книги из ГПНТБ / Рыбаков, К. В. Фильтрация авиационных топлив

стого фторопласта и других материалов.

Обычно это фильт­ ры периодического дей­ ствия с вертикальным цилиндрическим кор­ пусом и фильтрацион­ ными .пакетами различ­ ных конструкций [96, 102].

Тканевые фильтры— это наиболее распро­ страненный тип филь­ тров грубой очистки. Ткани в них исполь­ зуются в качестве филь­ трационной перегород­

ки в различных конструкциях фильтрационных пакетов. Наи­ большее распространение получили корзинчатые, спиральные, ди­ сковые фильтрационные пакеты с концентрично расположенными цилиндрами.

Из этих типов фильтров наиболее простым и удобным в экс­ плуатации является фильтр спирального типа [103]. Он имеет так

рос о форме поперечного сечения внутренней сетки от коллектор­ ной трубы до конца «уса». Для ответа на этот вопрос рассмотрим схему фильтрационного элемента (рис. 30).

Предположим, что фильтрация топлива через всю поверхность ткани происходит при одном и том же перепаде давления. Тогда

коллекторной трубе по закону арифметической прогрессии с раз­ ностью 1. Следовательно, сечение внутренней сетки должно иметь форму клина, толщина которого при той же самой ширине а дол­ жна изменяться также по закону арифметической прогрессии с

122

представляет известные производственные трудности, то внутрен­ няя сетка может быть выполнена ступенчато, состоящей из двухтрех сеток различной толщины: у коллекторной трубы сетка тол­ ще, а у концов «усов» тоньше.

При использовании внутренних сеток одинаковой толщины ее сечение должно быть равно f n , поэтому поверхность фильтрации пакета при тех же размерах будет меньше, чем у пакетов со сту­ пенчатой внутренней сеткой.

фильтрационного пакета, которую занимает лабиринт, создаваемый

Увеличение количества «усов» при одном и том же объеме кор­ пуса фильтра приводит к уменьшению длины «усов», а следова­ тельно, и уменьшению гидравлических потерь. На рис. 31 показаны

Существенное влияние на гидравлические потери в аэродром­ ных фильтрах оказывают размеры входных, выходных патрубков и центральной трубы. На рис. 32 показаны гидравлические характе­ ристики спиральных фильтров с поверхностью фильтрации по 4 м2, имеющих различные по диаметру патрубки и центральные трубы.

123

Для грубой очистки авиационных топлив широко применяются спиральные фильтры ФГТ-60 и ФГТ-30 с однослойными чехлами из фильтродиагонали, а также фильтры ФГТ-60р и ФГТ-ЗОр с трех­ слойными чехлами из фильтродиагонали.

Технические характеристики фильтров

Фильтры ФГТ-60 и ФГТ-60р имеют одинаковые по размерам и конструкции вертикальные цилиндрические корпусы с разъемом в

124

верхней части. Они отличаются конструкцией фильтрационного па­ кета. Фильтр ФГТ-60 имеет четырехусовый однослойный чехол, а фильтр ФГТ-60р—двухусовый трехслойный чехол.

Фильтры ФГТ-30 и ФГТ-ЗОр также имеют одинаковый корпус и отличаются между собой только конструкцией фильтрационного па­

При фильтрации топлива ТС-1 фильтры ФГТ-60 и ФГТ-30 сни­ жают содержание загрязнений с 0,001—0,003% до 0,0004—0,0008%, а фильтры ФГТ-60р и ФГТ-ЗОр до 0,00025—0,0003%. Изменение дисперсионного состава загрязнений в топливе ТС-1 после фильт­ ров ФГТ-60, ФГТ-60 р и ФГТ-ЗОр показывает, что эффективность очистки топлива фильтрами не является постоянной. По мере за­ бивки пор фильтрационной перегородки уменьшается как макси­ мальный размер частиц, проходящих через фильтр, так и общее количество прошедших частиц. Так, фильтр ФГТ-60 в начальный

125

фильтров, имеющих большую поверхность фильтрации, объясняет­ ся неравномерностью работы фильтрационных чехлов. В централь­ ную трубу топливо должно поступать по спирали внутри «усов» чехла, однако практически оно фильтруется у основания «усов». Это подтверждено специальными исследованиями гидравлических ха­ рактеристик элементов фильтрационного чехла фильтра ФГТ-30 после фильтрации 350 иг3 топлива ТС-1. Для испытания из каждого «уса» чехла вырезались образцы из различных мест, для которых определялись гидравлические характеристики, которые показыва­ ют, что «ус» фильтрационного чехла по его длине работает нерав­ номерно. Он забивается в большей степени у основания, при этом по высоте «уса» забивка ткани происходит равномерно. Увеличение количества «усов» и уменьшение их длины уменьшает неравномер­ ность работы чехлов, которая наблюдается до перепада давления 1,5—2,0 кГ/см2, при дальнейшей фильтрации забивается вся поверх­ ность чехла.

Другими широко распространенными фильтрами являются корзинчатые ТФ-2М и ТФ-1 (табл. 67).

В корпусе фильтра ТФ-2М в зависимости от типа фильтраци­ онного чехла устанавливаются две или одна корзина, а в корпусе фильтра ТФ-1—одна. На корзинах с помощью шнуров могут за­ крепляться различные чехлы:

126

четырехслойные из трех слоев хлопчатобумажной ткани фильтросванбой (ГОСТ 13029—67) и одного слоя натурального шелка (ТУ 1596—52) или одного слоя капрона (артикул 56059);

трехслойные из капрона (артикул 23356/1).

Натуральный шелк или капрон (табл. 68) в чехлах применяет­ ся для удерживания волокон, вымываемых из фетра и фильтросванбоя.

Четырехслойные чехлы с шелком имеют обозначения: ТФЧ-16с, ТФЧ-150-200с и ТФЧ-35-39с, а с капроном — ТФЧ-16ск, ТФЧ-150- -200ск и ТФЧ-35-39ск.

В табл. 69 показана эффективность очистки топлива ТС-1 фильтрами ТФ-2М с чехлами ТФЧ-16с и ТФЧ-16ск, установленны­ ми в топливозаправщиках ТЗ-16, при заправке самолетов в аэро­ портах Шереметьево и Домодедово.

Из табл. 69 следует, что чехлы ТФЧ-1 бек и ТФЧ-16с снижают загрязненность топлива ТС-1 до 0,0002% и менее, при этом макси­ мальный размер частиц достигает 20—25 мкм. Многочисленными испытаниями чехлов с капроновым слоем установлено, что их тон­ кость фильтрации практически составляет 15—20 мкм, а содержа­ ние загрязнений после второй ступени фильтрации не превышает 0,0002% повесу.

Применение четвертого слоя из капрона резко снизило вымываемость волокон из чехлов. Так, на фильтре 28ТФ11-1 с элементами из плющенной никелевой сетки № 004 (ГОСТ 6613—53), установ­ ленном вместо крана на топливозаправщике после чехлов ТФЧ-150-200ск в одном случае после прокачки 1012 м3 топлива ТС-1 с пропускной способностью 500 л)мин было обнаружено 0,20461 г загрязнений, т. е. 0,000000037% к весу прокачанного топ­ лива, а во втором случае после прокачки 527 м3 топлива было об­ наружено 0,16860 загрязнений, т. е. 0,000000041% к весу. При этом

127

вместо раздаточного крана была установлена примерно аналогич­ ная картина вымываемости волокон. После прокачки через чехол

128

При загрязнении чехлов пропускная способность фильтра рез­ ко уменьшается.

Опыт эксплуатации фильтров ТФ-2М показывает, что их ре­ сурс работы зависит от загрязненности топлива и в условиях трех­ ступенчатой системы фильтрации на аэродромных складах ГСМ для чехлов ТФЧ-16ск и ТФЧ-150-200СК на первой ступени дости­

имеющих небольшую поверхность фильтрации, объясняется боль­ шей чистотой топлива, которое в них фильтруется, и равномер­ ностью работы фильтрационных чехлов. ' '

Равномерность работы фильтрационных чехлов корзинчатых фильтров подтверждена специальными исследованиями гидравли­ ческих характеристик элементов чехлов ТФЧ-150-200с и ТФЧ-35-39с.

129

Результаты исследований показали, что фильтрационные чехлы корзинчатых фильтров как по окружности, так и по высоте работа­ ют равномерно, расположение входного патрубка не оказывает за­ метного влияния на загрязненность чехла. По высоте чехла наи­ большую забивку имел нижний пояс, а наименьшую — верхний. Разница в забивке поясов составляет около 20%.

Широкое применение для грубой очистки авиационных топлив на складах ГСМ аэропортов нашли и фильтры типа ФГН с чехла­ ми из нетканого материала [2; 7—9; 66; 102].

Наиболее удобными для применения нетканых материалов яв­ ляются четыре варианта дисковой конструкции фильтрационных пакетов (рис. 37), которые позволяют получить наибольшие коэф­ фициенты использования объема фильтра (отношение фильтраци­ онной поверхности к объему фильтра), табл. 70.

Фильтрационная поверхность каждого из вариантов пакета име­ ет примерно 10-процентную экранировку опорной (дренажной) по­ верхности.

130

а)

Рис. 37. Дисковые фильтрационные пакеты:

а — впригит 1; С — вариант 2; а — вариант 3; г — вариант 4

На рис. 38 показаны гидравлические характеристики, снятые с корпусов фильтров, фильтров с фильтрационными пакетами без фильтрационных чехлов и с фильтров © сборе. Из данных рис. 38 следует, что фильтры с вариантами 1—4 фильтрационных пакетов без фильтрационных чехлов показали близкие друг другу гидрав­ лические свойства. После установки в фильтры фильтрационных чехлов в два слоя в 1, 2 и 3-м вариантах перепад давления возрос пропорционально на 0,15—0,2 кГ/см2, в варианте 4 перепад давле-

131