УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ Российский патент 1997 года по МПК B04C9/00 B01D33/00 

Изобретение относится к устройствам для фильтрации суспензии и может быть использовано в машиностроительной, химической, пищевой, сахарной и других отраслях промышленности, а также в процессе водоподготовки для очистки речной воды от взвешенных веществ.

Известно устройство для фильтрации, включающее корпус с закрепленными на нем пластинами, в верхней части корпуса размещена кольцевая камера, присоединенная к верхней части корпуса, внутри которого расположены лопасти, а под лопастями размещен фильтрующий цилиндрический барабан [1]
Недостатком устройств является небольшая производительность, обусловленная низкой скоростью фильтрования. Скорость фильтрования снижается из-за того, что внутреннее пространство фильтрующего барабана при работе заполнено фильтратом и пи вращении последнего вместе с барабаном возникает противодавление, препятствующее проникновению фильтруемой жидкости сквозь барабан.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному устройству является устройство для фильтрации, содержащее неподвижный корпус с закрепленными на нем пластинами, цилиндрический фильтрующий барабан, установленный с возможностью вращения, вращающийся вал с закрепленным на нем диском с лопастями, противостоящие лопастям лопатки, образующие кольцевой канал для прохода фильтрата [2]
Недостатком устройства является то, что оно имеет один вал для привода фильтрующего барабана и диска с лопастями. Эффективная работа диска с лопастями, закрепленного на валу, возможна при частоте вращения от 1000 до 2800 об/мин, что в 5-10 раз выше эффективной частоты вращения фильтрующего барабана. Недостатком устройства является то, что канал для прохода фильтрата имеет гидродинамически несовершенную форму, он прямолинеен в диаметральном сечении, что приводит к значительным гидравлическим потерям и, как следствие, к снижению производительности.

Недостатком устройства является также то, что вал, диск с лопастями и кольцо с лопатками не соединены в один блок, удобный для сборки, монтажа, наладки, обслуживания и ремонта. Это обстоятельство осложняет сборку, наладку и регулировку устройства.

Целью изобретения является увеличение производительности и расширение функциональных возможностей устройства путем устранения отмеченных недостатков прототипа.

Заявленное устройство представлено на чертеже.

Устройство включает неподвижный корпус 1, плоские пластины 2, служащие для уменьшения закрутки суспензии фильтрующим барабаном, цилиндрический фильтрующий барабан 3, выполненный с возможностью вращения, цилиндрическую вставку 4, вал 5, установленный с возможностью вращения в подшипник 21 и 22, лопатки 6, диск 7 с лопастями 8, причем между лопастями 8 и лопатками 6 имеется радиальный зазор 23, кольцо 9, к которому прикреплены лопатки 6, кольца 10 и 11, образующие кольцевой криволинейный гидродинамически совершенный в диаметральном сечении канал 20 для прохода фильтрата, полый вал 12 с отверстиями 13, трубу 14 для отвода фильтрата, приемник фильтрата 15, трубу 16 для подвода суспензии, трубу 17 для слива лишней суспензии с целью поддержания в корпусе 1 постоянного уровня суспензии, трубу 18 для удаления осадка.

Устройство работает следующим образом.

Суспензия подается в корпус 1 по трубе 16, и уровень ее поддерживается постоянным с помощью переливной трубы 17. Лопасти 8 и лопатки 6 при этом находятся под заливом. При включении привода вал 5 начинает вращаться в подшипниках 21 и 22, и лопасти 8 диска 7 работают в режиме колеса центробежного насоса, подсасывая фильтрат из фильтрующего барабана. При этом жидкость из корпуса 1 проникает через фильтрующую поверхность барабана 3, а осадок задерживается на его внешней стороне. Таким образом, осуществляется процесс фильтрации. Во вращательное движение вместе с диском 7 и лопастями 8 вовлекается и сам барабан 3 за счет взаимодействия через жидкость лопастей 8 и лопаток 6 следующим образом. Жидкость, обладающая высокой кинетической энергией, выходит круговым потоком (в сечении, перпендикулярном валу 5) с лопастей 8, имеющих эффективную частоту вращения вала 5 (от 1000 до 2800 об/мин), и через радиальный зазор 23 устремляется на лопатки 6, конструктивно связанные через кольца 9 и 11 с фильтрующим барабаном 3. При этом часть энергии жидкости расходуется на вращение барабана 3 с помощью лопаток 6, а часть энергии расходуется на движение жидкости внутри полого вала 12 и приемника фильтрата 15. Фильтрующий барабан 3 вращается медленнее вала 5 со своей эффективной частотой вращения от 150 до 600 об/мин. Фильтрат, прошедший лопасти 8 и лопатки 6, движется вверх по криволинейному в диаметральном сечении каналу 20, образованному кольцами 10 и 11, огибает кольцо 9 и далее по полому валу 12 попадает в приемник фильтрата 15 и отводится из него по трубе 14.

Толщина слоя осадка на поверхности фильтрующего барабана ограничивается условием равновесия всасывающих и центробежных сил. Отделившийся от этой поверхности осадок постоянно осаждается в нижней части корпуса 1 и выводится из устройства по трубе 18. Для удобства эксплуатации, монтажа, наладки и ремонта вал 5, полый вал 12, диск 7 с лопастями 8, кольца 10 и 11, кольцо 9 с лопатками 6 объединены в один блок 19.

В таком исполнении фильтрующее устройство может быть установлено вертикально, горизонтально или наклонно в зависимости от условий и требований на предприятии.

Устройство имеет преимущества перед существующими: оно имеет повышенную производительность, удобно для сборки, монтажа и наладки, расширены функциональные возможности устройства, позволяющие устанавливать его горизонтально или наклонно, применять для сгущения малоконцентрированных суспензии, очистки сточных вод, очистки смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) металлорежущих станков, водооборотного снабжения, очистки запыленных газов промышленных предприятий.

Использование: изобретение относится к устройствам для фильтрации суспензий. Оно может быть использовано в химической, машиностроительной, пищевой, сахарной и других отраслях промышленности. Устройство состоит из неподвижного корпуса, плоских пластин, закрепленных на корпусе и служащих для уменьшения закрутки суспензии цилиндрическим фильтрующим барабаном, установленным с возможностью вращения. Внутри барабана помещен вал и полый вал, соединенный с барабаном. Внутри полой вставки закреплены лопатки, соединенные кольцом, а на валу -диск с лопастями. Канал для прохода фильтрата выполнен криволинейным. Устройство позволяет увеличить производительность и расширить функциональные возможности за счет уменьшения гидравлических потерь и улучшения конструкции. Устройство имеет повышенную производительность, удобно для сборки, монтажа и наладки. 1 ил.

Устройство для фильтрации, содержащее неподвижный корпус с закрепленными на нем пластинами, установленный с возможностью вращения цилиндрический фильтрующий барабан, вращающийся вал с закрепленным на нем диском с лопастями, противостоящими лопастям лопатки, образующими кольцевой канал для прохода фильтрата, отличающееся тем, что устройство снабжено полым валом, полой цилиндрической вставкой, размещенными внутри фильтрующего барабана, кольцами, соединенными с вставкой и полым валом и образующими внешнюю стенку канала для прохода фильтрата, при этом фильтрующий барабан соединен с полым валом, вращающийся вал размещен внутри полого вала с возможностью относительного вращения и внешняя стенка канала для прохода фильтрата выполнена криволинейной.