Результат интеллектуальной деятельности: ФИЛЬТР-ПАТРОН

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано в абсорберах, сепараторах, разделителях и т.д. для очистки газов от мелкодисперсных капель жидкости и (или) механических примесей.

Известен коалесцирующий патрон [1], содержащий каркас и закрепленный на нем внутренний и наружный опорные элементы, выполненные в виде вязаного рукава, уложенного на каркас по винтовой спирали, между которыми размещен фильтрующий материал.

Недостатком известного коалесцирующего патрона является сравнительно малое время наработки (время при котором проскок жидкости и (или) механических примесей через патрон не превышает допустимой величины). Это происходит из-за неравномерного загрязнения фильтрующего материала. В случае равномерной жидкостной нагрузки на всю поверхность патрона насыщенность фильтрующего материала жидкостью и механическими примесями в рабочих условиях неравномерна и возрастает к нижней его части. В связи с этим, со временем происходит забивание фильтрующего материала в нижней части патрона механическими примесями, поступающими вместе со стекающей с верхних частей патрона коагулированной жидкостью. При этом проницаемость по газу нижней части патрона падает, приводит к увеличению скорости потока через поры фильтрующего материала в верхней его части. Повышение скорости потока приводит к срыву коагулированной жидкости с внешней стороны фильтрующего материала и уносу ее с газом.

Наиболее близким к заявлению по технической сущности и достигаемому результату является фильтр- патрон [2], содержащий цилиндрический перфорированный каркас и закрепленный на нем фильтрующий материал.

Недостатком известного фильтра-патрона является также малое время наработки, увеличенная нагрузка на фильтрующий материал, увеличенный перепад и вторичный унос.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в увеличении срока службы и сохранении фильтрующей способности фильтр-патрона.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в уменьшении жидкостной нагрузки на фильтрующий материал и уменьшении его загрязнения механическими примесями.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известном фильтр-патроне, содержащем каркас и закрепленный на нем фильтрующий материал, каркас выполнен из стержня, на котором закреплены два фланца, причем один из них способен передвигаться вдоль стержня, а фильтрующий элемент состоит из двух слоев, расположенных относительно друг друга с зазором. Внутренний слой выполнен из полос, ориентированных вдоль фильтр-патрона, а наружный выполнен из пористого материала в форме рукава. В качестве фильтрующего материала используется полимер.

Сопоставительный анализ заявленного технического решения с прототипом показывает, что заявляемый фильтр-патрон отличается формой выполнения конструктивных элементов. Следовательно, заявляемый фильтр-патрон соответствует критерию "новизна".

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной области техники и, следовательно, обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен фильтр-патрон в разрезе; на фиг. 2 - сечение A-A; на фиг. 3 - каркас фильтр-патрона, на фиг. 4 -сечение Б-Б.

Фильтр-патрон содержит каркас, выполненный из стержня 1 с фланцами 2 и 3, на которые крепятся полосы полимерной пленки 5, рукав из пористого материала 6 и наружный опорный элемент - спираль 10 с шагом 30-50 мм, изготовленную из стальной проволоки толщиной 2-3 мм. Верхний фланец 3 при помощи резьбовой втулки 4 может перемещаться, что позволяет регулировать натяжение полос 5 и рукава из пористого материала 6. После изменения натяжения фильтрующих слоев фланец 3 фиксируется при помощи гаек 11 и 12.

Полосы полимерной пленки 5 укладываются в два слоя, причем полосы наружного слоя перекрывают щели между полосами внутреннего слоя. Зазор между слоем полос 5 и рукавом из пористого материала 6 образован при помощи колец 7, выполненных из такого же материала, что и рукав 6. Полосы пленки, рукав из пористого материала и наружный опорный элемент крепятся на фланцах при помощи хомутов 8 и 9.

Фильтр-патрон работает следующим образом. Газожидкостная смесь поступает во внутреннюю полость патрона и, проходя через первый фильтрующий слой, образованный полосами 5, выполненными из полимерной пленки, например из лавсановой, предварительно очищается от жидкости и механических примесей за счет их оседания на поверхности полос. Отфильтрованная жидкость стекает в нижнюю часть патрона, причем полосы лавсана во время работы вибрируют, что способствует их более эффективному очищению от механических примесей. Газожидкостная смесь далее поступает в пространство между полосами 5 и рукавом 6, которое выполняет роль гравитационного сепаратора. При этом часть крупных капель жидкости, сорвавшихся с внешней поверхности полос падает на монтажную тарелку. Далее поток проходит через рукав 6, где окончательно очищается.

Применение первого фильтрующего слоя позволяет снизить жидкостную нагрузку на пористый материал и существенно уменьшить его загрязнение механическими примесями.

Заявляемый фильтр-патрон изготовлен в двух экземплярах и в настоящее время проходит стендовые испытания в ТюменНИИгипрогазе.

Источники информации
1. А.с.СССР 850142, кл. B 01 D 27/00, 1981.

2. ОИ ВНИИЭгазпрома. Серия: Подготовка и переработка газа и газового конденсата, вып. 4. Опыт эксплуатации многофункциональных аппаратов на Уренгойском месторождении. М., 1987, с. 4-5. (Прототип).