175852. lajstromszámú szabadalom • Szűrőgyertya iszapréteges szűrőkhöz, különösen atomerőművek technológiai vízszűrőihez
3 175852 4 A szűrés műveletén belül megkülönböztetést tehetünk annak alapján is. hogy a szétválasztás az adott szűrőközeg felületén vagy annak teljes keresztmetszetében játszódik le. így ismerünk felületi vagy mélységi, másnéven keresztmetszeti szűrést. A szitahatáson alapuló felületi szűrés akkor alkalmazható hatékonyan, ha az adott folyadék szennyezettsége és/vagy fajlagos mennyisége nem túlságosan nagy. Ellenkező esetben ugyanis a szűrőközeg felületén összegyűlő szűrőlepény hatására gyors ellenállásnövekedés indul meg, és a hasznos műveleti idő nagyon megrövidül. A fenti hátrányok elkerülésére került előtérbe a gyakorlatban a mélységi szűrés. A mélységi szűrés lényege az, hogy a szűrőközeg keresztmetszetében a tisztítandó folyadék áramlási iránya értelmében szűkülő keresztmetszetű, tölcsérszerű csatornák vannak, melyek a szennyező anyagokat nagyságuknak megfelelően szűrik ki, miközben a nagyobb szemcsék a keresztmetszet külső részében, a kisebbek pedig a szűrőközeg keresztmetszetének belsejében akadnak ei, a csatornák keresztmetszeténék csökkenése függvényében. A mélységi szűrés legelterjedtebben alkalmazott módszere az ún. iszapréteges szűrés, melynél a szűrőközeget a tisztítandó folyadékba kevert anyagból szűrés közben vagy a szűrési műveletet megelőzően hordják fel a hordozó elemre. Ennek megfelelően beszélhetünk ún. feliszapoló vagÿ ún. feliszapolt szűrőkről, ill. szűrőelemekről. A szűrőközeg anyaga viszont az eltávolítandó szennyezőre nézve inert vagy aktív lehet és ennek függvényében megvalósíthatunk kizárólag szitahatáson vagy szitahatáson és fizikokémiai hatáson alapuló mélységi szűrést. A szűréstechnológia fejlődésének tendenciája egyértelműen az utóbbi jelentőségének növekedését mutatja, amellett, hogy keresik a minél kisebb induló nyomásesés, a minél lassúbb nyomásnövekedés és a minél nagyobb folyadékmennyiség szűrésére alkalmas megoldásokat. A fenti technológiai lehetőségek megvalósítására igen sokféle megoldást dolgoztak ki, ezek közül azonban csak a szűrőgyertyákkal foglalkozunk, mivel ezek képezik találmányunk közvetlen tárgyát, továbbá ismert típusaik az összes eddig felsorolt technológiai változatok megvalósítására alkalmasak. A gyertyatestek vagy magából a szűrőközegből vagy a hordozóelemből és a szűrőközegből lehetnek kiképezve. Az első csoporthoz az alábbi jellegzetes típusok tartoznak. A többi között lyukacsos kerámiából, műszénből. műanyagból, zsugorított fémből álló szűrőgyertyát mutat be a ..szűrés'' (Szabó Zoltán szerk., Műszaki Könyvkiadó, Bp. (1966)] című szakkönyv 241. oldalának 218. ábrája. Fém szűrőszövetből kiképzett szűrőgyertyát láthatunk az idézett mű 153. oldal 93. ábráján, ahol a gyertyatest olyan gyűrűkből van összeállítva, melyeknek a kerületük mentén az egyik homlokoldalban kiképzett élei definiálják a szűrőrés méretét. ezek mögött pedig szűkülő csatornák vezetnek át a. szűrőéyertya belső terébe. Az előbbi változataként értékelhetjük az i. m. 243. oldalán látható 217. ábra szerinti megoldást, melynél egy axiuiis irányú hornyokkal ellátott magra, egyik homlokoldalukon sima, a másikon pedig a szürőrés méretét meghatározó domborításokkal ellátott fémgyűrűket szerelnek fel. E három ismert megoldás gépészeti szempontból vett közös jellemzője az, hogy szürőközegük önhordó. Az iszapréteges szűrést megvalósító szűrőgyertyák felépítésük szerint két alapcsoportba sorolhatók. Az első csoportnál a hordozóelem perforált cső, melyre szűrőközegként egyik változatnál több rétegben és különféle mintázatban nem fém fonalat, másik változatnál pedig egy rétegben és menetesen fémhuzalt -tekercselnek, ahol a szűrőrés méretét alapvetően a mintázat, ill. a menetemelkedés és a huzalátmérő viszonya határozza meg. Az első változat különös hátránya a természetes vagy műanyag alapú fonal alacsony hőállóságában és mechanikus szilárdságában, valamint a szűrőeleni nehézkes regenerálásában van. A csoport közös hátrányát pedig abban jelölhetjük meg, hogy az összfelület jelentős hányada a szűrésben nem vesz részt, mivel a szűrőfelület a furatokhoz van rendelve. A második csoportnál a hordozóelem- két körtárcsából és az ezeket összekötő axiális irányú rudakból álló kosár, melyre menetesen huzalt tekercselnek és azt hegesztéssel kötik a rudakhoz. Ilyen szűrőelemet láthatunk az i. m. 242. oldalának 216. ábráján. E változatnál a hatékony felület fajlagosan nagyságrenddel nagyobb mint az előző csoportnál. Az összes bemutatott ismert szűrőgyertya közös és technológiai szempontból alapvető jelentőségű hátrányos tulajdonsága abból a körülménytől adódik. hogy hidraulikus ellenállásukat a szűrőrés, ill. szűrőrések összkeresztmetszete határozza meg. Ennek következtében ugyanis működés közben a szűrési ellenállás a szűrőgyertya alkotója mentén nem egyenletes, hanem a szűrés megkezdésekor az elvezető csonknál a legkisebb, majd a legkisebb ellenállás helye elvándorol a palást másik végére, miközben az eredő összellenállás állandóan növekszik. Ezért egyrészt a technológiai tervezésnél az ellenállásviszonyok alakulását nem lehet matematikailag pontosan kifejezni, másrészt üzem közben a szűrőgyertya névleges szűrőkapacitását nem lehet teljesen kihasználni, de nem lehet egyenletes vastagságú iszapréteget sem kialakítani a hordozóelemen. A találmány feladata olyan szűrőelem kidolgozása, melynek ellenállásviszonyai matematikailag leírhatók és ellenállása palástja mentén axiális irányban bármely pontjában mérve adott pillanatban azonos. > A találmány szerint ezt a feladatot azzal o'djuk meg, hogy a gyertyatest palástjának kerülete mentén adott osztásban axiális irányú hornyok, egy-egy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
