ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 1997 года по МПК B04B3/02 

Изобретение относится к центробежным фильтрам и может быть использовано в химической, металлообрабатывающей промышленности для очистки СОЖ и других жидкостей от взвешенных частиц, стружки и иных твердых включений.

Известна центрифуга для разделения суспензии, включающая корпус, установленный на полом приводном валу перфорированный барабан, внутри которого расположен выворачиваемый фильтр, прикрепленный одним концом к барабану, а другим к диску, размещенному у днища барабана и связанному с подвижным штоком, смонтированным в полом валу.

Недостатками такой центрифуги являются наличие специального привода для возвратно-поступательного движения штока и установление центрифуги на горизонтальном валу, что ухудшает ее динамические характеристики.

Известна центрифуга, содержащая корпус с полостью для сбора профильтрованной жидкости, сливной штуцер, барабан, установленный на вертикальном полом приводном валу, выворачиваемый фильтрующий элемент, прикрепленный одним концом к барабану, а другим к диску, установленному у днища барабана на подвижном штоке, смонтированном в полом валу, зону регенерации фильтрующего элемента.

Недостатками такой центрифуги являются
наличие двух самостоятельных приводов: привода центрифуги и привода возвратно-поступательного движения штока;
наличие связи зоны регенерации фильтрующего элемента с зоной фильтрации не исключает возможность попадания шлама в отфильтрованную жидкость;
регенерация фильтрующего элемента происходит вверху, для чего необходимо усиление для подъема, выворачивания и скручивания фильтрующего элемента вместе со шламом, все это ведет к напряжению опорного узла и установлению дополнительного механизма;
после очистки фильтрующего элемента шлам частично остается в зоне регенерации фильтрующего элемента, т.е. полностью не удаляется;
использование дренажной сетки ведет к ограничению поверхности фильтрации [2]
Для обеспечения вращательного движения центрифуги и возвратно-поступательного перемещения вала-плунжера, использовав при этом один привод, разделения зон регенерации фильтрующего элемента и фильтрации, снижения напряжения в опорном узле при вывертывании фильтрующего элемента и удаления механизма его скручивания, полного удаления шлама из зоны регенерации фильтрующего элемента, использования при фильтрации всей поверхности фильтрующего элемента, центробежный фильтр, состоящий из станины, имеющей полость для сбора профильтрованной жидкости и сливной штуцер, чашу, установленную в средней части станины на вертикальном приводном пустотелом шпинделе, внутри которой расположен выворачиваемый фильтрующий элемент, жестко прикрепленный к чаше и верхнему фланцу вала-плунжера, смонтированного внутри пустотелого шпинделя, зону регенерации фильтрующего элемента, имеет чашу, выполненную перфорированной, вал-плунжер с резьбой и ходовой гайкой, навинченной на резьбу вала-плунжера, электромагнитный тормоз, регулирующий работу ходовой гайки, транспортер удаления шлама, расположенный в зоне регенерации фильтрующего элемента, разделенной с зоной фильтрации, привод поворота станины, являющийся одновременно и приводом транспортера удаления шлама, стойки, на которых крепится станина и привод ее поворота.

На фиг.1 изображен центробежный фильтр в исходном положении, общий вид; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1, момент регенерации фильтрующего элемента.

Центробежный фильтр состоит из станины 1, имеющей полость 2 для сбора профильтрованной жидкости, и сливной штуцер 3 для удаления профильтрованной жидкости. В средней части станины 1 установлена центрифуга, состоящая из пустотелого шпинделя 4, установленного в подшипниках качения, перфорированной чаши 5, жестко связанной с пустотелым шпинделем 4, и привода 6. Внутри перфорированной чаши 5 размещен фильтрующий элемент (тканевой мешок) 7, который жестко прикреплен к перфорированной чаше 5 и верхнему фланцу 8 вала-плунжера 9, расположенного внутри пустотелого шпинделя 4 и связанного с ним подвижным шпоночным соединением. На нижнюю резьбовую часть вала-плунжера 9 навинчена ходовая гайка 10, которая через подшипник качения связана с нижней частью пустотелого шпинделя 4. Наружную поверхность ходовой гайки 10 охватывают тормозные колодки 11 электромагнитного тормоза 12, который управляет работой ходовой гайки 10 и возвратно-поступательным движением вала-плунжера 9. Станина 1 прикреплена поворотными цифрами 13 к стойкам 14, на которых закрепленыпривод поворота (опрокидывания) 15 станины 1 и храповый механизм 16 шагового ленточного транспортера удаления шлама 17. Шаговый ленточный транспортер удаления шлама 17 находится в зоне регенерации фильтрующего элемента 18, представляющего собой ограждающий кожух.

Центробежный фильтр работает следующим образом.

В исходном положении станина 1 находится в вертикальном положении перфорированной чашей 5 вверх. Фильтрующий элемент 7 расположен внутри перфорированной чаши 5. Вал-плунжер 9 втянут и верхним фланцем 8 лежит на дне перфорированной чаши 5. Ходовая гайка 10 расторможена, т.е. электомагнитный тормоз отключен. Фильтруемая жидкость подается в фильтрующий элемент 7, а т.к. ходовая гайка 10 расторможена, то под действием привода 6 пустотелый шпиндель 4 вращается вместе с валом-плунжером 9, производя фильтрацию жидкости, которая под действием центробежной силы, проходя через фильтрующий элемент 7, стенки перфорированной чаши 5, стекает в полость 2 сбора профильтрованной жидкости, а далее через сливной штуцер 3 в канал сбора очищенной жидкости. Частицы стружки и другие включения остаются на внутренней поверхности фильтрующего элемента 7 и там копятся. Процесс фильтрации продолжается до тех пор, пока не возникнет необходимость очистки фильтрующего элемента 7. На период очистки фильтрующего элемента 7 подача фильтруемой жидкости прекращается. Включается привод поворота (опрокидывания) 15 станины 1, который осуществляет поворот на 180^o станины 1 вокруг поворотных цапф 13. Станина 1 принимает вертикальное положение перфорированной чашей 5 вниз, причем чаша входит в зону регенерации фильтрующего элемента 18 и шагового ленточного транспортера удаления шлама 17. Привод вращения 6 центрифуги переключается на реверс и после включения электромагнитного тормоза 12 тормозные колодки 11 стопорят ходовую гайку 10. Вал-плунжер 9 получает поступательное движение и верхним фланцем 8 выталкивает дно фильтрующего элемента 7 из перфорированной чаши 5, выворачивая фильтрующий элемент 7 наизнанку. Шлам, находящийся на внутренней поверхности фильтрующего элемента 7, после его выворачивания находится на внешней поверхности фильтрующего элемента 7. Электромагнитный тормоз 12 отключается, тормозные колодки 11, стопорящие ходовую гайку 10, растормаживают ее, поступательное движение вала-плунжера 9 прекращается, но продолжается его вращательное движение вместе с ходовой гайкой 10 и пустотелым шпинделем 4. Под действием центробежной силы частицы шлама отбрасываются с поверхности фильтрующего элемента 7 на стенки зоны регенерации фильтрующего элемента 18, производя очистку фильтрующего элемента 7. Со стенок зоны регенерации фильтрующего элемента 18 шлам сползает на шаговый ленточный транспортер удаления шлама 17. После окончания очистки фильтрующего элемента 7 привод вращения центрифуги вновь переключается на левое вращение, включается электромагнитный тормоз 12, тормозные колодки 11 вновь стопорят движение ходовой гайки 10. Происходит обратное поступательное движение (втягивание) вала-плунжера 9 в пустотелый шпиндель 4, а фильтрующего элемента 7 в перфорированную чашу 5. По окончании обратного движения вала-плунжера 9 отключается электромагнитный тормоз 12, тормозные колодки 11 растормаживают ходовую гайку 10. Включается привод поворота 15 станины 1 и шагового ленточного транспортера удаления шлама 17. Станина 1 возвращается в исходное вертикальное положение перфорированной чашей 5 вверх, а шаговый ленточный транспортер удаления шлама 17 через храповый механизм 16 и цепную передачу получает поступательное движение и выводит шлам из зоны регенерации фильтрующего элемента 18. Процесс фильтрации повторяется. Центробежный фильтр может работать в автоматическом режиме.

Использование: для очистки смазочно-охлаждающих жидкостей от взвешенных частиц, стружки и иных твердых включений. Сущность изобретения: используют один привод для фильтрации жидкости, генерации фильтрующего элемента и для возвратно-поступательного движения вала-плунжера при выворачивании фильтрующего элемента, полностью удаляют шлам из зоны регенерации фильтрующего элемента, разделяют зоны фильтрации и регенерации фильтрующего элемента. Сущность: вал-плунжер, к верхнему фланцу которого прикреплен фильтрующий элемент, выполнен с резьбой, на которую навинчена ходовая гайка. Работа ходовой гайки регулируется электромагнитным тормозом. В период регенерации фильтрующего элемента станина с перфорированной чашей внутри с помощью привода поворота поворачивается на 180^o и принимает вертикальное положение: чашей вниз. При движении вала-плунжера выворачивается фильтрующий элемент и шлам, находящийся на его внутренней поверхности, оказывается снаружи. Под действием центробежной силы и силы гравитации шлам слетает с поверхности фильтрующего элемента, попадая на шаговый ленточный транспортер удаления шлама. При повороте станины в исходное положение перфорированной чашей вверх шаговый ленточный транспортер удаления шлама совершает поступательное движение и выводит шлам из зоны регенерации фильтрующего элемента. 2 ил.

Центробежный фильтр, состоящий из станины, имеющей полость для сбора профилированной жидкости и сливной штуцер, чашу, установленную в средней части станины на вертикальном приводном пустотелом шпинделе, внутри которой расположен выворачиваемый фильтрующий элемент, жестко прикрепленный к чаше и к верхнему фланцу вала-плунжера, смонтированного внутри пустотелого шпинделя, зону регенерации фильтрующего элемента, отличающийся тем, что имеет чашу, выполненную перфорированной, вал-плунжер с резьбой и ходовой гайкой, навинченной на резьбу вала-плунжера, электромагнитный тормоз, регулирующий работу ходовой гайки, транспортер удаления шлама, расположенный в зоне регенерации фильтрующего элемента, причем зона регенерации фильтрующего элемента разделена с зоной фильтрации, привод поворота станины, являющийся одновременно и приводом транспортера удаления шлама, стойки, на которых крепится станина.