ФИЛЬТР Российский патент 1994 года по МПК B01D29/75 

Изобретение относится к фильтрованию, а именно к щелевым фильтрам, предназначенным для очистки жидкостей, и может быть использовано в различных отраслях промышленности при подаче жидкости под давлением, в частности при производстве синтетических моющих средств.

Известен самоочищающийся фильтр, содержащий корпус, конусный фильтрующий элемент, выполненный в виде набора плоских дисков, и вибропровод [1].

Недостатками этого фильтра являются низкая степень гомогенизации частиц в зазорах между дисками, вероятность уплотнения и слипания частиц в зазорах под воздействием вибрации, а следовательно быстрое забивание щелей между дисками, вызывающее снижение ресурса работы и увеличение трудоемкости обслуживания фильтра.

Известен также фильтр, содержащий корпус с входным патрубком и установленный по его оси блок фильтрующих дисков с радиальными пазами и рифлениями, выполненными с обеих сторон дисков, сетчатой формы или в виде радиальных лучей [2].

Использование этого фильтра позволяет увеличить фильтрующую поверхность дисков и обеспечить более равномерное распределение потока по поверхности дисков и, следовательно, увеличить ресурс работы фильтра.

Недостатком такого фильтра является отсутствие возможности самоочищения фильтра в процессе работы, а, следовательно, довольно быстрое забивание фильтрующего элемента, что снижает надежность работы конструкции и увеличивает трудоемкость обслуживания.

Целью изобретения является повышение надежности работы фильтра.

На фиг. 1 показан предлагаемый фильтр, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг.1; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3.

Фильтр состоит из цилиндрического корпуса 1 с кольцевыми выступами 2, фильтрующего элемента 3, набранного из плоских дисков 4, с центральным отверстием 5. Между дисками 4 установлены дистанционные втулки 6. Диски 4 соединены между собой в пакет посредством стержней 7. Диски 4 устанавливают на стержнях 7 таким образом, что из каждой пары смежных дисков 4 один имеет возможность поворота вокруг оси фильтра в плоскости, перпендикулярной этой оси. На плоских поверхностях дисков 4 выполнены рифления 8 по касательным, направленным по ходу потока между дисками, а на наружных цилиндрических поверхностях дисков 4 выполнены рифления 9 по образующим цилиндра. Профиль рифлений 8 и 9 имеет пологую а и крутую б кромки (фиг. 4). Вершина профиля рифлений 8 на плоских поверхностях дисков 4 направлена по ходу потока, а вершина профиля рифлений 9 на наружной цилиндрической поверхности дисков 4 - против хода потока. Фильтр имеет входной патрубок 10 для тангенциального ввода суспензии, патрубок 11 слива и патрубок 12 для отвода фильтрата.

Фильтр работает следующим образом.

Суспензия через входной патрубок 10 тангенциально подается в корпус 1. Жидкая фаза через зазоры между дисками 4 проходит в центральное отверстие 5 дисков 4, образующих фильтрующий элемент 3, а далее через патрубок 12 выходит из фильтра. Тангенциальный вход суспензии в фильтр способствует сепарации частиц по их массе. Крупные частицы, состоящие из слипшихся комочков нерастворившегося сырья, прижимаются центробежной силой к внутренней поверхности корпуса 1 и под действием трения о стенки корпуса размельчаются. Причем кольцевые выступы 2 препятствуют продвижению крупных частиц к выходу, что создает условия для их размельчения. Наличие нескольких кольцевых выступов 2 значительно уменьшает попадание крупных частиц на фильтрующий элемент 3, а следовательно, увеличивает ресурс и надежность работы фильтра. Тангенциальная подача суспензии плунжерным насосом высокого давления (не показан) обуславливает ее пульсирующее круговое движение в фильтре, что приводит к пульсирующему повороту подвижных дисков 4 вокруг оси фильтра.

Неразмельченные частицы, попадая в зазоры между дисками 4, размельчаются и гомогенизируются кромками рифлений 8 при повороте подвижных дисков 4. Вследствие того, что рифления 8 на плоских поверхностях дисков 4 выполнены по касательным к окружности центрального отверстия 5, направленным по ходу потока между дисками 4, практически исключается возможность проскока неразмельченных частиц между дисками 4. Причем, так как вершина профиля рифлений 8 направлена в сторону движения материала между дисками 4, пологая кромка а профиля (фиг. 4) облегчает продвижение частиц внутрь фильтрующего элемента 3, а крутая кромка б профиля препятствует выходу частиц наружу элемента при пульсирующем движении потока. Таким образом частицы, измельчаясь, продвигаются к центральному отверстию 5 фильтрующего элемента 3. Наличие рифлений 9, вершина профиля которых направлена против хода потока на наружных цилиндрических поверхностях дисков 4, способствует повороту подвижных дисков 4 по ходу потока, интенсифицируя процесс размельчения частиц между дисками 4, кроме этого, разрушаются частицы, находящиеся в слоях, контактирующих с рифлениями 9 наружных цилиндрических поверхностей дисков 4. Частицы, не попавшие в зазоры между дисками 4, задерживаются на их кромках и окружными усилиями, вызванными поворотом подвижных дисков 4, уносятся обратно в поток, постепенно оседают на днище корпуса 1 и при очистке фильтра выводятся через патрубок 11 слива.

При испытании предлагаемого фильтра установлено, что его гидравлическое сопротивление начинает увеличиваться только через 150 мин (в прототипе через 60 мин), при этом время его работы до двухкратного увеличения гидравлического сопротивления, равного 0,42 кг/см², в 2 раза больше, чем в прототипе (0,76 кг/см - 6 ч).

Таким образом у предлагаемого фильтра, в отличие от прототипа, за счет эффективного размельчения и гомогенизации частиц в процессе работы увеличивается ресурс работы, а следовательно, и надежность работы, создаются удобства в эксплуатации.

Использование: в различных отраслях промышленности при подаче жидкости под давлением, в частности при производстве синтетических моющих средств. Сущность: в фильтре, содержащем корпус с фильтрующим элементом в виде набора соединенных между собой плоских дисков, последние выполняют с рифлениями на плоских поверхностях, направленными по касательной к окружности их центральных отверстий, и с рифлениями на наружных цилиндрических поверхностях по образующим цилиндра. Вершины профиля рифлений на плоских поверхностях направлены по ходу потока, а на наружных цилиндрических поверхностях - против хода потока. Корпус фильтра выполнен с рядом кольцевых выступов на внутренней поверхности. Один из пары смежных дисков установлен с возможностью поворота вокруг оси в плоскости, перпендикулярной ей. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ФИЛЬТР, включающий цилиндрический корпус, фильтрующий элемент, выполненный в виде набора соединенных между собой плоских дисков с центральным отверстием и рифлениями на поверхностях, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, корпус выполнен с рядом кольцевых выступов на внутренней поверхности, из каждой пары смежных дисков один установлен с возможностью поворота вокруг оси фильтра в перпендикулярной ей плоскости, при этом рифления на плоских поверхностях дисков выполнены по касательным к окружности центрального отверстия, направленным по ходу потока между дисками, а наружные цилиндрические поверхности дисков выполнены с рифлениями по образующим цилиндра. 2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что вершина профиля рифлений на плоских поверхностях дисков направлена по ходу потока, а на наружной цилиндрической поверхности дисков - против хода потока.