається разом з забрудненнями в ємність, з якої забирається рідина на очищення, а (8594) % надходить споживачеві (рис. 23). У більшості випадків скида потік надходить іншому споживачеві, вимоги до чистоти якого нижче. Такі фільтри називаються "неполнопоточными";

В останні роки разом з виробничниками Польщі ці фільтри були модернізовані таким чином, щоб рідина з скидної лінії після очищення в динамічних відстійниках з допомогою ежекторів знову поступає в лінію подачі рідини, що йде на очищення. Таким чином фільтр стає полнопоточным, і вся рідина, що подається насосом на фільтр очищається.

Завдяки встройке їх в гідросистеми видобувних вугільних комбайнів в 1,5 рази збільшився ресурс роботи механізмів переміщення комбайнів до капітального ремонту, на 30 % зменшився в СРСР випуск гідромашин для ремонту цих комбайнів. У всіх машинах бездоганно працює система сервозолотников, чого не вдавалося досягти ні на одній іншій машині. 23 тисячі електрогідравлічних вентилів, автоматично регулюють з допомогою прецизійних золотників водяні потоки, роками працюють на брудній шахтній воді, і, завдяки гідродинамічного очищення, жодного разу не відмовили в експлуатації. 7 років без огляду очищається гідродинамічними фільтрами мастило підшипників рідинного тертя в киснево-компресорному цеху Алчевського металургійного комбінату і на прокатному стані сортопрокатного цеху Донецького металургійного заводу. 640 тис. доларів в рік отримав АвтоВАЗ (р. Тольятті), завдяки очищенню гідродинамічними фільтрами фарб і грунтів при фарбуванні автомобілів. Такі ж фільтри були встановлені в лінії фарбування автомобілів на АЗЛК (р. Москва).

Безперервно протягом двох років (далі спостереження були припинені) очищав фарби, що йдуть на фарбувальні пістолети, гідродинамічний фільтр надтонкого очищення (до 10 мкм) на Зазі (р. Запоріжжя). Завдяки встройке гідродинамічного фільтра в гідросистему, знову, після 10-річної перерви, почав працювати в Об'єднаних арабських еміратах потужний морський підйомний кран побудований в США.

На 40% зріс випуск якісних фольгируемых діелектриків на заводі "Молдавізоліт" (р. Тирасполь) після очищення гидродинамичекими фільтрами епоксидно-формальдегідних смол, лаків і клеїв.

Випускаються польською промисловістю за ліцензії гідродинамічними фільтрами оснащуються системи орошБлагодаря встройке їх в гідросистеми видобувних вугільних комбайнів в 1,5 рази збільшився ресурс роботи механізмів переміщення комбайнів до капітального ремонту, на 30 % зменшився в СРСР випуск гідромашин для ремонту цих комбайнів. У всіх машинах бездоганно працює система сервозолотников, чого не вдавалося досягти ні на одній іншій машині. 23 тисячі електрогідравлічних вентилів, автоматично регулюють з допомогою прецизійних золотників водяні потоки, роками працюють на брудній шахтній воді, і, завдяки гідродинамічного очищення, жодного разу не відмовили в експлуатації. 7 років без огляду очищається гідродинамічними фільтрами мастило підшипників рідинного тертя в киснево-компресорному цеху Алчевського металургійного комбінату і на прокатному стані сортопрокатного цеху Донецького металургійного заводу. 640 тис. доларів в рік отримав АвтоВАЗ (р. Тольятті), завдяки очищенню гідродинамічними фільтрами фарб і грунтів при фарбуванні автомобілів. Такі ж фільтри були встановлені в лінії фарбування автомобілів на АЗЛК (р. Москва).ения вугільних видобувних і прохідницьких комбайнів, конвеєрів, місць перевантаження. Рівень запиленості вперше став відповідати санітарним нормам, і зникла небезпека захворювання силікоз.

У Південній Кореї успішно очищається від механічних домішок гідродинамічними фільтрами суспензія рису, з якої одержують крохмаль.

Полнопоточные гідродинамічні фільтри очищають моторні масла і палива, а неполнопоточные - нафти при видобутку їх з свердловин.

На базі полнопоточных гідравлічних рідин розроблені і застосовуються заливочно-фільтрувальні установки для очищення рідин, безпосередньо в ємностях. Маючи малу масу (близько 60 кг), вони легко вручну перекочуються між обладнанням і, маючи продуктивність (1580)л/хв, відокремлюють від рідини частинки, що перевищують 15мкм. Крім того, установка дозволяє заливати, відсмоктувати і переливати рідину з будь-яких ємностей. Потрібно зазначити, що встановлення в 15 разів дешевше аналогів і не потребує змінних фільтроелементів, кожен з яких коштує близько 40 доларів США.

Подібних прикладів можна навести чимало.

Застосовують гідродинамічні фільтри для очищення забруднених і стічних вод. В світі немає аналогів, що забезпечують таку ж пропускну здатність при тій же тонкості очищення, яку можуть забезпечити фільтри надвисокої продуктивності Дондту.

У листопрокатного цеху Маріупольського металургійного комбінату успішно працює гідродинамічний фільтр на 1000м³/год, при перепаді тиску 0,03 МПа. За 1,5 року експлуатації не спостерігалося жодного випадку засмічення форсунок, жодного випадку втрати к. п. д. насосами високого тиску, жодного випадку втручання персоналу в роботу фільтра. Потрібно додати, що у вихідної рідини знаходиться до 11г/л забруднень, а деякі частинки досягають розміру 3040мм. Фільтр забезпечує тонкість очищення 0,2 мм.

Аналогічні фільтри на різні видатки встановлені на Макіївському металургійному комбінаті, Донецькому металургійному заводі, Дніпропетровському трубному заводі та інших підприємствах.

Гідродинамічні фільтри випускаються на пропускну здатність від 4л/хв до 1000м³/год з тонкістю очистки до 0,025 мм для масел, води, лаків, фарб, палив, емульсій, змащувально-охолоджуючих рідин, клеїв та інших

Гідродинамічний фільтр зазвичай встановлюється послідовно з магнітним полнопоточным фільтром, потім ці фільтри під'єднуються в силову лінію, що виходить з гідромотора і йде в насос. У цьому випадку тиск у системі дорівнює тиску підпору. При використанні фільтрів, корпуси яких витримують максимальний тиск системи більш логічна встройка фільтрів в силову лінію нагнітання. У всіх випадках по ходу руху рідини першим встановлюють магнітний фільтр, а потім гідродинамічний.

ПРОДОВЖЕННЯ