Загальний опис

Фільтроелементи-коагуляційні використовуються на першій стадії очищення при фільтрації палив. Вони виконують дві функції:

1) об'єднання (коагуляція) високодесперсних, емульсованих частинок води в більш великі краплі;

2) безпосередньо, відділення частинок забруднюючих речовин

ПРИНЦИП РОБОТИ ФІЛЬТРА КОАГУЛЯТОРА

На рис.2.8 у збільшеному вигляді показано процес коалесценції.

Крихітні крапельки води контактують з матеріалом і утримуються мікро волокнами скла. Потік рідини не виносить краплі води, поки вони не досягнуть перетину волокон, де відбувається їх об'єднання з іншими більш великими краплинами. Ці великі краплі зриваються і переносяться до зовнішньої поверхні фільтроелемента. Вода маючи більш високу питому вагу, ніж паливо, вивільняється і осідає на дно фільтра-сепаратора. Чим більше розмір крапель, тим швидше і ефективніше вони випадають. (рис.2.9). В цілому, ефективність видалення частинок збільшується пропорційно ефективності коалесценції. Це досягається шляхом використання міцною і особливо тонкої структури фільтруючого середовища.

Напрямок потоку з середини назовні фільтроелемента знижує швидкість потоку через пористу перегородку і запобігає розпад крапель води, до досягнення її зовнішньої поверхні елемента. Доступні номінали від 1 мкм до 25 мкм.

Ефективне видалення твердих частинок і води з вуглеводневих рідин до 99,98% при 3 мкм.

Перепад тиску чистого картриджа <0,03 кг / см2

Зміна перепаду тиску ~ 1 - 1,7 кг / см2 (залежно від модифікації)

Максимальний термін служби картриджного елемента 1 рік

Максимальна робоча температура до + 121 C

Мінімальна робоча температура - 51 С

Видалення вільної води до 0.00100 – 0.0015 %

Видалення механічних домішок від 0,4 до 2 мкм

Рис.2.8 Мікрофотографія процесу коалесценції в середині скловолокна(об’єднання менших краплин в більші)

Рис.2.9 Об’єднанні краплі води випускаються з трикотажного носка на зовнішню поверхню картриджа.

ОСОБЛИВОСТІ СЕПАРАЦІЙНОГО ЕЛЕМЕНТА

Оптимальний варіант видалення води на другому етапі для коалесценції фільтра-сепаратора Їх єдина функція полягає у відображенні об'єднаних крапель води одержуваних на першій стадії (картриджі коугулятори), дозволяючи паливу пройти через картридж.

Рис.2.10 Краплини води які затримуються сепараційним картриджем

Варіанти виконання картриджів:

· З тефлоновим покриття. Економічно ефективні елементи можуть бути повторно використані протягом декількох циклів коалесценції, при правильному чищенню та використанні.

· Синтетичні багатошарові картриджі можуть бути очищені до двох разів. Вони призначені для клієнтів, які не хочуть витрачати час для очищення поверхні сепаратора

Розрахунки

Кількість рідини, яку може пропустити фільтр в одиниці часу при перепаду тиску може бути підрахованою по формулі Дарсі:

Де,

K - питома пропускна спосібність одиниці площі фільтруючого матеріалу,

p - перепад тиску на фільтрі,

µ - динамічний коефіцієнт в’язкості рідини,

S - площа поверхні фільтра, через яку проходить потік рідини,

δ - товщина фільтрувального матеріалу.

Беремо K = 0,012,

Обираємо максимальний допустимий перепад тиску p = 0,15 МПа,

Товщина матеріалу складає δ = 0,064 м,

Для того щоб знайти динамічний коефіцієнт використовуємо формулу

µ=n [МПа]

n- кінематична в’язкість, мм²/с

ρ - густина, км/м³

В зв’язку з тим що клімат в Україні змінився і дещо став тепліший, обираємо найбільш низьку температуру, яка складатиме -25^оC взимку. Для того щоб перевірити наш фільтруючий елемент на пропускну здібність в самих жорстких умовах. Тоді відповідно вибираємо, якщо густина ТС-1 при температурі +20^оС складає 780 кг/м³ тоді при -25^оС буде 744 кг/м³, а кінематична в’язкість при -25^оС складатиме 3,25 мм²/с.

Визначаємо динамічну в’язкість

Визначаємо площу поверхні нашого фільтроелемента.

де, r - радіус, який складає, 0,076 м,

=3,14

h- висота фільтроелемента без ущільнень складає 0,5 м,

Цю площу, що узнали помножимо на чотири

Розраховуємо пропускну здатність фільтроелемента

Переводимо метри кубічні на секунду на години

Конструктивне вдосконалення

Конструктивне доопрацювання корпус фільтру СТ-500-2М складається з наступних частин:

Змінюємо розташування вхідного і вихідного патрубка. Вхідний патрубок знаходиться на кришці фільтра-сепаратора, а вихідний з боку у верхній частині циліндра. Переварюємо патрубки в нижню частина циліндра, з метою встановлення в середині фільтра-сепараторів колекторів, на які будуть прикручуватися фільтрувальні елементі. Розміри та з’єднання патрубків (ТК-100) залишаємо ті самі d_зовн.= 100мм, d_внт. =87мм, але довжину дещо збільшимо з L = 55мм до L = 100мм на рис. схематично показано як будуть виглядати нові патрубки.

Рис. схематичне зображення патрубків

Фільтрувальний матеріал “фільтрсванбой” замінюємо на фільтроелементи картриджного типу.

Перша ступінь очистки палива фільтрувально-коагулятивний картридж для очистки води та механічних домішок (рис.).

а б в

Рис.

а – зовнішній вигляд; б – вигляд с верху (болт в заглушеному кінці); в – вигляд знизу (різьбове з’єднання з ущільненням)

Технічна характеристик фільтроелемента

Таблиця

Довжина фільтра,мм
Діаметр,мм
Діаметр внутрішній,мм
Діаметр різьбового з’єднання,мм
Довжина болта,мм
Діаметр болта,мм
Товщина стінки,мм

Для кріплення картриджа використовуємо спеціальний різьбовий перехідник (рис.), який кріпиться до колектора товщиною 100 мм, а до колектора вхідний патрубок(рис.)

Рис. різьбовий перехідник

Рис. вигляд різьбового перехідника в колекторі

В нашому випадку буде встановлено три картриджа, які будуть нагвинчуватися на різьбовий перехідник. На самих картриджах розмістимо металеву пластину, яка з’єднуватиме між собою фільтрувальні елементи для стійкого утримання. Кожне нагвинчування різьбового перехідника, картриджа та гайки відбувається за допомогою динамометричного ключа, для задавання певних крутячих моментів. На рис. схематично показано в яких область потрібно задавати крутячі моменти.

Рис. схематичне зображення сили крутячих моментів.

Друга ступінь очистки палива фільтр сепараційний (рис.), який відштовхує краплини води тим самим пропускаючи паливо, оброблений спеціальним зеленим тефлоновим покриттям. Він аналогічно встановлюється, як фільтр коагуляційний.

а б в

Рис.

а- загальний вигляд; б- вигляд знизу з ущільненням; б- вигляд зверху з заглушкою

Технічна характеристик сепаратора

Таблиця

Довжина фільтра,мм
Діаметр,мм
Діаметр внутрішній,мм
Діаметр отвору,мм
Товщина стінки,мм

Сепараційний картридж складається з таких частин

1. Внутрішня труба з нержавіючої сталі з мінливим шаблоном отворів застосовується для рівномірного потоку рідини рис

2. Покриття з зеленого тефлона рис

Рис. внутрішня труба

Рис. поверхня тефлона відбиває воду з поверхні.

Установка відбувається вставкою у монтажний адаптер фільтра сепаратора (рис.) монтажний адаптер має товщину 30 мм і плавно переходить до вихідного патрубка. В центрі знаходиться металевий стержень довжиною 585 мм та дыаметром 12 мм, призначеного для фіксації зверху фільтроелемента різьбовим болтом

Рис. монтажний адаптер

Сепараційний картридж має також свої крутячі моменти при нагвинчуванні.(рис.)

Рис. схематичне зображення сили крутячих моментів.

Замість трьох опорних ніжок робимо чотири ніжки для більш стійкого опору нашого фільтру-сепаратору. Розміри ніжок залишаємо ті самі, довжина складає L=35мм (рис.)

Рис. схематичне розташування ніжок

У зв’язку з тим, що наш фільтр-сепаратор має таки достатню важку вагу та габарити. Було вирішено, приварити до корпусу два спеціальні вушка, які б використовувалися для перевезення з одного місця до іншого діаметр дорівнює d = 50мм. (рис.)

Рис. схематичне зображення вушок

2.6.Система підігріву води у відстійнику

У зв’язку з тим, що взимку максимальна температура сягає -25^оС вода, яка знаходиться у відстійнику скоріше за все замерзне. При перекачуванні пального, замерзлі краплини води можуть бути під хоплені потоком рідини і тим самим пошкодити тефлонове покриття, що приведе до пропускання емульсованої води через сепараційний картридж. Було вирішення питання, щодо підігріву у відстійнику замерзлої води, шляхом використання нагрівальної стрічки (рис.)

2.7. Основні правила експлуатації та обслуговування фільтрів.

Перед введенням в експлуатацію фільтри піддають розбиранню, розконсервації і ретельному огляду. Перевіряють справність приладів, усіх деталей і вузлів. Фільтри збирають в умовах, що виключають їх забруднення.

В процесі експлуатації фільтрів необхідно:

· при установці фільтрів в лініях прийому і видачі до вхідного патрубка приєднувати напірну лінію перекачувальних засобів, а до вихідного - зливний рукав;

· перед заповненням фільтру пальним або маслом необхідно відкрити кран для спуску повітря і закрити клапан для зливу відстою; кран закривати, коли замість повітря і пари починає поступати фільтрована рідина;

· періодично зливати відстій продукту з корпусу;

· заземлити корпус фільтру за допомогою штиря і троса, наявних в комплекті, періодично проводити перевірку заземлення;

· не допускати підтікань фільтрованої рідини через сполучні пристрої;

· досягнувши максимально допустимого перепаду тиску замінити елемент, що фільтрує, або промити його згідно інструкції з експлуатації;

· при установці нового фільтропакета (чохла) переконатися, що початковий перепад тисків знаходиться в межах визначених інструкцією з експлуатації фільтру; дуже мала величина його може бути наслідком розриву елементу, що фільтрує, який необхідно терміново замінити.

3.1. Правила техніки безпеки та протипожежної безпеки

при експлуатації заправника спеціальними рідинами.

3.2. Екологія та охорона навколишнього середовища

Дата добавления: 2015-10-13