ЩЕЛЕВЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 1997 года по МПК B01D29/44 

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано для очистки вязких жидкостей от взвешенных частиц, в частности, нефтепродуктов, мазута, масел, в т.ч. масла в трансформаторах, и удаления осадка.

Известен фильтр для очистки жидкости (авт. свид. СССР N 850148, кл. B 01 D 29/38; 35/18; 25/16, 1981), включающий корпус с патрубками подвода и отвода жидкости, крышку, фильтрующий элемент в виде пакета шайб, насаженных на монтажный стержень, который выполнен полым и снабжен нагревательным элементом, размещенным внутри его, а фильтрующий пакет снабжен пластинчатыми пружинами, установленными между шайбами.

Но основная цель известного изобретения заключается лишь в достижении возможности очистки фильтровых щелей между шайбами от нефильтрующихся частиц путем увеличения поперечных размеров щелей за счет линейного расширения монтажного стержня при нагреве и, в силу этого, возможности увеличения их поперечных размеров под разжимающим воздействием пластинчатых пружин, что может быть произведено лишь во время полной остановки фильтрующей работы фильтра и выполнено противопотоком жидкости.

Известен также сгуститель (авт. свид. СССР N 1710097, кл. B 01 D 21/24, 1992), содержащий корпус с входным патрубком и выпускным отверстием и устройство для вывода осадка, снабженное соединенным с выпускным отверстием днищем, выполненным в виде двух сопряженных полуцилиндров с разгрузочным патрубком внизу с валками, эксцентрично расположенными в полости полуцилиндров и выполненными с продольными щелями, при этом сгуститель снабжен размещенными в полости валков по оси полуцилиндров валами с радиальными лопастями, пропущенными через продольные щели и смыкающимися периферийными кромками с внутренними цилиндрическими поверхностями полуцилиндров.

Однако указанный сгуститель предназначен лишь для прессования осадка и очистки внутренней поверхности днища от осадка путем подгребания его лопастями к разгрузочному патрубку, очистка которого возможна лишь только после останова процесса фильтрации.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению относится фильтр для жидкости (авт. свид. СССР N 1797948, кл. B 01 D 29/44, 1993), выполненный в виде пакета дисков с фильтрующими щелями и дистанционными шайбами между ними, укрепленного на внутренней цилиндрической поверхности корпуса, причем фильтрующий пакет с наружной стороны выполнен с радиальными лопастями, а корпус внутри снабжен тангенциальными патрубками, выходной обрез которых направлен в сторону лопастей.

При необходимости очистки фильтрующих щелей пакета от нефильтрующихся частиц, снижающих по мере накопления производительность фильтра, через тангенциальные патрубки на лопасти подают поток жидкости, под воздействием чего пакет начинает вращаться, при этом фильтрующие щели очищаются скребками, и нефильтрующиеся частицы выносятся из фильтра указанным потоком жидкости.

Однако процесс очистки во избежании попадания нефильтрующихся частиц в фильтрованную жидкость возможен лишь при полном перекрытии входного и выходного патрубков, т.е. при полном прекращении процесса фильтрации и требует для очистки дополнительного расхода жидкости.

Задачей изобретения является создание такого фильтра, который очищает фильтрующий продукт от взвешенных частиц самоочищает фильтрующие элементы в процессе длительной работы и позволяет удалять из отстойника осадок без перерыва процесса фильтрации.

Суть изобретения заключается в том, что фильтр состоит из двух сопряженных параллельных вращающихся навстречу друг другу и потоку жидкости роторов, каждый из которых состоит из вала с набранным на нем пакетом дисков с фильтрующими щелями между ними, причем диски роторов расположены с взаимоперекрытием плоскостей дисков, и часть плоскости каждого из дисков одного ротора пропущена в щель между дисками второго ротора, чем достигается при вращении роторов вынос взвешенных частиц дисками из потока жидкости в отстойник, а очистка отстойника от осадка осуществляется без останова процесса фильтрации через пробкообразные шиберные устройства типа пробковых кранов с полыми пробками при возможности их поворота вокруг собственной продольной оси.

Техническим результатом при осуществлении изобретения является сравнительно несложный конструктивно фильтр, обладающий повышенной надежностью и производительностью в работе, высокой качественностью фильтрации и возможностью очистки отстойника от осадка без перерыва в работе.

Новыми существенными отличительными признаками являются следующие признаки:
фильтр снабжен двумя вращающимися навстречу друг другу и потоку жидкости пакетами в виде роторов из дисков, набранных на валах, с фильтрующими щелями между ними, за счет чего осуществляется непрерывный автоматический вынос из жидкости взвешенных частиц;
фильтр снабжен отстойником с пробкообразными шиберными устройствами типа пробковых кранов в цилиндрических камерах с полыми пробками, поворачиваемыми вокруг собственной оси, что позволяет очищать отстойник от осадка в полости пробки путем поочередного перекрытия впускного и выпускного окон камеры отстойника без перерыва в работе фильтра.

Поставленная цель решается тем, что щелевой фильтр содержит корпус с впускным и выпускным патрубками, фильтрующий элемент с жестко насаженными на валу дисками, скребки, отстойник и устройство для выгрузки осадка, он снабжен дополнительным валом с жестко насаженными на него дисками, кинематически связанным с приводом или с основным валом, диски основного и дополнительного валов установлены с взаимным чередующимся перекрытием их плоскостей с образованием между ними фильтрующих щелей, при этом валы с дисками образуют параллельно сопряженные горизонтальные роторы, установленные с возможностью вращения в противоположных направлениях, причем участки перекрытия дисков движутся в направлении, противоположном направлению подачи фильтруемого материала сквозь фильтрующие щели, скребки установленные между дисками с противоположных фильтрующим щелям сторон, выполнены в виде неподвижных пластинчатых вкладышей, торцевыми поверхностями вплотную примыкающих к торцевым поверхностям дисков и к внутренним торцевым поверхностям корпуса и укрепленных в корпусе посредством опорных стержней, при этом между внутренними боковыми поверхностями корпуса и кромками вкладышей образована осадочная щель, отстойник выполнен в виде поддона, герметично закрепленного снизу корпуса, а устройство для выгрузки осадка выполнено в виде сообщающихся с поддоном горизонтальных цилиндрических камер с идентичными впускным и выпускным окнами и с продольно установленными внутри камер с возможностью вращения вокруг оси полыми пробками, в боковой стенке каждой из которых выполнено окно, геометрически соответствующее впускному-выпускному окну камеры, при этом пробки установлены с возможностью поочередного разномоментного перекрытия впускного и выпускного окон камер.

На фиг. 1 схематично изображен поперечный разрез фильтра, на фиг. 2 его вид сверху с частичным разрезом, на фиг. 3 вид противостоящих друг другу вкладышей с торца, на фиг. 4 горизонтальный разрез противостоящих друг другу вкладышей.

Щелевой фильтр содержит корпус (1) с впускным (2) и выпускным (3) патрубками, фильтрующий элемент с жестко насаженными на валу (6) дисками, скребками, отстойник и устройство для выгруза осадка, он снабжен дополнительным валом (7) с жестко насаженными на него дисками (8), кинематически связанными с приводом или с основным валом, диски основного и дополнительного валов установлены с взаимным чередующимся перекрытием их плоскостей с образованием между ними фильтрующих щелей, при этом валы с дисками образуют параллельно сопряженные горизонтальные роторы (4 и 5), установленные с возможностью вращения в противоположных направлениях, причем участки перекрытия дисков движутся в направлении, противоположном направлению подачи фильтруемого материала сквозь фильтрующие щели (9), скребки (10) установлены между дисками с противоположных фильтрующим щелям сторон, выполнены в виде неподвижных пластинчатых вкладышей (11), торцевыми поверхностями вплотную примыкающих к торцевым поверхностям дисков и к внутренним торцевым поверхностям корпуса и укрепленных в корпусе посредством опорных стержней (12), при этом между внутренними боковыми поверхностями корпуса и кромками вкладышей образована осадочная щель (13), отстойник выполнен в виде поддона (14), герметично закрепленного снизу корпуса, а устройство для выгрузки осадка выполнено в виде сообщающихся с поддоном горизонтальных цилиндрических камер (15) с идентичными впускными и выпускными окнами (16 и 17) и с продольно установленными внутри камер с возможностью вращения вокруг оси полыми пробками (18), в боковой стенке каждой из которых выполнено окно (19), геометрически соответствующее впускному-выпускному окну камеры, при этом пробки установлены с возможностью поочередного разномоментного перекрытия впускного и выпускного окон камер.

Щелевой фильтр работает следующим образом.

Жидкость поступает к вращающимся от привода роторам (4 и 5) через впускной патрубок (2) и проходит между дисками через щели (9) к впускному патрубку (3). Движущимися навстречу жидкости участками дисков взвешенные частицы захватываются и выносятся из жидкости против потока, снимаются с дисков скребками (10) и направляются в осадочную щель (13), где в тупиковой части корпуса (1) и поддона (14) осаждаются через открытое впускное окно (16) цилиндрической камеры (15) и окно (19) в полость пробки (18), стенкой которой в этот момент закрыто выпускное окно (17) камеры. При необходимости выгрузки осадка из полости пробки пробку поворачивают на 180^o, перекрывая ее стенкой впускное окно камеры и совмещая ее впускное окно с окном пробки, и выгружают осадок из полости пробки. Затем пробку возвращают в прежнее положение. При этом фильтр непрерывно работает.

Реализация изобретения позволит получить конструктивно несложный фильтр непрерывного действия, допускающий его использование для высококачественной фильтрации жидкостей, в т.ч. и вязких нефти, мазута и др. с высокой производительностью и надежностью в работе.

Использование: щелевой фильтр относится к области энергетического машиностроения. Сущность изобретения: щелевой фильтр содержит корпус с впускным и выпускным патрубками, фильтрующий элемент с жестко насаженными на валу дисками, скребки, отстойник и устройство для выгрузки осадка, он снабжен дополнительным валом с жестко насаженными на него дисками, кинематически связанным с приводом или с основным валом, диски основного и дополнительного валов установлены с взаимным чередующимся перекрытием их плоскостей с образованием между ними фильтрующих щелей, при этом валы с дисками образуют параллельно сопряженные горизонтальные роторы, установленные с возможностью вращения в противоположных направлениях, причем участки перекрытия дисков движутся в направлении, противоположном направлению подачи фильтруемого материала сквозь фильтрующие щели, скребки установлены между дисками с противоположных фильтрующим щелям сторон. 4 ил.

Щелевой фильтр, содержащий корпус с впускным и выпускным патрубками, фильтрующий элемент с жестко насаженными на валу дисками, скребки, отстойник и устройство для выгрузки осадка, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным валом с жестко насаженными на него дисками, кинематически связанным с приводом или с основным валом, диски основного и дополнительного валов установлены с взаимным чередующимся перекрытием их плоскостей с образованием между ними фильтрующих щелей, при этом валы с дисками образуют параллельно сопряженные горизонтальные роторы, установленные с возможностью вращения в противоположных направлениях, причем участки перекрытия дисков движутся в направлении, противоположном направлению подачи фильтруемого материала сквозь фильтрующие щели, скребки установлены между дисками с противоположных фильтрующим щелям сторон, выполнены в виде неподвижных пластинчатых вкладышей, торцевыми поверхностями вплотную примыкающих к торцевым поверхностям дисков и к внутренним торцевым поверхностям корпуса и укрепленных в корпусе посредством опорных стержней, при этом между внутренними боковыми поверхностями корпуса и кромками вкладышей образована осадочная щель, отстойник выполнен в виде поддона, герметично закрепленного снизу корпуса, а устройство для выгрузки осадка выполнено в виде сообщающихся с подонном горизонтальных цилиндрических камер с идентичными впускным и выпускным окнами и с продольно установленными внутри камер с возможностью вращения вокруг оси полыми пробками, в боковой стенке каждой из которых выполнено окно, геометрически соответствующее впускному-выпускному окну камеры, при этом пробки установлены с возможностью поочередного разномоментного перекрытия впускного и выпускного окон камер.