Патент на изобретение №2311944

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано на компрессорных станциях магистральных газопроводов для тонкой очистки природного газа, подаваемого из подземных хранилищ, от капельной жидкости и механических примесей.

Известен фильтр для комплексной очистки текучей среды (США, пат. №4032457 от 04.06.75, кл. В01Д 25/04), имеющий перфорированную пластиковую трубку с примыкающим к ней волокнистым слоем активного порошкообразного материала, волокнистый слой в качестве предфильтра, наружную перфорированную оболочку, дно и крышку. Недостатком данного фильтра является сложность его конструкции и меньший ресурс непрерывной работы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и количеству совпадающих признаков является устройство для очистки газов, содержащее фильтрующий элемент, выполненный в виде перфорированного цилиндра, покрытого гидрофобным фильтрматериалом, с дном и крышкой (СССР, а.с. №869796 от 03.10.75, кл. В01Д 45/12). Это техническое решение принято за прототип предлагаемого изобретения.

Недостатком прототипа являются более низкие эффективность очистки и пылеемкость, меньший ресурс непрерывной работы устройства-прототипа по сравнению с предлагаемым фильтром.

Задача изобретения заключается в создании эффективного, прочного с большим ресурсом непрерывной работы фильтра для очистки природного газа, подаваемого из подземных хранилищ, на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в значительном повышении эффективности очистки природного газа от капельной влаги и механических примесей с размером частиц от 0,1 мкм и выше при существенном увеличении ресурса непрерывной работы фильтра, его пылеемкости и прочности.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в фильтре для очистки природного газа от капельной влаги и механических примесей, содержащем фильтрующий элемент в виде перфорированного цилиндра, покрытого гидрофобным фильтрматериалом, дно и крышку, фильтрматериал, выполненный в виде иглопробивного полотна, намотан на цилиндр и состоит из смеси тонких (с линейной плотностью 0,30-0,36 текс), средних (с линейной плотностью 0,90-1,10 текс) и грубых (с линейной плотностью 1,80-2,20 текс) полиэфирных волокон, взятых в соотношении по массе (70÷80):(10÷15):(10÷15) соответственно, при этом соотношение внешнего диаметра цилиндра и внешнего диаметра фильтра составляет 1:(1,2÷1,6), а волокна могут быть выполнены из лавсана.

Отличием предлагаемого изобретения от прототипа является то, что фильтрматериал, выполненный в виде иглопробивного полотна, намотан на цилиндр и состоит из смеси тонких, средних и грубых полиэфирных волокон, взятых в соотношении по массе (70÷80):(10÷15):(10÷15) соответственно, при этом соотношение внешнего диаметра цилиндра и внешнего диаметра фильтра составляет 1:(1,2÷1,6). Другое отличие состоит в том, что волокна выполнены из лавсана.

Использование указанных признаков в предлагаемом фильтре позволяет при высокой эффективности и пылеемкости значительно увеличить ресурс его непрерывной работы.

Из научно-технической литературы авторам не известен фильтр для очистки природного газа от капельной влаги и механических примесей, содержащий заявленные признаки.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен вид спереди в разрезе фильтра для очистки природного газа. Предлагаемый фильтр включает перфорированный цилиндр 1, намотанный на него фильтрматериал 2 из смеси тонких, средних и грубых полиэфирных волокон, крышку 3 и дно 4.

Фильтр работает следующим образом. Загрязненный природный газ проходит через фильтрующий материал и, очищенный от капельной влаги и механических примесей, поступает внутрь цилиндра и выходит из фильтра.

Использование гидрофобных полиэфирных волокон позволяет эффективно извлекать капельную влагу из природного газа без набухания волокон и обеспечивает ее стекание в сборник конденсата.

Фильтрматериал представляет собой иглопробивное полотно и изготавливается следующим образом. Берут тонкие, средние и грубые полиэфирные волокна (лучше лавсановые) в соотношении по массе (70÷80):(10÷15):10÷15) соответственно, разрыхляют и перемешивают на щипальной машине, прочесывают на чесальной машине, формируют полотно и пробивают в иглопробивном агрегате.

В результате испытаний опытных образцов предлагаемых фильтров самыми эффективными, пылеемкими и с наибольшим ресурсом работы оказались фильтры, у которых фильтрующий материал выполнен из гидрофобных волокон и представляет собой иглопробивное полотно, состоящее из смеси тонких, средних и грубых полиэфирных волокон, взятых в соотношении по массе (70÷80):(10÷15):(10÷15) соответственно при соотношении внешнего диаметра цилиндра и внешнего диаметра фильтра 1:(1,2÷1,6). Наилучшие показатели были у фильтров, в которых в качестве полиэфирных волокон был использован лавсан.

Указанные испытания также показали, что если соотношение тонких, средних и грубых волокон больше заявленного, то это приводит к росту аэродинамического сопротивления фильтра, быстрому его забиванию и, как следствие, снижению ресурса его работы. При меньшем соотношении тонких, средних и грубых волокон снижается эффективность очистки газа.

Если соотношение внешнего диаметра цилиндра и внешнего диаметра фильтра меньше заявленного, то не достигают требуемых ресурса работы, пылеемкости и эффективности фильтра, а если это соотношение больше заявленного, то необоснованно увеличиваются габаритные размеры фильтра, что создает неудобства при эксплуатации.

Таким образом, предлагаемый фильтр для очистки природного газа от капельной влаги и механических примесей позволяет в 2-3 раза увеличить ресурс непрерывной работы при высокой прочности, эффективности и пылеемкости.

Из изложенного следует, что каждый из признаков заявленной совокупности в большей или меньшей степени влияет на решение поставленной задачи, а вся совокупность является достаточной для характеристики заявленного технического решения.

Формула изобретения

1. Фильтр для очистки природного газа, содержащий фильтрующий элемент в виде перфорированного цилиндра, покрытого гидрофобным фильтрматериалом, дно и крышку, отличающийся тем, что фильтрматериал, выполненный в виде иглопробивного полотна, намотан на цилиндр и состоит из смеси тонких, средних и грубых полиэфирных волокон, взятых в соотношении по массе (70-80):(10-15):(10-15) соответственно, при этом соотношение внешнего диаметра цилиндра и внешнего диаметра фильтра составляет 1:(1,2-1,6).

2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что волокна выполнены из лавсана.

РИСУНКИ