Патент №2448760 - Фильтр для очистки воздуха от пыли. Патент фильтры


сетевой фильтр - патент РФ 2446549

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в использовании энергии повышающегося в нагрузке тока и, как следствие, экономии потребляемой нагрузкой электроэнергии. Сетевой фильтр включает в себя входные и выходные выводы для подключения его в разрыв линейных проводов. Между входными и выходными выводами включены катушки индуктивности с сердечниками, образующие вычитающий фильтр высоких частот, и, последовательно с ними, токовые фильтрующие индуктивности, например фильтры средних частот, с сердечниками. Токовые фильтрующие индуктивности снабжены дополнительными обмотками. Между линейными проводами включены не менее двух фильтро-корректирующих цепей. Каждая из фильтро-корректирующих цепей содержит электронный ключевой и реактивный элементы. Выходы дополнительных обмоток через детектирующие устройства подключены соответственно к электронным ключевым элементам фильтро-корректирующих цепей. Входные выводы фильтра связаны между собой через конденсатор. 1 з.п. ф-лы,1 ил. сетевой фильтр, патент № 2446549

Рисунки к патенту РФ 2446549

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для предотвращения скачкообразных изменений тока в цепях с устройствами, питающимися от сети переменного тока.

В настоящее время известно большое количество сетевых фильтров с различными характеристиками. Основные виды: неадаптивные фильтры, т.е. фильтры, не имеющие адаптивных элементов, параметры которых зависят от тока в цепи нагрузки, и адаптивные фильтры.

Известен адаптивный сетевой фильтр, содержащий магнитосвязанные катушки индуктивности на общем ферромагнитном сердечнике, включенные согласно в разрыв линейных проводов сети электропитания, и конденсаторы, связывающие линейные провода между собой и шиной заземления (Т.Уильямс, К.Армстронг. ЭМС для систем и установок. М.: ИД «Технологии», 2004, с.337, рис.8.10).

Недостатком этого фильтра является низкая эффективность при быстром кратковременном повышении или понижении тока в нагрузке как из-за внешних, так и из-за внутренних причин. Указанный фильтр не способен обеспечить фильтрацию одновременно и высокочастотных и среднечастотных изменений тока.

Известен адаптивный сетевой фильтр, описанный в первом варианте патента RU 2381614 (МПК Н02М 1/16, 10.02.2010 г.), выбранный в качестве прототипа, содержащий катушки индуктивности на ферромагнитных сердечниках, включенные в разрыв линейных проводов, и конденсаторы, связывающие линейные провода между собой и с шиной заземления, при этом катушки индуктивности зашунтированы дополнительно введенными ключевыми резистивными двухполюсниками.

Недостатком устройства является прекращение работы фильтрующих катушек индуктивности при срабатывании от повышенного напряжения шунтирующих двухполюсников, которые предназначены для защиты элементов фильтра, но не для защиты цепи нагрузки.

Задача изобретения - совершенствование конструкции сетевого фильтра.

Технический результат предлагаемой полезной модели направлен на использование энергии повышающегося в нагрузке тока для уменьшения полной составляющей питающего тока и, как следствие, экономию потребляемой нагрузкой электроэнергии.

Блок-схема сетевого фильтра приведена на фиг.1.

Указанный технический результат достигается тем, что в сетевом фильтре, содержащем катушки индуктивности с сердечниками, включенные в разрыв линейных проводов, и конденсатор, связывающий линейные провода между собой, в каждый из линейных проводов дополнительно включена токовая фильтрующая индуктивность с сердечником, снабженная не менее чем одной дополнительной обмоткой, а между линейными проводами включены не менее чем две фильтро-корректирующие цепи, вход каждой из которых подключен к выходу одной из дополнительных обмоток.

Предпочтительно выполнение фильтро-корректирующих цепей в виде последовательно включенных электронного ключевого и реактивного элемента.

Сетевой фильтр включает в себя входные 1, 2 и выходные 3, 4 выводы для подключения его в разрыв линейных проводов. Между входными и выходными выводами 1, 3 и 2, 4 включены катушки индуктивности 5 и 6 с сердечниками, образующие вычитающий фильтр высоких частот, и, последовательно с ними, токовые фильтрующие индуктивности 7 и 8, например фильтры средних частот, с сердечниками. Токовые фильтрующие индуктивности 7 и 8 снабжены дополнительными обмотками 9 и 10. Между линейными проводами включены не менее двух, например две фильтро-корректирующие цепи А и Б. Каждая из фильтро-корректирующих цепей А и Б содержит электронный ключевой, соответственно 11 и 12, и реактивный 13 и 14 элементы. Выходы дополнительных обмоток 9 и 10 через детектирующие устройства 15 и 16 подключены соответственно к электронным ключевым элементам 11 и 12 фильтро-корректирующих цепей А и Б. Входные выводы фильтра 1 и 2 связаны между собой через конденсатор 17.

Сетевой фильтр работает следующим образом. При подключении нагрузки к выходным выводам 3, 4 ток начинает протекать по замкнутой цепи: входной вывод 1, катушка индуктивности 5 фильтра высоких частот, в которой происходит фильтрация токов высокой частоты, токовая фильтрующая индуктивность 7, в которой происходит фильтрация токов средней частоты, нагрузка, токовая фильтрующая индуктивность 8, катушка индуктивности 6, выходной вывод 2. Конденсатор 17 обеспечивает дополнительную фильтрацию высоких частот по входам 1, 2. При этом в дополнительных обмотках 9 и 10 создается напряжение, пропорциональное току в фильтрах средних частот 7 и 8 соответственно. Включение фильтро-корректирующих цепей А и Б происходит при достижении напряжением на дополнительных обмотках 9 и 10 порогов срабатывания детектирующих элементов 15 и 16. При этом данные пороги срабатывания зависят от вольт-амперных и частотно-временных характеристик детектирующих элементов 15 и 16 и могут быть выбраны, например, один больше другого. Если на дополнительной обмотке 9 создастся напряжение, при котором напряжение на детектирующем элементе 15 превысит порог срабатывания ключевого элемента 11, то ключевой элемент 11 включится и совместно с реактивным элементом 13 сделает активной фильтро-корректирующую цепь А. Если на обмотке 10 создастся напряжение, при котором напряжение на детектирующем элементе 16 превысит порог срабатывания ключевого элемента 12, то ключевой элемент 12 включится и совместно с реактивным элементом 14 сделает активной фильтро-корректирующую цепь Б. Постоянные времени детектирующих элементов 15 и 16 выбирают таким образом, что включение и выключение фильтро-корректирующих цепей происходит достаточно плавно, но не замедленно - в течение нескольких десятков периодов частоты питающего напряжения. При уменьшении тока в нагрузке, постоянном либо импульсном, процесс отключения фильтро-корректирующих цепей А и Б идет в обратном от описанного выше порядке. Подключение фильтро-корректирующих цепей А и Б приводит к отводу токов реактивного характера от нагрузки в эти параллельные цепи, что приводит в динамике к уменьшению углов сдвига фаз между током и напряжением в цепи относительно входа на клеммах 1, 2 и уменьшению подсчитываемой потребляемой мощности. При этом так как при уменьшении тока нагрузки происходит адаптивный процесс отключения фильтро-корректирующих цепей А и Б, то они дополнительной нагрузки не вносят, а работают только как компенсаторы.

Пример.

В качестве нагрузки использовали электрическую дрель. В этом случае ток при выключенном «курке» дрели в цепи отсутствует. В начале работы дрели в режиме без физической нагрузки возможно кратковременное стартовое увеличение потребляемого тока, которое будет скомпенсировано включением первой фильтро-корректирующей цепи А на небольшой промежуток времени.

В качестве детектирующего элемента 15 может быть использован, например, диодно-конденсаторный детектор с постоянной времени около 0,5 сек. Сигнал с него подается на ключевой элемент 11, в качестве которого используют, например, тиристорный твердотельный бесконтактный ключ, с порогом срабатывания 8 В. Срабатывание и отключение ключа может, например, иметь гистерезис около 2 В. Второй порог в фильтро-корректирующей цепи Б может быть выбран, например, на уровне 16 В, а постоянная времени диодно-конденсаторного корректора, например, 0,7 сек.

При начале работы дрелью ток, который она потребляет, и помехи в сети, которые она создает, будут зависеть от режимов работы - оборотов и физической нагрузки на режущем инструменте. Все выходящие за уровни порогов срабатывания детектирующих элементов токи, средние и импульсные, будут приводить к динамическому срабатыванию фильтро-корректирующих цепей А и Б. Это приведет к фильтрации и режиму экономии потребляемого активного тока. При отсутствии тока через нагрузку, в данном случае в дрели, фильтр немедленно отключит обе фильтро-корректирующие цепи и перейдет в режим нулевого собственного потребления энергии.

Измерения потребленной электрической энергии при разных режимах работы дрели в течение отрезков времени, равных 1 час, показали ее экономию в количестве от 7 до 35%.

Конденсатор используют емкостью, например, 1 мкФ.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемый сетевой фильтр позволяет использовать энергию повышающегося и уменьшающегося в нагрузке тока для включения и отключения фильтро-корректирующих цепей и уменьшения полной составляющей питающего тока и, как следствие, экономить потребляемую нагрузкой электроэнергию.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Сетевой фильтр, содержащий катушки индуктивности с сердечниками, включенные в разрыв линейных проводов, и конденсатор, связывающий линейные провода между собой, отличающийся тем, что в каждый из линейных проводов дополнительно включена токовая фильтрующая индуктивность с сердечником, снабженная не менее чем одной дополнительной обмоткой, а между линейными проводами включены не менее чем две фильтро-корректирующие цепи, вход каждой из которых которой подключен к выходу одной из дополнительных обмоток.

2. Сетевой фильтр по п.1, отличающийся тем, что каждая фильтро-корректрирующая цепь содержит электронный ключевой и реактивный элементы.

www.freepatent.ru

Обзор патентов на полезную модель скважинного фильтра для очистки от механических примесей и песка

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Патент РФ № 2485289 – Фильтр скважинный самоочищающийся

Фильтр скважинный самоочищающийся, включающий корпус, фильтрующий элемент, ультразвуковой излучатель, соединенный через кабель с источником электроэнергии, находящимся на поверхности земли, отличающийся тем, что ультразвуковой излучатель жестко соединен с фильтрующим элементом посредством кронштейна, а фильтрующий элемент оборудован смывателем технологической средой под давлением через систему шлангов посредством насосов, расположенных на поверхности земли.

Патент РФ № 2478775 – Скважинный фильтр

Скважинный фильтр, включающий выполненные из немагнитного материала перфорированный каркас, фильтровую рубашку в виде автономных секций с обмоткой, прокладочными элементами в виде опорных стержней и соединительные элементы, отличающийся тем, что на перфорированный каркас установлены кольцевые постоянные магниты на расстоянии друг от друга и являющиеся центраторами фильтра, обмотка фильтровой рубашки перфорированного каркаса образована внутренним и внешним слоями в виде немагнитного капронового шнура единого профиля, внутренний слой обмотки образован витками, расположенными на расстоянии друг от друга, внешний слой обмотки образован витками плотно расположенными друг к другу или в виде синтетической тканевой сетки, соединительные элементы выполнены в виде верхнего и нижнего переводника, причем верхний переводник выполнен как лево-правый, а также фильтр дополнительно снабжен отстойником, соединенным с нижним переводником и расположенным в нижней части фильтра промывочным клапаном.

Патент РФ № 2473786 – Скважинный щелевой фильтр

Скважинный щелевой фильтр, содержащий каркас, щелевой фильтровальный элемент из профилированной проволоки, установленный на каркасе, отстойник, соединенный с каркасом, и верхний патрубок, связанный с приемом насоса, отличающийся тем, что отстойник заполнен реагентом, на поверхности которого размещены гранулы с положительной плавучестью, а внизу отстойника установлен дозатор для подачи реагента в скважину.

Патент РФ № 2453682 – Скважинный фильтр

Скважинный фильтр, содержащий перфорированный каркас, размещенные на каркасе полимерные диски, образующие щели между собой, отличающийся тем, что диски выполнены из армированного скотча, на клейкой стороне которого закреплен монослой дисперсных частиц.

 

Патент РФ № 2446275 – Щелевой скважинный фильтр

Щелевой скважинный фильтр, содержащий перфорированную трубу, на которой установлены фильтрующие элементы, содержащие стрингеры, к внешней поверхности которых приварена проволока с образованием зазоров между витками, отличающийся тем, что применено не менее двух фильтрующих элементов, а между каждой парой фильтрующих элементов установлена пружина.

Патент РФ № 2485289

Рисунок 8 – Патент РФ № 2485289

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение производительности нефтегазодобычи, снижение массовой доли примесей и повышение срока эксплуатации фильтра.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом техническом решении, включающем корпус, фильтрующий элемент, ультразвуковой излучатель, соединенный через кабель с источником электроэнергии, находящимся на поверхности земли, согласно изобретению, ультразвуковой излучатель жестко соединен с фильтрующим элементом посредством кронштейна, а фильтрующий элемент оборудован смывателем технологической средой под давлением через систему шлангов посредством насосов, находящихся на поверхности земли. Кроме того, в качестве технологической среды используют воздух, или инертные газы или жидкости, например воду.

Соединение ультразвукового излучателя жестко с фильтрующим элементом посредством кронштейна позволяет эффективно удалять с поверхности фильтрующего элемента застрявшие твердые частицы, что повышает производительность.

Использование омывателя технологической средой позволяет комплексно быстро и качественно очищать фильтрующий элемент за счет ультразвуковых колебаний и обратного смыва. При этом пропускная способность скважины увеличивается в 1,5 раза.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На нем приведена схема работы фильтра скважинного самоочищающегося с основными элементами конструкции устройства.

Фильтр скважинный самоочищающийся состоит из корпуса 1, фильтрующего элемента 2, ультразвукового излучателя 3, соединенного через кабель с источником электроэнергии, находящимся на поверхности земли. Ультразвуковой излучатель 3 жестко соединен с фильтрующим элементом 2 посредством кронштейна 4, а фильтрующий элемент 2 оборудован омывателем 5 технологической средой под давлением через систему шлангов. В качестве технологической среды используют воздух или инертный газ или жидкости, например воду.

Принцип работы устройства заключается в комплексном использовании ультразвуковых колебаний и механизма обратного смыва, который представляет собой мощную гидравлическую систему, удаляющую с поверхности фильтрующего элемента 2 застрявшие твердые частицы с помощью потока либо воздуха, либо инертного газа, либо жидкости.

Процесс обработки фильтрующего элемента проводят следующим образом. В размещенном предварительно в скважине устройстве в зоне продуктивного пласта включают ультразвуковой излучатель 3 частотой сигнала 10-15 КГц и мощностью 4-6 КВт. Затем подают по системе шлангов технологическую среду в омыватель 5 под давлением, величина которого выбирается экспериментально. При воздействии ультразвукового излучателя 3 на фильтрующий элемент 2 комплексно со смывом потоком технологической среды застрявших твердых частиц происходит высокоэффективная очистка фильтрующего элемента 2.

Процесс очистки фильтрующего элемента занимает около 1-1,5 часов, после чего процесс добычи нефти или газа возобновляется.

Предлагаемая конструкция фильтра скважинного самоочищающегося позволяет повысить производительность нефтегазодобычи и качества за счет комплексного использования ультразвуковых колебаний и механизма обратного смыва, который представляет собой мощную гидравлическую систему, удаляющую с поверхности фильтрующего элемента застрявшие твердые частицы. При этом повышается срок эксплуатации фильтра.

 

 

 

Патент РФ № 2439293

Рисунок 9 - Патент РФ № 2439293

Задачей заявляемого технического решения является увеличение времени работы фильтра за счет удаления частиц с фильтрующей поверхности в процессе работы.

Поставленная задача решается тем, что скважинный фильтр, включающий перфорированную трубу с муфтой, проволочную обмотку, ребра, расположенные по спирали, снабжен перфорированным защитным кожухом, ловильной камерой, ребра выполнены на внутренней поверхности защитного кожуха, между кожухом и трубой в верхней и нижней частях установлены кольца, причем нижнее кольцо выполнено с отверстиями, соединяющими пространство между трубой и защитным кожухом с ловильной камерой, направление проволочной обмотки и рядов отверстий трубы противоположно направлению ребер и рядов отверстий на кожухе, внутреннее пространство трубы отделено от ловильной камеры крышкой. Поток жидкости, поступивший в фильтр, меняет направление своего движения, при этом твердые частицы приобретают на некоторое время тангенциальную скорость, равную нулю, и под действием силы тяжести и других сил оседают в ловильную камеру.

На фиг.1 изображен вид скважинного фильтра - продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

Скважинный фильтр (фиг.1-3) состоит из перфорированной трубы 1 с выполненными на ее поверхности рядами отверстий 2 и муфты 3, проволочной обмотки 4, намотанной на трубу 1 с зазором между ее витками, размер которого должен быть равен минимальному размеру задерживаемых частиц, ребер 5. Проволочная обмотка 4 может быть нанесена в несколько слоев. Защитный кожух 6 выполнен в виде перфорированной трубы, на его поверхности выполнены ряды отверстий 7. Перфорированные отверстия 2 и 7 на трубе 1 и защитном кожухе 6 соответственно могут быть выполнены любой формы и размещаться как по спирали параллельно ребрам 5, так и в шахматном порядке или в прямоугольном. Направление проволочной обмотки 4 и рядов отверстий 2 трубы 1 противоположно направлению ребер 5 и рядов отверстий 7 на кожухе 6. Труба 1 имеет резьбу на внешней поверхности в верхней и нижней частях, а защитный кожух 6 имеет резьбу в верхней части на внутренней поверхности и в нижней части на внешней поверхности. Между трубой 1 и защитным кожухом 6 установлены кольца 8 и 9. Кольцо 8 имеет резьбу на внутренней и внешней поверхностях, взаимодействующую с резьбовыми соединениями трубы 1 и защитного кожуха 6 в их верхней части, а в нижней части, немного выше их резьбы, между внутренней и внешней поверхностями соответственно приварено кольцо 9. На внутренней поверхности защитного кожуха 6 выполнены ребра 5 в виде спирали. Внутреннее пространство трубы 1 отделено от ловильной камеры 10 крышкой 11, причем нижняя часть крышки выполнена из металлической сетки 12. Крышка 11 выполнена с резьбой на внутренней боковой ее поверхности и взаимодействует с внешней резьбовой поверхностью трубы 1. Защитный кожух 6 соединен с ловильной камерой 10 посредством взаимодействия их резьбовых поверхностей. В кольце 9 выполнены выходные отверстия 13, через которые примеси поступают в ловильную камеру 10.

Скважинный фильтр работает следующим образом.

При включении в работу глубинного скважинного насоса жидкость с содержанием песка начинает поступать в перфорированные отверстия 7 защитного кожуха 6. Ребра 5, выполненные на внутренней поверхности защитного кожуха 6, придают жидкости спиралеобразное движение, при этом направление движения жидкости противоположно направлению проволочной обмотки 4. При изменении направления движения потока жидкости твердые частицы приобретают на некоторое время тангенциальную скорость, равную нулю, и т.к. они имеют плотность, большую, чем у жидкости, поэтому под действием силы тяжести и других сил осаждаются на дно фильтра и поступают через выходные отверстия 13 в ловильную камеру 10. Затем жидкость проходит через проволочную обмотку 4 и поступает в отверстия 2 трубы 1. Механические примеси с размерами больше межвитковых зазоров не могут попасть внутрь трубы 1 и с потоком жидкости поступают в ловильную камеру 10 через выходные отверстия 13. Жидкость, поступившая в ловильную камеру 10, может попасть в трубу 1 через металлическую сетку 12 крышки 11.

Таким образом, предлагаемый фильтр позволяет увеличить время работы фильтрующей поверхности за счет введения в него защитного кожуха и ловильной камеры, а также за счет изменения направления движения потока жидкости.

Скважинный фильтр, включающий перфорированную трубу с муфтой, проволочную обмотку, ребра, расположенные по спирали, отличающийся тем, что фильтр снабжен перфорированным защитным кожухом, ловильной камерой, ребра выполнены на внутренней поверхности защитного кожуха, между кожухом и трубой в верхней и нижней частях установлены кольца, причем нижнее кольцо выполнено с отверстиями, соединяющими пространство между трубой и защитным кожухом с ловильной камерой, направление проволочной обмотки и рядов отверстий трубы противоположно направлению ребер и рядов отверстий на кожухе, внутреннее пространство трубы отделено от ловильной камеры крышкой.

 

 

 

Патент № 2575370

Рисунок 10 - Патент № 2575370

Задачей настоящего изобретения является увеличение ресурса работы скважинного фильтрующего устройства за счет самоочистки щелевых фильтров и повышение его компактности при сохранении площади фильтрующей поверхности.

Указанный технический результат достигается тем, что в скважинном фильтрующем устройстве, содержащем трубчатый каркас, верхний патрубок с отводящими отверстиями, наружный и внутренний щелевой фильтр из навитого профиля и продольных стержней, равномерно размещенных по окружности с образованием между собой продольных каналов, которые обращены друг к другу и сообщены сверху с отводящими отверстиями верхнего патрубка, кольцевую перегородку, перекрывающую продольные каналы снизу, и предохранительный клапан, согласно изобретению, продольные стержни наружного и внутреннего щелевого фильтра выполнены примыкающими друг к другу, продольные каналы обоих фильтров сообщены между собой, трубчатый каркас перфорирован, размещен во внутреннем щелевом фильтре и снабжен ниже него предохранительным клапаном.

На фиг. 1 схематично изображено скважинное фильтрующее устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - поперечный разрез по А-А на фиг. 1.

Скважинное фильтрующее устройство содержит наружный и внутренний щелевые фильтры 1 и 2, трубчатый каркас 3 с перфорациями 4, перекрытый снизу предохранительным клапаном 5, верхний патрубок 6 с отводящими отверстиями 7 и кольцевую перегородку 8 (фиг. 1). Щелевые фильтры 1 и 2 состоят соответственно из навитых профилей 9 и 10 и продольных стержней 11 и 12, которые примыкают друг к другу и размещены по окружности через равные промежутки, являющиеся наружными и внутренними продольными каналами 13 и 14 (фиг. 2). Продольные каналы 13 и 14 сообщены между собой в радиальном направлении, закрыты снизу кольцевой перегородкой 8 и вверху соединены с отводящими отверстиями 7 верхнего патрубка 6. Между витками профилей 9 и 10 образуются непрерывные спиралевидные щели 15 и 16 соответственно, открытая площадь каждой из которых сопоставима с площадью отводящих отверстий 7 верхнего патрубка 6 и с суммарной площадью поперечного сечения каналов 13 и 14.

В скважинном фильтрующем устройстве наружный 1 и внутренний 2 щелевые фильтры могут быть выполнены как единая конструкция, состоящая из одного окружного ряда продольных стержней и навитых на них снаружи и внутри профилей, при этом продольные стержни имеют увеличенные поперечные размеры (не показано).

Скважинное фильтрующее устройство работает следующим образом.

Под действием создаваемого погружным насосом разряжения пластовая жидкость фильтруется через наружный щелевой фильтр 1, при этом содержащиеся в ней частицы породы с размером более ширины щели 15 остаются снаружи и укрупняются со временем в конгломераты (фиг. 1). Далее очищенная жидкость увлекается в расширяющиеся щели 15 между витками профиля 9, а затем попадает в каналы 13 и сообщающиеся с ними каналы 14. Оказавшись в каналах 13, 14, жидкость изменяет направление движения на 90° и поднимается к отводящим отверстиям 7 в верхнем патрубке 6, после чего покидает скважинное фильтрующее устройство. В конечном счете на прием погружного насоса попадает жидкость, очищенная от частиц породы, благодаря чему создаются благоприятные условия для его безотказной работы.

При работе наружного щелевого фильтра 1 предохранительный клапан 5 находится в закрытом положении, поэтому жидкость не циркулирует через трубчатый каркас 3 и внутренний щелевой фильтр 2. По мере перекрытия сечения щели 15 частицами породы поток жидкости через наружный щелевой фильтр 1 снижается, что при работающем погружном насосе приводит к созданию разряжения в гидравлически связанных каналах 13, 14 и трубчатом каркасе 3 и возрастанию перепада давления на предохранительном клапане 5.

При последующем открытии клапана 5 пластовая жидкость попадает в трубчатый каркас 3, проходит через перфорации 4 к внутреннему щелевому фильтру 2, где фильтруется через щель 16. Частицы породы задерживаются между витками навитого профиля 10, а очищенная жидкость оказывается сначала во внутренних 14, а затем в наружных 13 продольных каналах и по ним движется к отводящим отверстиям 7 верхнего патрубка 6.

При движении по наружным каналам 13, имеющим переменное сечение по длине за счет навитого профиля 9, в жидкости возникают пульсации поля скоростей и поля давлений, которые передаются изнутри наружу непрерывной щели 15. Это порождает отделение налипших частиц от навитого профиля 9, открытие щели 15 и восстановление пропускной способности наружного щелевого фильтра 1. Отделению частиц способствует также гидравлический удар, возникающий в трубчатом каркасе 3 при открытии предохранительного клапана 5, который передается через перфорации 4, щель 16 и каналы 14, 13 в щель 15 наружного щелевого фильтра 1. По мере очистки щели 15 движение жидкости через наружный щелевой фильтр 1 возобновляется и клапан 5 закрывается. При этом описанным выше образом происходит отделение частиц от навитого профиля 10 внутреннего фильтра 2 и восстановление его пропускной способности.

При таком движении пластовой жидкости наружный и внутренний щелевой фильтр периодически очищаются и в меньшей степени подвержены необратимому загрязнению частицами породы, благодаря чему увеличивается ресурс работы скважинного фильтрующего устройства в целом.

 

 

Патент № 2543247

Рисунок 11 - Патент № 2543247

Настоящее изобретение направлено на поддержание стабильной пропускной способности и увеличение ресурса работы фильтрующего скважинного устройства за счет одновременной очистки пластовой жидкости на щелевом фильтре и удаления задержанных частиц механических примесей с его фильтрующего слоя. Кроме того, заявляемое фильтрующее скважинное устройство устраняет пересыпание зумпфа скважины механическими примесями, что удлиняет период между ее ремонтами.

Указанный технический результат достигается тем, что в фильтрующем скважинном устройстве, содержащем корпус с верхними входными отверстиями, расположенную коаксиально корпусу отводящую трубу с участком радиальных отверстий и предохранительным клапаном на нижнем торце, шнек, насаженный на отводящую трубу, щелевой фильтр в виде внутреннего опорного и наружного фильтрующего слоя из призматического профиля, перекрывающий участок с радиальными отверстиями отводящей трубы, и контейнер внизу корпуса, согласно изобретению, отводящая труба установлена внутри корпуса, а шнек размещен между верхними входными отверстиями и щелевым фильтром.

Предпочтительно выполнение щелевого фильтра с внутренним опорным слоем в виде окружных призматических профилей и наружным фильтрующим слоем из продольных призматических профилей, образующих между собой продольные щели, при этом на цилиндрической поверхности окружных призматических профилей со стороны отводящей трубы могут быть выполнены продольные прорези.

Кроме того, отводящая труба может быть дополнительно оснащена, по крайней мере, одним шнеком и одним щелевым фильтром, при этом шнеки и щелевые фильтры расположены в чередующемся порядке.

На фиг.1 схематично изображено заявляемое фильтрующее скважинное устройство с одним шнеком и щелевым фильтром на отводящей трубе; на фиг.2 - то же, но с двумя шнеками и щелевыми фильтрами; на фиг.3 - показано поперечное сечение предлагаемого устройства.

Фильтрующее скважинное устройство содержит корпус 1 с верхними входными отверстиями 2 в стенке, к которому присоединен контейнер 3 (фиг.1). Внутри корпуса 1 коаксиально установлена отводящая труба 4, имеющая предохранительный клапан 5 на нижнем торце и расположенный выше участок с радиальными отверстиями 6. На отводящей трубе 4 ниже уровня верхних входных отверстий 2 насажен шнек 7. Ниже шнека 7 отводящая труба 4 охвачена щелевым фильтром 8, перекрывающим ее участок с радиальными отверстиями 6. Геометрические размеры шнека, определяющие его сепарационные свойства, подбираются с учетом предполагаемого фракционного состава примесей в пластовой жидкости. Между щелевым фильтром 8 и корпусом 1 имеется кольцевой зазор 9.

Щелевой фильтр 8 состоит из внутреннего опорного слоя в виде окружных призматических профилей 10, к которым приварены и на которые опираются продольные призматические профили 11, образующие наружный фильтрующий слой с равновеликими продольными щелями 12 (фиг.1, 3). В зависимости от требований к очистке пластовой жидкости, поступающей на прием ЭЦН, ширина продольных щелей может быть выбрана из интервала 100…1000 мкм. Расстояние между окружными профилями 10 находится из условия сохранения прямолинейности продольными профилями 11 при возникновении перепада давления на щелевом фильтре 8. Между отводящей трубой 4, продольными профилями 11 и смежными окружными профилями 10 образуются кольцевые полости 13, каждая из которых перекрывает полностью или частично, по меньшей мере, одно отверстие 6 на отводящей трубе 4. Этим обеспечивается беспрепятственный сток в отводящую трубу 4 пластовой жидкости, прошедшей через участки фильтрующего слоя, расположенные над кольцевыми полостями 13. Дополнительно на внутренней поверхности окружных профилей 10, примыкающей к отводящей трубе 4, могут быть выполнены продольные прорези 14, сообщающие кольцевые полости 13 между собой.

Для повышения пропускной способности при сохранении качества очистки в некоторых вариантах исполнения фильтрующее скважинное устройство дополнительно оснащено, по крайней мере, одним шнеком 15 и одним щелевым фильтром 16, которые расположены на отводящей трубе 4 в чередующемся порядке со шнеком 7 и щелевым фильтром 8 (фиг.2).

Фильтрующее скважинное устройство работает следующим образом.

При включении ЭЦН (не показан) пластовая жидкость с частицами механических примесей различной дисперсности поступает через верхние входные отверстия 2 в пространство между стенкой корпуса 1 и отводящей трубой 4 и движется вниз вдоль находящегося там шнека 7, приобретая вращательное движение (фиг.1). Под действием возникающих центробежных сил крупнодисперсные частицы смещаются в наружную часть потока жидкости, то есть к стенке корпуса 1, а мелкодисперсные частицы остаются во внутренней части вблизи отводящей трубы 4.

После прохождения шнека поток жидкости с разделенными на фракции частицами продолжает движение вниз и попадает в кольцевой зазор 9 между щелевым фильтром 8 и стенкой корпуса 1. Движущиеся в периферийной части потока жидкости более крупные частицы проскакивают по инерции мимо щелевого фильтра 8 и под действием собственного веса опускаются в контейнер 3. Очищенная от крупных частиц жидкость сливается с текущим вдоль щелевого фильтра 8 потоком жидкости с более мелкими частицами, и совместно фильтруется через продольные щели 12 (фиг.3), при этом частицы с размером, превышающим ширину щели, задерживаются между продольными профилями 11. Очищенная жидкость попадает в кольцевые полости 13, откуда через отверстия 6 проходит внутрь отводящей трубы 4 и покидает фильтрующее скважинное устройство. Прорези 14 в окружных профилях 10 уравнивают давление в кольцевых полостях 13, тем самым, исключая деформирование продольных профилей 11. Предохранительный клапан 5 на этом этапе работы устройства закрыт.

Задержанные частицы удерживаются между продольными профилями 11 за счет прижимающего действия радиального потока жидкости, втекающей в щелевой фильтр 8. По мере перекрытия налипшими частицами продольных щелей 12 радиальный поток жидкости через них ослабевает, что уменьшает силу, удерживающую частицы на щелевом фильтре 8. Одновременно с ослаблением радиального потока возрастает скорость направленного вниз потока жидкости в кольцевом зазоре 9. Под его воздействием и действием силы тяжести задержанные частицы сползают вдоль продольных профилей 11 вниз, отрываются от фильтрующего слоя щелевого фильтра 8 и оседают в контейнер 3. Описанный процесс происходит тем интенсивнее, чем больше толщина слоя из задержанных частиц. За счет непрерывной очистки щелей 12 от задержанных частиц пропускная и фильтрационная способности щелевого фильтра 8 поддерживаются практически в неизменном состоянии.

В случае залпового выброса частиц породы из пласта в скважину и быстрого закупоривания продольных щелей 12 проницаемость щелевого фильтра 8 резко снижается. Это приводит к созданию разряжения внутри отводящей трубы 4 и возрастанию действующего на предохранительный клапан 5 давления, поскольку полость корпуса 1 остается сообщенной со скважиной через верхние входные отверстия 2. При достижении заранее заданного давления предохранительный клапан 5 открывается и жидкость под напором попадает в опорную трубу 4. Возникающий при этом в опорной трубе 4 гидравлический удар передается через отверстия 6 в кольцевые полости 13, вызывая отделение частиц, налипших снаружи продольных профилей 11, и их осаждение в контейнер 3. В результате раскрытия продольных щелей 12 перепад давления между полостями корпуса 1 и опорной трубы 4 падает до исходного значения, предохранительный клапан 5 закрывается и движение пластовой жидкости через щелевой фильтр 8 возобновляется.

Читайте также:

lektsia.com

рукавный фильтр - патент РФ 2380134

Изобретение предназначено для очистки загрязненных жидкостей для их повторного использования или утилизации. Фильтр содержит корпус с крышкой, тканевые гибкие фильтрующие элементы, жесткий каркас фильтрующих элементов, трубки внутри каждого фильтрующего элемента, соединенные с коллектором, входной и сливной патрубки. Трубки выполнены сплошными в виде диффузора. Жесткий каркас фильтрующих элементов расположен с наружной стороны фильтрующих элементов и закреплен на корпусе и крышке. Коллектор и корпус соединены с дифференциальным манометром. Технический результат: упрощается обслуживание фильтра, что удлиняет срок его работы и улучшает качество очистки жидкости. 1 ил.

Рисунки к патенту РФ 2380134

Изобретение относится к областям народного хозяйства, где требуется очистка жидкостей, в том числе и агрессивных (кислот, щелочей и пр.), с использованием рукавных фильтров. Предполагаемое техническое решение относится к фильтрующим устройствам, а именно к рукавным фильтрам, которые предназначены для очистки жидких, в том числе агрессивных сред, при повторном возврате в производственный цикл или при их утилизации.

Известен рукавный фильтр для очистки агрессивных сред (см. патент на полезную модель № 30285, МПК В01D 29/11, опубл. 27.06.2003 г.), содержащий цилиндрический корпус с откидной крышкой, внутри которого расположен коллектор в виде сплошного листа, разделяющий внутреннюю полость корпуса на две герметичные камеры, несколько тканевых фильтрующих элементов с внутренним жестким каркасом, преимущественно ромбической формы в поперечном сечении, узел крепления и фиксации фильтрующих элементов в коллекторе, входной и сливной патрубки, расположенные в различных камерах корпуса, коллектор выполнен съемным, внутри каждого фильтрующего элемента закреплена перфорированная трубка, верхний конец трубок закреплен в коллекторе с выходом в противоположную камеру, а подающий патрубок выполнен с рассеивателем.

Недостатком этого фильтра является сложность конструкции, которая существенно усложняет обслуживание фильтра, затрудняет его ремонт и замену тканевых гибких элементов, а также удаление загрязняющих веществ.

Известен рукавный фильтр (патент № 2290983, МПК В01D 29/11, опубл. 10.01.2007 г.), содержащий корпус с крышкой, тканевые гибкие фильтрующие элементы, закрепленные на жестком каркасе преимущественно ромбической формы в поперечном сечении, центральную перфорированную трубку внутри каждого фильтрующего элемента, входной и сливной патрубки и коллектор, соединенный с перфорированными трубками.

Недостатком данного фильтра является то, что загрязняющие вещества после цикла очистки остаются в корпусе фильтра и с началом нового цикла очистки активно осаждаются на поверхности фильтрующих элементов, существенно сокращая срок их рабочего состояния и, кроме того, конструкция фильтра не предусматривает возможности удаления загрязняющих веществ.

Предлагаемое техническое решение направлено на улучшение условий очистки жидкостей за счет упрощения обслуживания фильтра и обеспечения возможности удаления задержанных загрязняющих частиц из корпуса фильтра при смене фильтрующих элементов, что удлиняет срок работы фильтра.

Для достижения указанного технического результата в известном рукавном фильтре, содержащем корпус, крышку, тканевые гибкие фильтрующие элементы, жесткий каркас фильтрующих элементов, трубки внутри каждого фильтрующего элемента, соединенные с коллектором, входной и сливной патрубки, предлагается трубки выполнить сплошными в виде диффузора, жесткий каркас фильтрующих элементов расположить с наружной стороны фильтрующих элементов и закрепить на корпусе и крышке, а коллектор и корпус соединить с дифференциальным манометром.

Отличительными признаками предлагаемого фильтра является расположение фильтрующих элементов внутри жесткого каркаса, благодаря чему вся масса загрязняющих частиц собирается внутри фильтрующих элементов, что обеспечивает возможность их удаления при замене фильтрующих элементов, благодаря чему и решается поставленная задача.

На прилагаемом графическом материале приводится схема, иллюстрирующая данное устройство.

На схеме показан вертикальный разрез рукавного фильтра. На чертеже приняты следующие обозначения:

1 - цилиндрический корпус;

2 - жесткий каркас фильтрующего элемента;

3 - фильтрующий элемент;

4 - трубка;

5 - быстроразъемное соединение;

6 - верхняя часть жесткого каркаса фильтрующего элемента;

7 - зажим фильтрующего элемента на трубке;

8 - входной патрубок;

9 - дифференциальный манометр;

10 - соединительные трубки дифференциального манометра;

11 - коллектор;

12 - крышка;

13 - уплотнение;

14 - сливной патрубок;

15 - накопление загрязняющих частиц.

Устройство работает следующим образом. Загрязненная жидкость по входному патрубку 8 подается в коллектор 11 и далее в трубки 4, расположенные внутри каждого фильтрующего элемента 3, которые опираются на жесткий каркас 2 и 6. Благодаря выполнению трубок 4 в виде диффузора скорость жидкости плавно уменьшается, а загрязняющие частицы продолжают преимущественно вертикальное падение и осаждаются в нижней части фильтрующего элемента, формируя здесь их накопление 15. Проходя через фильтрующие элементы 3 жидкость полностью очищается от загрязняющих частиц и поступает внутрь корпуса 1 откуда через сливной патрубок 14 отводится от фильтра для дальнейшего использования. Время загрязнения фильтрующих элементов до состояния, при котором необходима их замена, определяют по перепаду давления, показываемого дифференциальным манометром 9.

Перед заменой фильтрующих элементов 3 прекращают подачу жидкости по патрубку 8, затем посредством быстроразъемных соединений 5 отсоединяют крышку 12 от цилиндрического корпуса 1 и извлекают верхнюю часть устройства из корпуса 1, размещая ее над емкостью (дав предварительно стечь всей жидкости из фильтрующих элементов 3). Затем освобождают зажимы 7 на трубках 4 и снимают отработавшие фильтрующие элементы 3 вместе с заключенными в них скоплениями 15 загрязняющих частиц. Далее на трубках 4 закрепляют новые фильтрующие элементы 3, верхнюю часть устройства устанавливают на корпусе 1 (используя центровочные элементы) и закрепляют быстроразъемными соединениями 5.

Входной патрубок для удобства замены фильтрующих элементов 3 соединен гибким рукавом с подводящим трубопроводом.

Выполнение рукавного фильтра в соответствии с изобретением приводит к улучшению условий очистки жидкостей, т.к. обеспечивается возможность своевременного удаления загрязняющих частиц из корпуса устройства. Упрощение выполнения операции обслуживания фильтра удлиняет срок его службы.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Рукавный фильтр, содержащий корпус с крышкой, тканевые гибкие фильтрующие элементы, жесткий каркас фильтрующих элементов, трубки внутри каждого фильтрующего элемента, соединенные с коллектором, входной и сливной патрубки, отличающийся тем, что трубки выполнены сплошными в виде диффузора, жесткий каркас фильтрующих элементов расположен с наружной стороны фильтрующих элементов и закреплен на корпусе и крышке, а коллектор и корпус соединены с дифференциальным манометром.

www.freepatent.ru

Патент №2448760 - Фильтр для очистки воздуха от пыли

Изобретение относится к устройствам для очистки запыленных газов, в частности для очистки воздуха от различных пылей, и может быть использовано в металлообрабатывающей, металлургической, машиностроительной, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Фильтр для очистки воздуха от пыли содержит корпус. Узел подачи запыленного воздуха выполнен сбоку корпуса. Узел отвода очищенного воздуха снабжен вентилятором. Внутри корпуса расположен фильтрующий элемент из фильтровального полотна, подвешенный в верхней части на подвижной раме, которая на пружинах подвешена к верхней части корпуса, и закрепленный в нижней части на неподвижной раме, выполненный изогнутым зигзагом и герметизированный относительно зон запыленного и очищенного воздуха. Узел вибрационной регенерации в виде рычажного механизма встряхивания фильтрующего элемента установлен с возможностью колебательных движений. Рычажный механизм встряхивания снабжен приводом с регулятором скорости перемещения, соединенным с выходом регулятора давления и датчиком перепада давления, расположенным на фильтрующем элементе и присоединенным к регулятору давления. Вентилятор снабжен приводом с регулятором скорости вращения, соединенным с выходом регулятора температуры и датчиком температуры, расположенным на входе очищаемого воздуха на фильтрующий элемент и соединенным с регулятором температуры. Регулятор температуры и регулятор давления содержат блок сравнения и блок задания. Блок сравнения соединен с входом электронного усилителя, оборудованного блоком нелинейной обратной связи. Выход электронного усилителя соединен с входом магнитного усилителя с выпрямителем, подключенным на выходе к регуляторам скорости перемещения и скорости вращения в виде блока порошковых электромагнитных муфт привода узла вибрационной регенерации и привода вентилятора. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности очистки воздуха от пыли в условиях изменяющихся погодно-климатических воздействий. 2 ил.

Патент №2448760, изображение 1Патент №2448760, изображение 2

Классификация патента

Код Наименование
МПК B01D 46/02Фильтры или способы фильтрования специально модифицированные для отделения диспергированных частиц от газов или паров - сепараторы для отделения частиц, например пылеотделители с полыми фильтрами из гибкого материала
МПК B01D 46/52Фильтры или способы фильтрования специально модифицированные для отделения диспергированных частиц от газов или паров - сепараторы для отделения частиц, например пылеотделители, снабженные складчатыми материалами

Похожие патенты

allpatents.ru

Патент №2294036 - Фильтр нижних частот

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к области СВЧ и КВЧ техники и применяется в различных радиотехнических устройствах, приборах, блоках для подавления нежелательных гармоник несущего сигнала, а также высших типов волн, проходящих по выбранному высокочастотному каналу. Фильтр нижних частот содержит две половины корпуса, в которых сформирован отрезок волноводного канала и введена диэлектрическая подложка в Е-плоскости волновода с нанесенными на двух ее противоположных поверхностях отрезками несимметричных волноводно-щелевых линий, переходящих в балансную микрополосковую линию. На отрезках этой линии выполнены емкостные и индуктивные элементы фильтрующей структуры, расположенные на двух противоположных сторонах подложки друг относительно друга. Диэлектрическая подложка имеет Н-образную гантелевидную форму, узкая часть которой содержит емкостные и индуктивные элементы фильтрующей структуры, а широкая часть подложки содержит отрезки несимметричной волноводно-щелевой линии. Узкая часть подложки располагается в узкой выборке половин корпусов, а широкая располагается в выборках для установки диэлектрической подложки. Поперечные размеры узкой выборки половин корпусов и ширина узкой части подложки не должны превышать половины длины волны максимальной частоты полосы заграждения. Индуктивные элементы, расположенные на одной стороне подложки по одной горизонтальной линии, смещены в поперечном направлении относительно индуктивных элементов, расположенных на противоположной стороне подложки, а волновые сопротивления индуктивных элементов увеличены не менее чем в 1,5 раза относительно сопротивления индуктивных элементов, расположенных друг относительно друга на противоположных сторонах подложки. Индуктивные элементы фильтрующей структуры на каждой из двух поверхностях подложки могут быть выполнены в виде меандра и смещены друг относительно друга на противоположных сторонах подложки. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Классификация патента

Код Наименование
МПК H01P 1/207Вспомогательные устройства - полые волноводные фильтры 1/212, 1/213, 1/215, 1/219 имеют преимущество

Похожие патенты

allpatents.ru

Патент №2236281 - Фильтр для очистки воды

Изобретение предназначено для очистки питьевой воды и относится, в частности, к средствам фильтрования воды через адсорбционно-бактерицидный материал в бытовых условиях и может быть использовано для очистки и улучшения качества питьевой воды. Фильтр содержит корпус, состоящий из основания и крышки, причем на крышке установлен индикатор окончания ресурса использования фильтрующего модуля, штуцер отвода очищенной воды, трубопровод отвода очищенной воды, наконечник, трубопровод подвода очищаемой воды, соединительный блок, фильтрующий модуль с входом и выходом, на каждом из которых укреплены уплотнительные кольца, днище основания корпуса, штуцер подвода очищаемой воды, втулку фиксации патрубка на штуцере, втулку фиксации патрубка на блоке соединения с краном, содержащем гайку, корпус, аэратор, адаптер. Фильтрующий модуль с возможностью неизменного направления движения потока очищаемой воды через очищающий блок содержит корпус, выполненный из основания и крышки, сетку, узел равномерного распределения очищаемой воды. Очищающий блок выполнен из двух групп слоев плотного материала с расположенной между группами слоев смесью сорбирующих элементов. Очищающий блок выполнен в виде стакана с бортиком и отверстиями в верхней части боковой поверхности стакана, в полости которого установлен цилиндр, накрытый крышкой, выпускное отверстие в центре крышки через патрубок соединено с выходом фильтрующего блока, между стаканом и корпусом фильтрующего модуля размещена смесь сорбирующих элементов. Узлы равномерного распределения очищаемой воды выполнены в виде диска с отверстиями, на котором с одной стороны расположены радиальные ребра жесткости, а с другой стороны в центре установлена осевая направляющая, выполненная в виде четырехгранника. Техническим результатом является повышение качества очистки воды и повышение гибкости степени очистки. 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Классификация патента

Код Наименование
МПК B01D 35/04Прочие фильтровальные устройства; вспомогательные устройства для фильтрования; конструкции корпусов фильтров - фильтры для спускных, водопроводных и запорных кранов

Похожие патенты

allpatents.ru

Патент №2229796 - Фильтр для очистки жидкости

Изобретение относится к устройствам для фильтрации жидкости, преимущественно молока, и может быть использовано в молочной промышленности. Фильтр состоит из корпуса в виде основания в форме ступенчатой плиты с патрубками для входа и выхода и стакана, фильтрующего элемента, установленного в нем. Стакан и основание корпуса соединены между собой при помощи болтового соединения. Фильтрующий элемент выполнен двухступенчатым в виде монтированных один в другом наружного и внутреннего фильтрующих патронов. Каркас каждого патрона сделан в форме беличьего колеса, на который навита фильтрующая поверхность в виде пружины из нержавеющей проволоки треугольного сечения с фильтрующим зазором между витками пружины. Соотношение фильтрующих зазоров между витками пружин первой и второй ступеней очистки – не более 2,5:1. Фильтрующие патроны имеют общую крышку и опираются на ступенчатое основание корпуса. Герметизация между фильтрующим элементом и основанием корпуса обеспечивается цилиндрическими поверхностями взаимодействующих ступеней основания и колец каркасов фильтрующих патронов, на которых выполнены заходные фаски. Между дном стакана и крышкой фильтрующих патронов встроен механизм продольного перемещения фильтрующего элемента. Он выполнен в виде винтовой пары, одна часть которой закреплена на крышке, а другая герметично установлена на дне стакана и имеет возможность вращения. Для этого имеется головка под ключ. Это позволяет получить дешевый и удобный в эксплуатации фильтр длительного пользования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Классификация патента

Код Наименование
МПК A01J 11/00Устройства для обработки молока
МПК A01J 9/00Молокосборники
МПК B01D 27/00Патронные фильтры съемного типа
МПК B01D 29/00Прочие фильтры с фильтрующими элементами неподвижными в процессе фильтрования, например фильтры, работающие под давлением или путем отсасывания, или их фильтрующие элементы

Похожие патенты

allpatents.ru