Целью применения отстойников (сетчатых фильтров) в трубопроводных системах является улавливание мелких твёрдых частиц, находящихся в перекачиваемых через фильтр средах. Использование фильтров позволяет уберечь от загрязнения такие элементы инсталляции, как: насосы, регулировочная арматура, расходомеры, счётчики тёпла и т.д. Особенно важным является применение фильтров в теплоэнергетике, водоснабжении, а также при транспортировке жидких и газообразных веществ в лёгкой или тяжёлой промышленности.

Конструкция отстойника представлена на рисунке. Установленный в корпусе отстойника сетчатый фильтр задерживает твердые частицы, диаметр которых превышает размер отверстия сетки. При наличии частиц, обладающих магнитными свойствами, сетчатые фильтры необходимо дополнительно снабжать магнитными вставками, способными улавливать мельчайшие включения, которые особенно вредны при прохождении через счётчики тепла в тепловых сетях. Данные фильтры могут применяться в трубопроводах для транспортировки как жидкости, так и газа, а два варианта конструктивного исполнения — фланцевое и с резьбовыми присоединениями — обеспечивают широкий диапазон инсталляционных возможностей.

Фильтры Zetkama
Компания Zetkama (Клодзко, Польша) предлагает два типа фильтров для следующих диаметров:

• 821 — с фланцевыми присоединениями с номинальными диаметрами ДУ 15–400;
• 823 — с резьбовыми присоединениями с номинальными диаметрами ДУ 3/8”–3”.

Преимущества фильтров:

• простая конструкция;
• отсутствие движущихся элементов;
• малое сопротивление потока;
• высокая эффективность при номинальных размерах твердых включений;
• долговечность;
• возможность изменения размеров улавливаемых частиц за счет изменения фильтрующего материала;
• материалы фильтрующих сеток отвечают всем требованиям, предъявляемым к проходящим жидкостям (гигиенический сертификат);
• простота обслуживания.

Подбор отстойника по фильтрующей способности
Фильтрующая способность отстойника определяется размером отверстия фильтрующей сетки. Кроме фильтрующей сетки со стандартным размером отверстия, фирма под заказ выпускает фильтрующие вставки с размером отверстий согласно требованиям заказчика. В таблице представлен типоразмерный ряд фильтрующих вставок Zetkama.

Широкий диапазон размеров отверстий сетки позволяет подобрать оптимальную фильтрующую способность в соответствии с характером протекающей среды.

Вставки к фильтрам больших диаметров, а также вставки из мелкой сетки изготавливаются с дополнительными жестяными кольцами или стальным каркасом, повышающим упругость системы. Сетки изготавливаются из нержавеющей стали X5CrNi 18-10. Полученный производителем гигиенический сертификат позволяет использовать такие фильтры в трубопроводах для питьевой воды.

Периодически необходимо освобождать фильтр от скопившихся в нем твердых включений. Чистка внутренних поверхностей фильтра производится при остановке эксплуатации трубопровода и может происходить двумя способами. Первый — через сливную пробку в крышке фильтра. Второй способ, гарантирующий более качественную очистку фильтрующего элемента от загрязнений, а также позволяющий его замену, предусматривает:
снятие крышки путем откручивания болтов, прикрепляющих крышку к корпусу фильтра (для фланцевых фильтров арт. 821);

• откручивание части корпуса фильтрующего элемента (для фильтров с резьбовым присоединением арт. 823).

Правильный выбор фильтрующей сетки и периодическое грамотное обслуживание фильтра гарантируют его долговечность и безаварийную работу, а также целесообразность использования в трубопроводной системе, что значительно повышает безопасность остальных элементов инсталляции.

Подбор согласно коэффициенту Кv
Учитывая тот факт, что фильтр не является элементом инсталляции с изменяющейся степенью дросселирования, его подбор по гидравлическим показателям ограничивается установлением требуемого номинального диаметра. Обычно диаметр фильтра соответствует диаметру трубопровода, в котором он будет установлен. Гидравлический расчет всего трубопровода необходимо производить с учетом использования фильтра, так как, являясь дросселирующим элементом, он способствует возникновению локального сопротивления проходящей среды, а также непосредственно влияет на пропускную способность трубопровода. Каждому номинальному размеру фильтра соответствует фильтрующий элемент с определенным размером отверстий и соответствующим коэффициентом Кv. Значения данного коэффициента приведены в технических каталогах производителя.

Взаимодействие фильтра с трубопроводом имеет характер рядового соединения. Влияние величины Кv фильтра на сумму величин Кv всей инсталляции соответствует формуле:

где Kv, z — изменяющийся коэффициент для инсталляции трубопровода с фильтром; Kv, os — коэффициент подбираемого фильтра; Kv, ins — коэффициент для инсталляции трубопровода без фильтра.

Зная величину Kv, z , можно рассчитать пропускную способность всей инсталляции при заданной величине диспозитивного давления на подающей линии трубопровода. Если вследствие применения фильтра пропускная способность окажется значительно меньшей (что случается очень редко), существует возможность монтажа фильтра с увеличенным номинальным диаметром, что автоматически повышает величину Kv, os. Однако в данном случае необходимо учитывать влияние фильтрующей вставки, которая изменяет диаметр трубы на величину Kv, z.

Применение фильтров с номинальным диаметром, большим, чем диаметр трубопровода, может быть обосновано также в случаях, когда проходящая через трубопровод жидкость содержит относительно большое количество твёрдых частиц. Использование фильтров большего диаметра обеспечивает повышенную фильтрующую способность фильтрующего элемента, однако несколько увеличивает габаритные характеристики инсталляции.

Нерегулярная очистка фильтрующего элемента приводит к значительному снижению коэффициента Кv , что значительно ниже величины, указанной в каталоге. В некоторых случаях эти изменения могут привести к резкому снижению пропускной способности всего трубопровода. В целях контроля пропускной способности трубопровода в корпусе фильтров типа (821) предусмотрены резьбовые отверстия для монтажа манометров. По разнице давлений транспортируемой среды на входе и выходе из фильтра определяют степень его загрязнения, а также целесообразность временной остановки работы всего трубопровода для проведения очистительных работ.

Для подбора размера фильтра часто необходимы гидравлические характеристики проектируемой инсталляции. Данная характеристика используется чаще всего для определения пропускной способности фильтра при заданном (обычно расчётном) перепаде давления на данном элементе. На основе гидравлической характеристики также можно быстро рассчитать величину сопротивления протекающей через фильтр жидкости. Оба этих сопротивления являются одной их составляющих суммарных потерь давления транспортирующейся среды на всей длине трубопровода. Данные величины необходимо учитывать, например, при подборе насоса для установки на подающую линию теплосети.

На основе некоторых известных величин, например (V или ΔP), строится диаграмма для определения неизвестную величину расхода жидкости (потока жидкости) или перепада давления в фильтре с заданным номинальным диаметром. Полный перечень данных по коэффициентам Кv , а также гидравлические характеристики фильтров предлагаемых диаметров приведены в «Справочнике по подбору арматуры».