Разница в конструкции базовых фильтров серии AF800 иAF-9800 незначительна:
У фильтров AF-800PR для привода механизма очистки используется гидротурбина,
а у фильтра AF-9800PR – электрический двигатель.
Преимущества применения электрического привода в том, что фильтр с электроприводом более надежно работает при низких давлениях (менее 3-х бар). Фильтр с гидротурбиной также имеет несколько больший расход воды на промывку.
- Электродвигатель
- Гидротурбина (гидромотор)
- Порт выброса загрязнений в камеру сброса шлама
- Привод продольного перемещения сканера
При высоком давлении фильтруемой жидкости (более 5-6 бар) преимущества электрического привода теряются. При таких давлениях гидротурбина работает очень надежно.
Фильтры в варианте конструкции ”PR” имеют очень важное преимущество перед другими конструкциями (в т.ч. конкурентов) – это наличие встроенного фильтра грубой очистки – грязевика.
В промышленных условиях (прежде всего при фильтрации жидкостей оборотных циклов и водозаборов из открытых источников) возможно попадание в контур очистки крупных предметов — камней и, не редкий вариант, пленок, ткани, веревок…
Пленки и ткани, а также крупные камни, веревки, провода… не могут быть удалены из корпуса фильтра с помощью сканерной или щеточной технологий. Эти предметы попросту не проходят через сбросной клапан.
Извлечение таких загрязнений требует разборки фильтра квалифицированным персоналом. Этот процесс занимает заметное время.
Применение параллельного расположения подающего и отбирающего портов позволяет применить в фильтре сетку предварительной очистки («грязевик») для задержки крупных предметов.
Жидкость подается во входной порт (1), затем проходит через сетку (2) грубой очистки (отверстия 5-10 мм) снаружи-внутрь. Таким образом, крупные предметы задерживаются на внешней стороне грубой сетки в камере (6) — расстояние между внешней поверхностью сетки и внутренней поверхностью корпуса — несколько сантиметров.
После предварительной фильтрации жидкость поступает внутрь цилиндра основной сетки (3). Основная фильтрация осуществляется изнутри-наружу с последующим отбором через порт (5).
Задержанные крупные предметы могут быть удалены после снятия крышки (4) (зеленые стрелки). Этот процесс не требует заметного времени и высокой квалификации персонала и не влечет разборки механизма очистки фильтра.
Важной особенностью сетчатых фильтров YAMIT является конструкция фильтрующего элемента (сетки).
Конструкция сеток YAMIT определяет очень серьезное техническое преимущество по отношению к предложениям конкурентов.
Сканерная и щеточная технологии очистки сеток требуют:
- Фильтрующий элемент (сетка) должна быть цилиндрической формы.
- Фильтрация жидкости происходит изнутри цилиндра сетки — наружу. Грязная жидкость поступает внутрь цилиндра сетки. Очищенная жидкость отбирается с наружных стенок цилиндра.
- Все внутреннее пространство цилиндрической сетки использует механизм очистки (1). Никаких внутренних каркасов или других укрепляющих конструкций внутри сетки не допускается. Сканер двигается по возвратно-поступательной траектории, щетки вращаются вокруг оси блока.
- Размер цилиндрической сетки может быть очень значительным (2). Обычными значениями для мощных фильтров являются: длина — более метра, диаметр — более 0.5 метра.
Цилиндрическая сетка должна иметь очень точную геометрию (3). Конусность не допускается. Поперечное сечение сетки должно быть строгой окружностью без следов эллипса или других искажений.
Перед конструкторами фильтра стоит задача сделать из принципиально эластичного полотна металлической сетки точный и прочный цилиндр большого размера без использования внутри цилиндра каких-либо каркасообразующих конструкций. Типичные нарушения геометрии сетки:
Раздувание сетки в «бочкообразную геометрию» (4).
Сминание средней части цилиндра (5).
Расплющиевание средней части цилиндра (6) (в поперечном сечении — эллипс). При этом по одной оси происходит увеличение диаметра цилинда (7), по другой оси — его уменьшение.
Эти нарушения в геометрии сетки приводят к полной остановке работы фильтра.
ПРОСТЕЙШИЕ КОНСТРУКЦИИ СЕТОК
Для решения проблемы сохранения геометрии сеток часто применяется многослойная сетка.
Эта конструкция имеет очень много недостатков и поэтому YAMIT применяет такие сетки крайне редко — только тогда, когда это действительно необходимо и возможно.
Тем не менее это распространенное решение:
Многослойная сетка — это «сендвич» из нескольких сложенных вместе сеток (обычно четырех, но бывает и трех). При этом рабочая сетка (10) размещается между двумя более крупными сетками (9, 11). Для увеличения жесткости применяется еще одна «каркасообразующая» очень грубая сетка. Эта сетка может быть сварена из клиновидной проволоки (8) или выполнена из перфорированного листа (12).
Из многослойной сетки сворачивается цилиндрический фильтрующий элемент (13) каркасообразующей сеткой наружу. Нередко применяются внешние бандажи (14) для укрепления сетки.
Такая конструкция имеет множество недостатков:
- Многослойное полотно сетки все равно остается достаточно эластичным. Ничто не мешает деформации цилиндра в средней его части (5, 7).
- Многослойная сетка достаточно устойчива к «бочкообразным» деформациям (внешние слои работают на растяжение), но чрезмерно склонна к сплющиванию.
- Многослойная сетка имеет повышенное гидравлическое сопротивление, что увеличивает перепад давления на чистой сетке.
Многослойные сетки склонны с забиванию загрязнениями. Достаточно взглянуть на увеличенные фрагменты таких сеток (15), чтобы понять, что крупные механические частицы (песок, частицы окалины…) могут быть легко «заклинены» между переплетениями проволок сеток. Это явление особенно часто наблюдается при наличии в фильтруемой воде даже небольших количеств масел. При этом заклиненные частицы еще и прилипают с сеткам. Поэтому многослойные сетки очень плохо работают в оборотных циклах металлургических и химических предприятий. - Сканерная технология очистки требует близкого расположения всасывающей загрязнения форсунки (20) от очищаемой сетки (16). В случае многослойных сеток между всасывающей форсункой и сеткой расположена еще и укрепляющая грубая сетка (17). При этом расстояние (L) между очищаемой сеткой и форсункой оказывается недопустимо большим. Это сильно снижает эффективность работы сканерной очистки (особенно на мелких сетках). Для устранения этой проблемы применяют «подпружиненные форсунки» (18). Сопло такой форсунки может перемещаться вдоль оси и придавлено пружиной к очищаемой сетке (19).
- Такое решение лишает фильтр одного из главных достоинств сканерной технологии очистки — отсутствия механического контакта между очищающим механизмом и сеткой. Подпружиненная форсунка склонна к поломкам, сетка от трения тоже изнашивается… При этом подпружиненная форсунка еще и «утрамбовывает» загрязнения между слоями сетки. Т.е. попытка замаскировать один недостаток порождает еще несколько недостатков.
- Очень серьезный недостаток многослойных сеток — склонность к отслаиванию и сминанию внутрь внутренних слоев сетки при противотоках.
Как уже говорилось выше, многослойный цилиндр (22) хорошо работает «на раздувание». Это характерно для штатной (нормальной) работы фильтра (21). Однако, если в контуре возникнет противоток (23), то вследствие большой площади сетки и принципиальному отсутствию креплений слоев многослойной сетки друг к другу по всей площади сетки (сетки сварены вместе только на торцах цилиндра) внутренние слои сетки отслаиваются (24). Что приводит к поломке фильтра и влечет замену всей дорогостоящей сетки.- Поэтому в случае применения многослойных сеток обязательно применение за фильтром обратного клапана. Это снижает риск расслаивания сетки, но не устраняет его полностью — обратный клапан может «залипнуть» или попросту не успеть закрыться до наступления отслаивания.
- Склонность к расслаиванию многослойных сеток проявляется также при очистке сетки сжатым воздухом, что категорически запрещено делать снаружи цилиндра продувая его «противотоком».
Пожалуй единственным достоинством многослойных сеток является то, что их просто делать. Не требуется никакой сложной технологии — достаточно обернуть сетку на технологической оправке и проварить швы…
КОНСТРУКЦИЯ СЕТОК ФИЛЬТРОВ YAMIT
Из-за многочисленных недостатков многослойных сеток YAMIT применяет однослойные сетки размещенные внутри прочного каркаса.
Такая сетка (25) состоит из отдельных секций (26), которые могут свинчиваться друг с другом. Секция (26) представляет собой очень прочный монолитный цилиндр с многочисленными крупными отверстиями для отбора очищенной воды. Внутри прочного каркасообразующего цилиндра «провешена» однослойная рабочая сетка (30). При этом рабочая сетка имеет многочисленные точки крепления (29) к каркасу (28). В местах свинчивания секций возникают дополнительные ребра жесткости (27).
Недостатки решения:
- Общая площадь сетки используется для фильтрации не на 100%. Области сочленения и крепления сетки к каркасу не могут фильтровать воду. Этот недостаток легко компенсируется простым увеличением площади сетки.
- Изготовление такой сетки требует сложной технологии. Но это проблема производителя, но не потребителя.
Достоинства сеток YAMIT:
- Сетки YAMIT не боятся противотока. Сжатия сетки и ее «расслаивание» принципиально невозможны. Обратный клапан не требуется.
- Сетка легко очищается как сканерной, так и щеточной технологиями. Сетка существенно менее склонна к забиванию загрязнениями.
- Возможно применение сеток очень большой площади. Достаточно свинтить вместе нужное количество секций. Каждая секция имеет свою жесткость, которой достаточно для сохранения геометрии самой секции. Сетки YAMIT принципиально масштабируемы.
- При выходе из строя сетки достаточно заменить только поврежденную секцию. Возможен быстрый временный ремонт секции путем наложение внешнего бандажа.
- Сетки YAMIT имеют высокую степень унификации, что существенно сокращает время изготовления фильтра.
СКАНЕРНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ СЕТОК
Фильтрующая сетка (4) представляет собой цилиндр. Грязная вода поступает внутрь цилиндра через водозаборник (1) фильтра. Очищенная вода отводится через слив (2). Загрязнения накапливаются на внутренних стенках цилиндра. Когда наступает необходимость очистки сетки (перепад давления на сетке достигает определенного значения или срабатывает таймер), то контроллер открывает сбросной клапан (3) и приводит в действие очищающий сканер (5). Сканер представляет собой полую трубу с несколькими форсунками (6). Внутренняя полость трубы сообщается в шламопроводе с атмосферой через сбросной клапан. Сканер осуществляет вращательно-поступательное движение относительно своей оси. Таким образом всасывающие сопла (10) форсунок движутся над поверхностью сетки по спирали, последовательно очищая всю площадь сетки от загрязнений (9). Вода устремляется в сканер и увлекает за собой накопившиеся загрязнения из-за наличия перепада давления между входом фильтра (Р — рабочее давление в трубопроводе) и атмосферным давлением в шламопроводе за сбросным клапаном.
Другими словами, сканерный фильтр при работе находится в одном из двух режимов:
- Фильтрация (см. первая схема слева).
Фильтр имеет три порта для подключения к трубопроводам:
Порт подачи исходной жидкости (1)
Порт отбора очищенной жидкости (2)
Порт отбора шлама — жидкости с высоким содержанием загрязнений (11).
Порт отбора шлама имеет значительно меньший диаметр, чем порты подачи и отбора жидкости.
Движение очищаемой жидкости, показано красными стрелками. Фильтрация осуществляется на цилиндрической сетке изнутри-наружу. Таким образом, загрязнения накапливаются на внутренней стенке цилиндра фильтрующей сетки.
Движение жидкости через порт отбора шлама отсутствует. Сканер (5) не движется.
При достижении определенного уровня накопившихся на сетке загрязнений (определяется перепадом давления внутри и снаружи сетки с помощью дифференциального манометра, сигнал с которого подается на управляющий блок, либо сигналом от таймера) включается режим «Фильтрация и промывка».
- Фильтрация и промывка (см. вторая схема слева).
По оси цилиндра сетки находится полый цилиндр сканера (5).
Перпендикулярно цилиндру сканера расположены полые форсунки (6). Сопла (10) этих форсунок расположены в непосредственной близости к поверхности сетки (4), но не касаются ее. Полость форсунки через корпус сканера сообщается с портом отбора шлама. Сканер вращается вокруг своей оси и перемещается вдоль ее (показано зелеными стрелками). При таком движении сопла форсунок двигаются по спирали в непосредственной близости от сетки последовательно над всей ее поверхностью. Проекция площади форсунки на сетку образует фокусированную зону очистки.
Одновременно с началом вращательно-поступательного движения сканера открывается клапан (3), что приводит к началу движения жидкости от сопла сканера (10), через форсунку (6), через корпус сканера (5) в порт отбора шлама (11). Жидкость движется через систему очистки в силу того, что в фильтре существует давление исходной жидкости (P), т.е. давление в рабочем трубопроводе, а порт сброса шлама открыт в атмосферу (Атм) — в канализацию, коллектор и т.п. Движение шлама показано голубыми стрелками
Сопла форсунок сканера фактически находятся с слое накопившихся загрязнений (см. врезку «A»). Жидкость, которая устремляется в сопло форсунки сканера, подхватывает и выносит в шламопровод загрязнения (9) последовательно очищая при этом сетку.
Т.к. диаметр порта отбора шлама существенно меньший диаметра рабочего трубопровода, то расход жидкости через систему очистки не препятствует процессу фильтрации. Т.е. фильтр в процессе автоматической очистки продолжает фильтровать жидкость и поставлять ее потребителю. При этом незначительно увеличивается подача жидкости на вход фильтра, но не уменьшается ее отбор из порта (2).
Важная особенность технологии — отсутствие механического контакта сопла очищающей форсунки с поверхностью сетки, т.е. отсутствие износа, как сетки, так и сканера.
Длительность фазы фильтрации — 1-12 часов (в зависимости от загрязненности исходной жидкости). Длительность фазы промывки — 10-60 секунд.
Сканер приводится в движение или с помощью гидротурбины (7) (вращение вокруг оси) и гидроцилиндра (8) (поступательное перемещение вдоль оси) или с помощью электрического привода с червячным валом.
Технология очистки фильтрующей сетки с помощью сканера обеспечивает важнейшие преимущества фильтров «YAMIT»:
Фильтр продолжает подавать очищенную воду потребителю во время промывки сетки.
Обеспечивается очень качественная очистка сетки от загрязнений, и устраняются всевозможные обрастания сетки.
Возможна непрерывная очистка сетки при непрерывной фильтрации воды в случае очень высоких уровней загрязнений.