ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 1996 года по МПК B01D29/62 

Изобретение относится к фильтровальным устройствам и может быть использовано для разделения дисперсных жидкостей в химической, нефтехимической, пищевой, медицинской, топливной, машиностроительной, авиационной и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах при удалении из жидких отходов дисперсных частиц тонких фракций.

Известно устройство для очистки жидкости (Авт.св. СССР N 1366180, кл. В 01 D 29/38, 1988), выполненное в виде двух неподвижно установленных снаружи и внутри вращающегося фильтрующегося элемента направляющих лопаток с зазором переменной толщины.

Причиной, препятствующей достижению заданного технического результата, является плохая регенерация фильтров тонкой очистки из-за малого избыточного давления, создающего обратный поток фильтрата в зоне направляющих лопаток.

Известен самоочищающийся фильтр (Авт. св. СССР N 1445758, кл. В 01 D 29/38, 1988), внутри которого установлен ротор с лопатками. За счет переменной скорости вращения ротора лопатки перемещаются вверх и вниз, образуя обратный поток фильтрата.

Причиной, препятствующей достижению заданного технического результата, является неполная регенерация мелких пор тонких фильтров из-за недостаточного давления, возникающего от центробежных сил в обратном потоке фильтрата. Кроме того, обратный поток фильтрата резко снижает производительность фильтра.

Наиболее близким устройством к заявляемому объекту по совокупности признаков и выбранному за прототип является самоочищающийся фильтр (Авт.св. СССР N 1263301, кл. В 01 D 29/38, 1988), содержащий корпус с крышкой и днищем, камеры исходной и осветленной жидкости с патрубками, фильтрующую перегородку в виде цилиндрической обечайки, устройство для регенерации, выполненное в виде вала с ротором и расположенное внутри фильтрующей перегородки.

Причиной, препятствующей достижению заданного технического результата, является недостаточная и неравномерная регенерация фильтровальной поверхности при тонкой очистке за счет вихреобразующих струй обратного потока. Кроме того, обратный поток снижает общую производительность фильтрования.

Задачей изобретения является создание эффективной конструкции для непрерывной регенерации мелких пор фильтровального материала в фильтрах тонкой очистки. Техническим результатом, достигаемым при использовании данного устройства, является повышение производительности фильтров тонкой очистки.

Указанный технический результат достигается в фильтре для очистки жидкости, содержащем корпус с крышкой и днищем, камеры для исходной и осветленной жидкости с патрубками, фильтрующую перегородку в виде цилиндрической обечайки и устройство для регенерации, выполненное в виде вала с ротором, установленных внутри фильтрующей перегородки на траверсе, имеющей возможность вращения, с эксцентриситетом относительно оси цилиндрической обечайки так, что боковая поверхность ротора образует зазор с фильтрующей перегородкой величиной 0,1 0,6 мм.

Установка вала с ротором на траверсе, имеющей возможность вращения, с эксцентриситетом относительно оси цилиндрической обечайки с образованием зазора между боковой поверхностью ротора и цилиндрической обечайкой фильтрующей перегородки, позволяет при вращении ротора создавать в зазоре зону повышенного избыточного давления до 20 атмосфер, под действием которого небольшая часть осветленной жидкости из зазора быстро передавливается в камеру исходной жидкости, полностью удаляя из пор фильтрующей перегородки частицы дисперсной фазы, что приводит к повышению общей производительности. Возможность вращения траверсы позволяет за один ее оборот регенерировать всю поверхность фильтра.

Уменьшение зазора менее 0,1 мм требует повышенной точности при изготовлении фильтра и может привести к резкому увеличению давления в зазоре и разрушению фильтровальной поверхности или устройства для регенерации. Увеличение зазора свыше 0,6 мм не позволяет развивать достаточного давления для удаления из пор фильтрующей перегородки частиц дисперсной фазы, так как давление в зазоре находится в обратной зависимости от его величины.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения, а определение из перечня аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

На фиг.1 показан общий вид устройства для очистки жидкости, а на фиг.2 - вид сверху на этой устройство в сечении А А.

Фильтр для очистки жидкости состоит из корпуса 1 с крышкой 2 и днищем 3, камер исходной 4 и осветленной 5 жидкости с патрубками 6 для подачи исходной жидкости, 7 для отвода осветленной жидкости и 8 для удаления осадка, фильтрующей перегородки 9 в виде цилиндрической обечайки и устройства для регенерации, включающем траверсу 10, имеющей возможность вращения, с установленными на ней валом 11 с ротором 12. Вал 11 с ротором 12 на траверсе 10 установлены с эксцентриситетом так, что боковая поверхность ротора 12 образует с фильтрующей перегородкой 9 зазор 13 величиной 0,1 0,6 мм. На валу траверсы 10 установлена зубчатая передача 14 для передачи крутящего момента к ротору 12.

Фильтр для очистки жидкости работает следующим образом. Исходная жидкость непрерывно под давлением подается по патрубку 6 в камеру 4 исходной жидкости, где она фильтруется через поры фильтрующей перегородки 9 и осветленная жидкость из камеры 5 осветленной жидкости отводится по патрубку 7 в сборник фильтрата. Траверса 10 устройства для регенерации медленно вращается с угловой скоростью n от привода, установленного на крышке 2 корпуса 1. Крутящий момент от привода передается с помощью повышающей зубчатой передачи 14 на вал 11 и ротор 12, вращающийся со скоростью W. В зазоре 13 между вращающимся ротором 12 и внутренней поверхностью фильтрующей перегородки 9 создается зона повышенного давления, под действием которого часть осветленной жидкости передавливается из камеры 5 в камеру исходной жидкости 4, регенерируя поры фильтрующей перегородки 9 от частиц дисперсной фазы. Вращение траверсы 10 устройства для регенерации с угловой скоростью n позволяет за один ее оборот провести регенерацию пор всей фильтрующей перегородки 9.

Предлагаемый фильтр для очистки жидкости целесообразно использовать при фильтровании тонкодисперсных сред, когда в качестве фильтровальных материалов используются цилиндрические обечайки из прессованных порошков (металлических, металлокерамических, керамических, полимерных) в процессах ультра- и суперфильтрации, где рабочие давления фильтрования достигают десятка атмосфер и где для регенерации мелких пор, требуются еще более высокие локальные давления в обратном потоке очищенной жидкости. Достоинством предлагаемой конструкции является то, что развиваемое давление в зазоре между ротором 12 и фильтрующей перегородкой 9 тем больше, чем больше "засоренность" пор уловленными частицами, то есть энергозатраты на регенерацию фильтрующей перегородки 9 прямо зависят от числа частиц, закупоривающих ее поры. Кроме того, стадии фильтрования и регенерации ведут одновременно без остановки фильтра, что увеличивает производительность, уменьшает расход обратного потока очищенной жидкости при высоком качестве ее очистки.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в химической, пищевой, медицинской, нефтехимической, топливной, машиностроительной, авиационной и других отраслях промышленности при регенерации технических масел, очистки тонких высоковязких и неньютоновских жидкостей, растворов и расплавов полимеров, прядильных растворов, авиационного и ракетного топлива, а также в экологии очистки сточных вод, смазочно-охлаждающих жидкостей и т.д.

для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможноcть его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов;
средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении способно обеспечить достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Использование: для разделения дисперсных жидкостей в экологических процессах при удалении из жидких отходов дисперсных частиц тонких фракций. Сущность: в фильтре для очистки жидкости предусмотрено устройство для регенерации фильтрующей перегородки, выполненное в виде вала с ротором, установленного на траверсе с возможностью вращения и с эксцентриситетом относительно оси цилиндрической обечайки, при этом боковая поверхность ротора установлена с зазором к фильтрующей перегородке, имеющим величину 0,1 - 0,6 мм. 2 ил.

Фильтр для очистки жидкости, включающий корпус с крышкой и днищем, камеры исходной и осветленной жидкости с патрубками, фильтрующую перегородку в виде цилиндрической обечайки, устройство для регенерации, выполненное в виде вала с ротором и расположенное внутри фильтрующей перегородки, отличающийся тем, что вал с ротором установлены на траверсе с возможностью вращения и с эксцентриситетом относительно оси цилиндрической обечайки, при этом боковая поверхность ротора установлена с зазором к фильтрующей перегородке, величиной 0,1 0,6 мм.