ФИЛЬТР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ Российский патент 1997 года по МПК B01D29/72 B01D33/54 

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и может найти применение в химической, нефтехимической, машиностроительной, автотранспортной, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, а также при очистке промышленных и бытовых сточных вод.

Известен промышленный акустический фильтр, состоящий из вертикального цилиндрического корпуса, внутри которого расположен подвижный фильтрующий элемент (полый каркас, обтянутый фильтрующей металлической сеткой) и электромагнитного вибратора, жестко соединенного с фильтрующим элементом [1]
К недостаткам акустического фильтра относится низкая степень очистки тонкодисперсных суспензий из-за разрушения под действием вибрации слоя осадка вблизи фильтровальной поверхности.

Известен вибрационный фильтр, состоящий из цилиндрического корпуса, вибрирующего вала и фильтрующего устройства, включающего фильтрующие перегородки, пластину и пружины [2]
К недостаткам относится низкая степень очистки тонкодисперсных суспензий из-за отсутствия слоя осадка вблизи фильтровальной поверхности.

Наиболее близким устройством того же назначения к изобретению является фильтр для разделения суспензий, состоящий из цилиндрического корпуса, снабженного патрубками для подачи суспензии, отвода осадка и фильтра. В корпусе расположена сетчатая цилиндрическая фильтровальная перегородка с крышкой и колоколообразный высокочастотный вибратор, жестко соединенный штоком с приводом [3]
К недостаткам относится снижение производительности из-за необходимости остановки фильтра на регенерацию сетчатой фильтровальной перегородки от тонкодисперсных частиц, попадающих в ее поры, так как фильтровальная перегородка неподвижна.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности при фильтровании тонкодисперсных суспензий.

Техническим результатом при осуществлении изобретения является непрерывная регенерация пор фильтровальной перегородки от тонкодисперсных частиц за счет вибрации последней.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в фильтре для разделения суспензий, состоящем из цилиндрического корпуса, снабженного патрубками для подачи суспензии, отвода осадка и фильтрата, сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородки с крышкой и колоколообразного вибратора, жестко соединенного штоком с приводом, на крышке фильтровальной перегородки осесимметрично со штоком закреплена цилиндрическая гильза с внутренним диаметром большим, чем диаметр штока, а патрубок отвода фильтрата снабжен гофрированным шлангом, допускающим осевые колебания сетчатой фильтровальной перегородки.

Закрепление цилиндрической гильзы на крышке сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородки осесимметрично со штоком и имеющей внутренний диаметр больший, чем диаметр штока, и установка гофрированного шланга на патрубке отвода фильтра позволяет передавать осевые колебания от привода к перфорированной цилиндрической фильтровальной перегородке, так как шток с гильзой образует гидродинамическую муфту типа "цилиндр-цилиндр", а гофрированный шланг на патрубке отвода фильтрата допускает эти колебания. Гидродинамическая муфта типа "цилиндр-цилиндр" представляет собой пару соосных цилиндров, в зазоре между которыми находится фильтруемая жидкость, и при осевой вибрации штока (внутреннего цилиндра) с амплитудой А и частотой f передает колебания к гильзе (внешнему цилиндру) и сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородке с той же частотой, но меньшей амплитудой, А1<А.

На чертеже представлен общий вид фильтра для разделения суспензий. Фильтр состоит из цилиндрического корпуса 1 с патрубком 2 для подачи суспензий, патрубком 3 для отвода фильтрата и патрубком 4 для отвода осадка, сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородки 5 с крышкой 6, колоколообразного вибратора 7, жестко соединенного штоком 8 с приводом 9. На крышке 6 осесимметрично со штоком 8 закреплена цилиндрическая гильза 10 с внутренним диаметром большим, чем диаметр штока 8 и образующая со штоком гидродинамическую муфту типа "цилиндр-цилиндр". Патрубок 3 для отвода фильтрата снабжен гофрированным шлангом 11, допускающим осевые колебания сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородки 5.

Фильтр для разделения суспензий работает следующим образом.

При закрытом патрубке для отвода осадка 4 подается под давлением исходная суспензия внутрь цилиндрического корпуса 1, которая заполняет зазор между нижней частью штока 8 и гильзой 10 (для лучшего заполнения этого зазора в нижней части гильзы 10 могут быть сделаны отверстия). При включении привода 9 от штока 8 приводится в колебательное движение колоколообразный вибратор 7 с частотой f и осевой амплитудой А. Под действием этих колебаний внешний слой осадка, образующийся на сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородке 5, виброожижается и стекает в нижнюю часть корпуса 1 к патрубку 4 для отвода осадка. В гидродинамической муфте типа "цилиндр-цилиндр", образованной нижней частью штока 8 и гильзой 10, осевые колебания от штока 8 передаются к стенкам гильзы 10 и сетчатой цилиндрической фильтрованной перегородке 5 с той же частотой f, но меньшей амплитудой, AI<A. Амплитуды AI достаточно для регенерации пор фильтрованной перегородки 5, но не достаточно для виброожижения и стекания осадка с ее поверхности. Поэтому идет непрерывное фильтрование через слой осадка постоянной толщины с регенерацией пор фильтрованной перегородки 5 и виброожижением и стеканием внешнего слоя осадка по боковой поверхности колоколообразного вибратора 7. Слой осадка постоянной толщины на поверхности фильтровальной перегородки 5 выполняет роль зернистого слоя для дополнительного улавливания мелких частиц суспензии, что позволяет вести фильтрование с большой степенью очистки при высокой производительности. Для облегчения массы колоколообразного вибратора 7, снижения энергозатрат и облегчения течения жидкости к фильтровальной перегородке 5 боковая поверхность колоколообразного вибратора 7 может быть выполнена перфорированной.

Предлагаемая конструкция фильтра для разделения суспензий позволяет совместить во времени стадии фильтрования и регенерации, вести процесс с высокой скоростью фильтрования при постоянном избыточном давлении и неизменной толщиной осадка на фильтрованной перегородке 5. Необходимая амплитуда колебаний AI, обеспечивающая регенерацию пор фильтровальной перегородки 5, но не приводящая к виброожижению и стеканию осадка по ее поверхности, регулируется величиной кольцевого зазора между штоком 8 и гильзой 10 и суммарной фильтровальной перегородки 5 с крышкой 6 и гильзой 10, а также жесткостью гофрированного шланга 11.

Фильтр для разделения суспензий можно установить в коммунальных предприятиях при очистке бытовых стоков, на станциях очистки промышленных сточных вод, на станциях водоподготовки, на установках регенерации масел, при очистке жидкого топлива, при фильтровании растворов и суспензий, имеющих полидисперсный состав частиц с большим содержанием мелких фракций.

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 промышленности, именно в химической, нефтехимической, машиностроительной, автотранспортной, пищевой, фармацевтической и других отраслях, а также при очистке промышленных и бытовых сточных вод;
для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность 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.

Использование: устройство для разделения суспензий, может найти применение в химической, нефтехимической, машиностроительной, автотранспортной, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, а также при очистке бытовых и промышленных сточных вод. Сущность изобретения: фильтр состоит из цилиндрического корпуса, снабженного патрубками для подачи суспензии, отвода осадка и фильтрата, сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородки с крышкой и колоколообразного вибратора, жестко соединенного с приводом, при этом на крышке фильтровальной перегородки осесимметрично со штоком закреплена цилиндрическая гильза с внутренним диаметром большим, чем диаметр штока, а патрубок отвода фильтрата снабжен гофрированным шлангом, допускающим осевые колебания фильтровальной перегородки. 1 ил.

Фильтр для разделения суспензий, состоящий из цилиндрического корпуса, снабженного патрубками для подачи суспензии, отвода осадка и фильтрата, сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородки с крышкой и колоколообразного вибратора, жестко соединенного штоком с приводом, отличающийся тем, что на крышке сетчатой фильтровальной перегородки осесимметрично с штоком закреплена цилиндрическая гильза с внутренним диаметром, большим диаметра штока, а патрубок отвода фильтрата снабжен гофрированным шлангом, допускающим осевые колебания фильтровальной перегородки.