Filtri per gas: tipi, struttura, scopo e caratteristiche di scelta del filtro per gas

Il filtro per gas è un dispositivo tecnico necessario del sistema di distribuzione del gas – un apparecchio che svolge la funzione di pulizia di base del mezzo di lavoro dalle impurità. Ma come è strutturato e si può farne a meno? Proprio di questo parleremo nella nostra pubblicazione – esamineremo le caratteristiche costruttive dei filtri e le loro varietà.

Inoltre, forniremo raccomandazioni per la corretta scelta dell'opzione adatta, in base alle caratteristiche di funzionamento. In aggiunta al materiale presentato, selezioneremo foto illustrative, schemi e video tematici.

Struttura e caratteristiche di funzionamento del filtro

Grazie a elementi come i filtri installati sulla linea, è garantito il funzionamento a lungo termine degli strumenti di controllo e misura, delle valvole di intercettazione e di altri componenti importanti. Pertanto, dotare i sistemi a gas di elementi filtranti non è solo desiderabile, ma obbligatorio, considerando le caratteristiche tecnologiche dell'uso del gas domestico.

Nonostante l'apparente semplicità costruttiva esterna, i filtri per gas sono piuttosto diversi dal punto di vista tecnico-operativo. Così, in pratica, si utilizzano dispositivi che, per configurazione costruttiva, si possono suddividere convenzionalmente in angolari e lineari.

Nella foto è raffigurato un elemento filtrante di tipo angolare, destinato al trasporto del flusso di gas. Questa è una delle varianti esistenti della gamma di dispositivi di questo tipo.

Inoltre, le differenze nelle strutture dei filtri per gas si manifestano anche per quanto riguarda la direzione del flusso del gas attraverso il dispositivo. Di conseguenza, esistono due tipi di configurazione: a flusso diretto e a flusso deviato.

Tradizionalmente, la parte del corpo dei filtri per gas è realizzata in metalli – ghisa, acciaio, alluminio, e anche qui si deve considerare la varietà delle strutture del corpo.

Infine, i filtri per gas si distinguono anche in base al materiale filtrante:

• a rete;
• a cartuccia;

Per la prima variante, è caratteristica una rete metallica, intrecciata da filo sottile.

Nel secondo caso si tratta solitamente di cartucce imbottite speciali, in cui viene utilizzato un filo sottile di nylon o crine di cavallo. Questi materiali vengono ulteriormente impregnati con un olio speciale (vischioso).

L'olio vischioso è un prodotto tradizionalmente utilizzato per il trattamento degli elementi filtranti a cartuccia al fine di garantirne l'efficacia. Viene utilizzato non solo per i dispositivi di filtrazione del gas naturale, ma anche in altri sistemi.

Il materiale filtrante utilizzato nella costruzione dei filtri per gas deve possedere le appropriate proprietà chimico-fisiche e garantire la resistenza fisica all'ambiente di lavoro. Tutte queste sfumature vengono considerate durante lo sviluppo e la progettazione.

Com'è strutturato internamente il filtro per gas?

Indipendentemente dalla varietà di modelli dei filtri per gas, quasi tutti hanno un sistema tecnologico interno simile, ad eccezione di alcuni dettagli particolari.

Nell'immagine sottostante sono presentati gli schemi di tipici filtri per gas, ampiamente utilizzati nell'esercizio delle reti del gas.

Disposizione interna del filtro per gas sull'esempio di due dispositivi molto diffusi: a rete e a cartuccia: 1 – coperchio; 2 – corpo; 3 – rete metallica; 4, 5 – cartuccia imbottita di crine di cavallo o filo di seta; 6 – tubo di uscita (uscita)

Occorre notare alcune particolarità della configurazione interna. Ad esempio, i filtri metallici a rete presentano un aumento del grado di finezza di filtrazione a causa dell'accumulo di sporco. Allo stesso tempo, di conseguenza, diminuisce la portata dell'elemento filtrante. Questo effetto è particolarmente evidente nelle costruzioni multistrato.

Nei sistemi a cartuccia, dove come elemento filtrante viene utilizzato il crine di cavallo, al contrario, il grado di finezza di filtrazione diminuisce. Ciò è dovuto al fatto che il flusso di gas in transito durante il funzionamento del dispositivo trascina gradualmente parte del materiale filtrante sotto forma di particelle fini.

Pertanto, al fine di ridurre la quantità di particelle trascinate e mantenere una filtrazione efficace, si cerca di selezionare la velocità ottimale del fluido di lavoro durante l'esercizio dei filtri a cartuccia.

Differenze di pressione e principio di funzionamento

In generale, i valori limite ammissibili delle cadute di pressione nell'uso dei filtri per gas devono essere 5 000 Pa (per elementi a rete) e 10 000 Pa (per elementi a cartuccia).

Di conseguenza, all'inizio dell'esercizio di qualsiasi tipo di filtro per gas, questi parametri devono corrispondere ai valori:

• 2 000 – 2 500 Pa (per elementi a rete);
• 4 000 – 5 000 Pa (per elementi a cartuccia).

Descrivere il funzionamento del meccanismo filtrante a rete non è difficile: il gas domestico, passando attraverso il sistema di tubazioni, incontra sul suo percorso il filtro e penetra all'interno del dispositivo attraverso il tubo di ingresso.

Penetrando attraverso la rete metallica, il gas domestico viene depurato da corpi estranei e prosegue verso il tubo di uscita.

Filtro lineare a cassetta per gas domestico e cassetta di ricambio per il caso di completa rottura del materiale filtrante della cassetta attualmente in uso con il filtro.

I detriti trattenuti dalla rete cadono nella parte inferiore del corpo del filtro a rete (in alcuni modelli) o vengono rimossi forzatamente. Durante la manutenzione, i detriti accumulati sul fondo vengono estratti attraverso un foro che rimane chiuso da un tappo durante il funzionamento del filtro.

L'elemento filtrante a cassetta funziona in modo leggermente più 'elaborato', considerando le particolarità del materiale utilizzato. All'interno del filtro, lungo il percorso del fluido di lavoro, è collocata una cassetta riempita di crine. Inoltre, davanti ad essa è montato un deflettore – una piastra metallica che protegge la cassetta da danni causati da grossi corpi estranei di struttura rigida.

La costruzione di tale cassetta è semplice – di solito è un telaio rettangolare (tubolare), le cui parti esterne sono coperte da una rete metallica. L'area interna del telaio è riempita con materiale filamentoso in nylon o naturale (crine di cavallo). Durante il riempimento, il materiale omogeneo viene compattato strettamente e viene aggiunto un lubrificante supplementare.

Il gas che passa attraverso tale cassetta viene depurato da corpi estranei e colpisce una griglia metallica perforata. Questo è un altro componente del filtro a cassetta, che impedisce il trascinamento di particelle del materiale filtrante nel sistema.

Man mano che si intasa, la cassetta viene rimossa durante la manutenzione e pulita/lavata con solventi speciali.

Controllo della differenza di pressione ottimale

Quasi tutti i modelli di filtri per gas garantiscono il controllo della differenza di pressione di lavoro. Alcuni modelli (solitamente di tipo più vecchio) sono dotati di raccordi a cui è previsto il collegamento di un indicatore.

Uno dei modelli di filtro per gas in cui viene utilizzato un indicatore della differenza di pressione. Per il suo collegamento sono previsti raccordi sul corpo dell'apparecchio.

Altri prodotti, più moderni, sono dotati direttamente di un elemento indicatore. Tale elemento è integrato nella parte del corpo dell'apparecchio e rappresenta una scala informativa, solitamente divisa in zone colorate (verde e rosso). Esistono indicatori con uno e due puntatori.

Variante #1 — indicatore con una lancetta

In condizioni di funzionamento normale del filtro per gas, il puntatore dell'indicatore si trova nella zona verde, che mostra chiaramente il livello ottimale della differenza di pressione.

Se invece l'ago dell'indicatore si sposta nell'area della scala colorata in rosso, questo fattore segnala che il filtro è intasato.

In questi indicatori di differenziale, l'attenzione principale del personale di servizio è rivolta proprio al segmento rosso della scala e al relativo indicatore. Quando la freccia rossa è presente nell'area del segmento rosso, il filtro è soggetto a manutenzione preventiva con successiva pulizia o sostituzione del materiale filtrante.

Variante #2 — indicatore con due lancette

Per questa variante costruttiva, la scala di controllo è divisa in due segmenti, colorati in nero e rosso. Gli elementi indicatori (frecce) corrispondono anch'essi ai colori dei segmenti.

L'area di colore nero è destinata al controllo del differenziale di pressione al momento attuale. L'area di colore rosso viene utilizzata per il controllo del differenziale nei momenti di massimo consumo.

Indicatore integrato che registra il livello di differenziale di pressione con due frecce su due segmenti: 1 – livello di differenziale attuale; 2 – livello di differenziale raggiunto al massimo consumo; 3 – punto di reset manuale dell'indicatore rosso (durante la manutenzione)

La caratteristica di questi indicatori è che mentre l'indicatore del segmento nero della scala ha la capacità di ritornare verso il punto di partenza, l'indicatore del segmento rosso non possiede tale capacità.

Se l'indicatore rosso registra un differenziale eccessivo, la freccia (di colore rosso) si ferma irreversibilmente sul valore raggiunto. Il ritorno al punto zero è possibile solo manualmente durante la manutenzione.

Particolarità della scelta del filtro per gas

Nella scelta del filtro per gas appropriato, è necessario considerare le seguenti caratteristiche:

• diametro della tubazione, dove si prevede l'installazione;
• portata del gas (parametro di calcolo);
• pressione – è necessario conoscere il valore della pressione assoluta all'ingresso del dispositivo filtrante;
• densità – è preferibile avere dati sulla densità del gas.

I dispositivi filtranti di diversi produttori differiscono per aspetto e caratteristiche. Tuttavia, ogni prodotto è contrassegnato in modo appropriato. La marcatura consente di selezionare un filtro in base ai criteri principali.

Marcatura sul filtro per gas della serie «FN»: 1 – dimensioni di montaggio (in pollici); 2 – pressione di esercizio (nominale), bar; 3 – classe di esecuzione del dispositivo; 4 – presenza (assenza) di indicatore integrato; 5 – materiale del corpo del dispositivo

Per garantire un sufficiente grado di pulizia da parte dell'elemento filtrante, di solito nella scelta si tiene conto della limitazione della velocità del flusso del mezzo che attraversa il dispositivo di filtrazione.

Il parametro di velocità è solitamente determinato dal parametro del differenziale di pressione massimo consentito. Se il filtro è pulito, il differenziale è consentito a un livello non superiore al 50% del valore massimo consentito.

Di solito, per selezionare con precisione un filtro per tubo del gas, è comodo utilizzare apposite tabelle. Se l'accesso alle tabelle non è possibile o è necessaria una selezione unica, è logico utilizzare la formula di calcolo riportata nell'immagine qui sotto.

Formula di calcolo per la selezione del filtro del gas: Qm – portata del dispositivo, m³/h; P – valore della pressione in ingresso, kPa; Pm – valore della pressione sul filtro, kPa; p – valore della densità del gas

Tradizionalmente, la scelta del filtro del gas è correlata al diametro del tubo lineare su cui è prevista l'installazione del dispositivo. Inoltre, la capacità di portata del dispositivo è associata ai parametri di portata del punto di distribuzione del gas – ci si orienta su un valore analogo o superiore.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video informativo sui filtri del gas, le loro caratteristiche e la necessità del loro utilizzo:

L'esercizio delle condotte del gas senza l'uso di filtri sarà poco efficace e poco pratico. In tali condizioni operative esiste il rischio di un rapido guasto delle apparecchiature tecnologiche, il che si ripercuote sull'aspetto economico della gestione degli impianti. Naturalmente, l'assenza di filtri influisce sul grado di sicurezza del funzionamento delle apparecchiature.

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