СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОТЖИМНОГО ФИЛЬТРА ДЛЯ СМЕСЕЙ ЖИДКОСТИ И ТВЕРДОГО ВЕЩЕСТВА И ОТЖИМНОЙ ФИЛЬТР ДЛЯ СМЕСЕЙ ЖИДКОСТИ И ТВЕРДОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 1994 года по МПК B01D29/00 B01D37/04 

Изобретение относится к способам эксплуатации отжимного фильтра для смесей жидкости и твердого вещества, включающему подачу смеси жидкости и твердого вещества в пространство между фильтрующим элементом и непроницаемой для жидкости гибкой мембраной, перекрывающей фильтрующий элемент, нагружение на необращенную к смеси жидкости и твердого вещества сторону мембраны жидкой рабочей средой из запасного бака, продавливание жидкости через фильтрующий элемент посредством созданного рабочей средой давления на мембрану и осаждение твердого вещества, из которого удалена влага, на фильтрующем элементе.

Кроме того, изобретение относится к отжимному фильтру для смесей жидкости и твердого вещества, содержащему фильтрующий элемент для фильтрования смеси жидкости и твердого вещества, непроницаемую для жидкости гибкую мембрану, перекрывающую фильтрующий элемент, патрубок для ввода смеси жидкости и твердого вещества в пространство между фильтрующим элементом и мембраной, а также запасной бак для жидкой рабочей среды, нагружающей на необращенную к смеси жидкости и твердого вещества сторону мембраны.

При работе с отжимным фильтром указанного типа время нагнетания, т.е. время, в течение которого рабочая среда нагружает мембрану, естественно зависит от поведения обрабатываемой смеси жидкости и твердого вещества при удалении влаги. В каждом случае необходимо обеспечить достижение удовлетворительной степени высушивания. Для того, чтобы такой степени высушивания можно было достигнуть и в самых плохих условиях, время нагнетания на всякий случай выбирают так, чтобы в каждом случае достигли желаемой степени высушивания. Однако, если желаемая степень высушивания достигнута уже перед истечением относительно долгого времени нагнетания, то длительность цикла полностью не используется. Оптимального использования отжимного фильтра можно достичь только с изменяемыми временами нагнетания, которые выбирают в зависимости от поведения обрабатываемой смеси жидкости и твердого вещества при удалении влаги. Теоретически можно измерять с помощью измерительных приборов расход стекающего фильтрата и прекратить процесс нагнетания тогда, когда стекает только незначительное количество фильтрата или же фильтрат больше не стекает. Также можно улавливать фильтрат в отдельном приемнике и прекращать процесс нагнетания после достижения определенного объема фильтрата. Однако поскольку фильтрат все еще содержит твердое вещество, измерительные приборы в непрерывном режиме загрязняются, что приводит к неправильным измерениям. Кроме того, фильтратом часто является агрессивная жидкость, которую нельзя измерить просто традиционными измерительными приборами. Также циклическое опорожнение отдельного приемника для улавливания фильтрата в периодическом режиме представляет собой затруднительную операцию. (I)
Цель изобретения - достижение желаемой степени удаления влаги в качестве величины измерения.

Эта цель достигается в части способа согласно изобретению таким образом, что непрерывно определяют скорость подводимого потока рабочей среды и подачу рабочей среды прекращают тогда, когда величина измерения достигла заданного значения.

При этом определение скорости подводимого потока рабочей среды начинают только тогда, когда на нагружаемой рабочей средой стороне мембраны имеется определенное давление и для определения скорости подводимого потока рабочей среды измеряют временное падение уровня рабочей среды в запасном баке, причем потерянные количества подводимой к мембране рабочей среды возвращают в запасной бак.

В части устройства эта цель достигается согласно изобретению таким образом, что отжимной фильтр снабжен измерительным прибором для определения скорости потока поступающей из запасного бака к мембране рабочей среды.

При этом измерительный прибор измеряет временное падение уровня рабочей среды в запасном баке.

При этом отжимной фильтр снабжен вентиляционным трубопроводом, соединяющим отжимной фильтр с запасным баком, при этом через вентиляционный трубопровод возвращаются остаточные или потерянные количества рабочей среды в запасной бак.

На фиг. 1 схематически изображен отжимной фильтр в закрытом состоянии; на фиг. 2 - то же, в открытом состоянии.

Изображенный на чертеже отжимной фильтр содержит котлообразный наружный кожух 1 с круглообразным поперечным сечением, выполненный на одной торцовой стороне (на фиг. 1 и 2 на правой стороне) закрытым, а на противоположной торцовой стороне - открытым. На открытой торцовой стороне наружный кожух 1 оснащен периферийным фланцем, состоящим из двух частей 2 и 3, между которыми неподвижно зажата одна из краевых зон 4 непроницаемой для жидкости шлангообразной мембраны 5 из упругого эластичного материала. От наружного кожуха 1 отстоит вверх всасывающий и напорный патрубок 6, в который входят несколько трубопроводов, описанных ниже более подробно. Кроме того, наружный кожух 1 разъемно соединен через несущую конструкцию 7 с рабочей втулкой 8, перемещаемой по неподвижному стержню 9 параллельно оси наружного кожуха 1.

В неподвижной станине машины 10, несущей стержень 9, установлена неподвижно или с возможностью вращения крышка 11 для плотного закрывания открытой торцовой стороны наружного кожуха 1. От обращенной к наружному кожуху 1 внутренней стороны крышки 11 отстоит жесткая труба 12. Эта труба оснащена на своем свободном конце торцевым фланцем, который так же, как фланец на открытой торцовой стороне наружного кожуха 1, состоит из двух частей 13 и 14. Между этими частями 13 и 14 неподвижно зажата другая краевая зона 15 шлангообразной мембраны 5.

Между внутренней стороной крышки 11 и частью 13 фланца расположен трубообразный элемент 16, выполненный, например, в виде ситового цилиндра с наложенной на нем фильтровальной тканью, фильтрующий элемент 16 прилегает с уплотнением к внутренней стороне крышки 11 и соответственно к части 13 фланца.

В закрытом состоянии фильтра (фиг. 1) шлангообразная мембрана 5 расположена коаксиально между внутренней стороной наружного кожуха 1 и наружной стороной фильтрующего элемента 16. В открытом состоянии фильтра (фиг. 2), когда наружный кожух 1 и крышка 11 за счет перемещения втулки 8 по стержню 9 отсоединены друг от друга в направлении общей оси, мембрана 5 в отличие от показанного на фиг. 1 вида выворочена, так, что ее внутренняя сторона стала ее наружной стороной.

В процессе фильтрования отжимной фильтр находится в закрытом состоянии, как показано на фиг. 1. При этом наружный кожух 1 жестко соединен с крышкой 11 через находящийся внутри трубы 12 байонетный затвор 17, который опирается частично на плечо 18, выступающее из закрытой торцовой стороны наружного кожуха 1 внутрь.

От патрубка 6 отходит первый трубопровод 19, соединенный через обратный клапан 20 со стороной нагнетания приводи- мого в действие электродвигателем 21 высоконапорного насоса 22. Сторона всасывания насоса 22 соединена через другой участок трубопровода 19 с нижней стороной запасного бака 23, который содержит жидкую рабочую среду 24, например, воду или масло. За насосом 22 трубопровод 19 соединен через байпасный трубопровод 25 с запасным баком 23. Трубопровод 25 снабжен редукционным клапаном 26, который открывает тогда, когда давление в трубопроводе 19 и тем самым в пространстве между наружным кожухом 1 и мембраной 5 превышает определенное значение.

Через другой трубопровод 27 можно возвращать (неизображенным образом) рабочую среду 24 из пространства между наружным кожухом 1 и мембраной 5 в запасной бак 23. Еще через другой трубопровод 28 можно подводить в пространство между наружным кожухом 1 и мембраной 5 пониженное давление, в результате чего мембрана 5 прилегает к внутренней стороне наружного кожуха 1.

Отжимной фильтр работает следующим образом.

За счет подвода пониженного давления во входящий в патрубок 6 трубопровод 28 мембрана 5 занимает приблизительно положение, показанное на фиг. 1. Через предусмотренный на крышке 11 подводящий патрубок 29 вводится в пространство между мембраной 5 и фильтрующим элементом 16 фильтруемая смесь жидкости и твердого вещества (суспензия). По окончании процесса заполнения подводится с помощью насоса 22 к необращенной к смеси жидкости и твердого вещества стороне мембраны 5, т.е. в пространство между наружным кожухом 1 и мембраной 5, рабочая среда 24 из запасного бака 23, так что в этом пространстве создается избыточное давление, в результате чего мембрана 5 прижимается к фильтрую- щему элементу 16, чтобы протиснуть по возможности всю содержащуюся в смеси жидкость через фильтрующий элемент 16. Твердые составные части смеси остаются в качестве фильтровального осадка на фильтрующем элементе 16, а протиснутый через фильтрующий элемент 16 жидкий фильтрат вытекает через предусмотренный на крышке 11 отводящий патрубок 30. По окончании процесса фильтрования, т.е., после достижения определенной степени высушивания фильтровального осадка, рабочая среда возвращается через трубопровод 27 опять в запасной бак 23. В открытом состоянии фильтра (фиг. 2) фильтровальный осадок можно удалить с фильтрующего элемен- та 16.

Вслед за процессом фильтрования отжимной фильтр можно очищать. Для этого в закрытом состоянии фильтра мембрана 5 за счет подвода пониженного давления через трубопровод 28 приподнимается с фильтрующего элемента 16, причем она может прижиматься плотно к внутренней стороне наружного кожуха 1. Через отводящий патрубок 30 вводится промывная жидкость для обратной промывки фильтрующего элемента 16. По окончании процесса промывания промывную жидкость можно опять отжимать за счет прижимания мембраны 5, находящейся под (подведенным через трубопровод 19 или трубопровод 28) избыточным давлением, к фильтрующему элементу 16.

Если крышка 11 отжимного фильтра установлена в станине машины 10 с возможностью поворачивания, то в процессе фильтрования весь отжимной фильтр можно поворачивать туда и обратно в направлении стрелки А (фиг. 1), чтобы обеспечить равномерное осаждение фильтровального осадка. При сбрасывании фильтровального осадка в открытом состоянии отжимного фильтра крышку 11 при неподвижной установке наружного кожуха 1 можно поворачивать туда и обратно в направлении стрелки В (фиг. 2), чтобы облегчить сбрасывание фильтровального осадка.

Для перевода отжимного фильтра с закрытого состояния (фиг. 1) в открытое состояние (фиг. 2) после размыкания байонетного затвора 17 можно ввести в пространство между наружным кожухом 1 и мембраной 5 через трубопровод 28 также сжатый воздух. Кроме того, при переводе отжимного фильтра с открытого состояния (фиг. 2) в закрытое состояние (фиг. 2) в закрытое состояние (фиг. 1) целесообразно подвести через трубопровод 28 пониженное давление или создать вакуум, так как этим облегчается вдавливание мембраны 5. При этом рационально подвести в начале закрывания отжимного фильтра не сильно пониженное давление, а только слабо пониженное давление, которое служит исключительно для облегчения вдавливания мембраны 5. Только в последней стадии процесса закрывания, когда наружный кожух 1 зайдет за предусмотренное в крышке 11 радиальное уплотнение, подводится сильно пониженное давление.

Определение степени удаления влаги из осаждающегося на фильтрующем элементе 16 фильтровального осадка осуществляется согласно изобретению путем определения скорости подводимого потока рабочей среды 24 в пространство между наружным кожухом 1 и мембраной 5, причем подача рабочей среды прекращается тогда, когда величина измерения достигла заданного значения. Таким образом, не устанавливают, закончилось ли уже вытекание фильтрата или вытекает ли только еще незначительное количество фильтрата, а измеряют скорость подводимого потока рабочей среды и считают процесс фильтрования завершенным тогда, когда в пространство между наружным кожухом 1 и мембраной 5 рабочая среда уже не втекает или втекает только еще в незначительном количестве.

Для измерения скорости подводимого потока рабочей среды 24, на трубопроводе 19 установлен измерительный прибор 31, выполненный в виде измерителя скорости потока. При достижении определенной малой скорости потока измерительный прибор 31 формирует известным образом сигнал или импульс, который показывает достижение определенной желаемой степени удаления влаги или высушивания, так что описанный цикл фильтрования может продолжаться. Вместо измерительного прибора 31, выполненного в виде измерителя скорости потока, можно предусмотреть на запасном баке 23 измерительный прибор 32, который измеряет скорость падения уровня рабочей среды 24 в запасном баке 23. Если эта скорость достигнет определенного низкого значения, то измерительный прибор 32 формирует тем же самым образом сигнал или импульс для продолжения цикла фильтрования.

При измерении скорости падения уровня рабочей среды измерительным прибором 32 целесообразно возвратить рабочую среду через все трубопроводы, отходящие от снабжаемого рабочей средой пространства между наружным кожухом 1 и мембраной 5, опять в запасной бак 23 для объемной нейтрализации. Это показано в качестве примера на фиг. 1 при помощи вентиляционного трубопровода 33, предусмотренного между отжимным фильтром и запасным баком 23. Вентиляционный трубопровод 33 выполнен со значительно меньшим поперечным сечением, чем трубопровод 19, так что он дросселирует проходящую через него рабочую среду. То же самое действие оказывает вставленный в трубопровод 33 дроссель.

Кроме того, оказалось выгодным начинать измерение скорости подводимого потока рабочей среды с помощью измерительного прибора 31 и/или измерительного прибора 32 только тогда, когда на нагружаемой рабочей средой 24 стороне мембраны 5, т.е., в пространстве между наружным кожухом 1 и мембраной 5, имеется определенное избыточное давление.

Изобретение объяснялось на примере выполнения отжимного фильтра с выворачиваемой мембраной 5. Однако, изобретение можно применять одинаковым образом без затруднения и в отжимных фильтрах другого типа, т.е., в отжимных фильтрах без выворачиваемой мембраны, если в таких отжимных фильтрах предусмотрено снабжаемое рабочей средой пространство, так что мембрана посредством подводимой рабочей среды может перемещаться по направлению к фильтрующему элементу в целях отжимания введенной в пространство между мембраной и фильтрующим элементом суспензии. В первую очередь используются так называемые "блоки мембран", в которых предусмотрено несколько расположенных рядом и попеременно плоских фильтрующих элементов с соответствующими мембранами.

Использование: отжимные фильтры. Сущность: описывается способ эксплуатации отжимного фильтра для смесей жидкости и твердого вещества, включающий подачу смеси жидкости и твердого вещества в пространство между фильтрующим элементом и непроницаемой для жидкости гибкой мембраной, перекрывающей фильтрующий элемент, нагружение на необращенную к смеси жидкости и твердого вещества сторону мембраны жидкой рабочей средой из запасного бака, продавливание жидкости через фильтрующий элемент посредством созданного рабочей средой давления на мембрану и осаждение твердого вещества, из которого удалена влага, на фильтрующем элементе. Для достижения желаемой степени удаления влаги в качестве величины измерения, непрерывно определяют скорость подводимого потока рабочей среды и подачу рабочей среды прекращают тогда, когда отжимной фильтр для смесей жидкости и твердого вещества, содержащий фильтрующий элемент для фильтрования смеси жидкости и твердого вещества в пространство между фильтрующим элементом и мембраной, а также запасной бак для жидкой рабочей среды, нагружающей на необращенную к смеси жидкости и твердого вещества сторону мембраны. Этот фильтр снабжен измерительным прибором для определения скорости потока поступающей из запасного бака к мембране рабочей среды. 2 ил., 2 с. и 5 з.п. ф-лы.

1. Способ эксплуатации отжимного фильтра для смесей жидкости и твердого вещества, включающий подачу смеси жидкости и твердого вещества в пространство между фильтрующим элементом и непроницаемой для жидкости гибкой мембраной, перекрывающей фильтрующий элемент, нагружение необращенной к смеси жидкости и твердого вещества стороны мембраны жидкой рабочей средой из запасного бака, продавливание жидкости через фильтрующий элемент посредством созданного рабочей средой давления на мембрану и осаждение твердого вещества, из которого удалена влага, на фильтрующем элементе, отличающийся тем, что непрерывно определяют скорость подводимого потока рабочей среды и подачу рабочей среды прекращают тогда, когда скорость подводимого потока достигнет заданного значения. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что тем, что определение скорости подводимого потока рабочей среды начинают только тогда, когда на нагружаемой рабочей средой стороне мембраны имеется определенное давление. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что тем, что для определения скорости подводимого потока рабочей среды измеряют временное падение уровня рабочей среды в запасном баке. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что потерянные количества подводимой к мембране рабочей среды возвращают в запасной бак. 5. Отжимной фильтр для смесей жидкости и твердого вещества, содержащий фильтрующий элемент для фильтрования смеси жидкости и твердого вещества, не проницаемую для жидкости гибкую мембрану, перекрывающую фильтрующий элемент, патрубок для ввода смеси жидкости и твердого вещества в пространство между фильтрующим элементом и мембраной, а также запасной бак для жидкой рабочей среды, нагружающей необращенную к смеси жидкости и твердого вещества сторону мембраны, отличающийся тем, что он снабжен измерительным прибором для определения скорости потока поступающей из запасного бака к мембране рабочей среды. 6. Фильтр по п.5, отличающийся тем, что измерительный прибор измеряет временное падение уровня рабочей среды в запасном баке. 7. Фильтр по п.6, отличающийся тем, что он снабжен вентиляционным трубопроводом, соединяющим отжимной фильтр с запасным баком, при этом через вентиляционный трубопровод возвращаются остаточные или потерянные количества рабочей среды в запасной бак.