САМООЧИЩАЮЩИЙСЯ ФИЛЬТР Российский патент 1998 года по МПК B01D29/39 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности, к устройствам гарантированного разделения тонкодисперсных и трудноразделяющихся суспензий, например, черного саломаса при гидрогенизации жиров в масложировой промышленности.

Одной из важнейших операций при очистке жиров, в частности, черного саломаса, методом фильтрования является регенерация фильтровальной ткани или замена ее новой. На продолжительность эффективной работы фильтроткани в значительной степени влияют содержание в фильтруемой жидкости твердых частиц, способных проникнуть и задержаться в глубине ее сквозных пор, а также износоустойчивость фильтровальной ткани и величина ее гидравлического сопротивления.

Фильтрование черного саломаса в промышленности осуществляется, преимущественно, на рамных фильтр-прессах с применение хлопчатобумажных (реже синтетических) фильтротканей.

Известен фильтр, выполненный в виде вертикального цилиндрического корпуса с коническим днищем и сферической крышкой, патрубками для фильтрующего масла и фильтрата. В корпусе вертикально расположен полый вал с отверстиями для отвода фильтрата, на вал насажен пакет фильтровальных элементов. Фильтровальный элемент состоит из решетчатого стального диска, обтянутого с обеих сторон фильтровальной тканью (бельтингом).

Очистка рабочей поверхности дисков от осадка, накопившегося в процессе фильтрования, производится посредством центробежных сил, возникающих при вращении дисков от специального электропривода. В момент очистки при помощи центробежных сил происходит частичная регенерация фильтроткани под воздействием цикличного действия центробежного поля.

Однако, подвергается регенерации совсем небольшая площадь фильтроткани из-за недостаточной величины центробежных сил; если увеличить скорость вращения дисков, эта величина увеличится, но тогда фильтроткань быстро изнашивается, происходит частая ее смена.

Задачей изобретения является повышение эффективности регенерации фильтровальных элементов, увеличение ресурса фильтра при разделении тонкодисперсных и трудноразделяющихся суспензий, например, черного саломаса путем увеличения скорости движения противопотока, идущего под действием центробежных сил, применяемых для удаления осадка, и максимального использования потенциала упомянутых центробежных сил.

Задача решается за счет того, что фильтр снабжен распорно-прижимными втулками, а величина внешнего диаметра ступицы фильтровальных элементов находится в пределах 0,42-0,45 от величины диаметра обода.

Поскольку на периферии фильтровального элемента величина центробежного поля наиболее высока по отношению к его центральной части, процесс промывки капилляр фильтроткани там происходит интенсивно. В связи с этим, значение величины отношения минимального и максимального радиусов вращения полезной фильтровальной поверхности становится критерием оценки эффективности данного технического решения.

Выбранные значения диаметров ступицы и обода каркаса в соотношении, указанном в формуле изобретения, позволяют интенсифицировать процесс регенерации на периферийном участке фильтровального элемента, где значение величины центробежного поля обеспечивает процесс вымывания капилляр и восстанавливает фильтровальные свойства ткани. Причем образуемая упомянутыми диаметрами ступицы и обода кольцевая поверхность, по экспериментальным данным, является величиной относительно постоянной - максимально полезной фильтровальной поверхностью, так как именно на этом поле фильтроткани при заданных режимах получен максимальный эффект восстановления.

Кроме того, увеличилась скорость движения противопотока жидкости за счет того, что ребра каркаса выполнены радиально направленными, что уменьшает сопротивление противопотоку жидкости, идущему под действием центробежных сил, через сквозные поры ткани, который должен преодолеть силы, удерживающие твердые частицы. Все это позволяет увеличить ресурс фильтра, длительность периода эксплуатации между двумя сменами фильтроткани.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого фильтра; на фиг. 2 - фильтровальный элемент с радиально направленными ребрами.

Самоочищающийся фильтр содержит цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2 и крышкой 3, расположенный в корпусе 1 полый коллекторный вал 4 с приводом вращения 5 и закрепленные на валу 4 фильтровальные элементы 6. Последние имеют каркас, включающий ступицу, состоящую из двух дисков 7,8, обод 9 и ребра 10, выполненные, например в виде круглых стержней. Ступица, обод и ребра соединены друг с другом известным способом, например сваркой. Каркас обтянут фильтровальным материалом 11, сшитым по периферии при помощи швейной машины (не показана), на специальном вращающемся столе (не показан). Фильтр имеет распорно-прижимные втулки 12.

В конической части фильтра, являющейся шламоотстойником, имеется для выгрузки шлама разгрузочный люк 13 со специальной задвижкой (не показан). В верхней части корпуса 1 имеется патрубок 14 для подачи саломаса в фильтр. Для наблюдения за процессом фильтрации установлен манометр 15. Для отвода фильтрата служит полый вал 4 и патрубок 16, а для недофильтрованного саломаса перед удалением шлама с фильтровальных элементов 6 служит патрубок 17.

Устройство работает следующим образом.

Фильтрование осуществляется при неподвижных фильтровальных элементах 6. Предварительно очищенный от грубых взвешенных частиц саломас через патрубок 14 поступает внутрь корпуса 1 фильтра и заполняет пространство между фильтровальными элементами 6. Пройдя фильтроматериал 11, саломас растекается вдоль ребер 10, подходит к полому коллекторному валу 4 и по продольным каналам и отверстиям поступает внутрь вала 4, затем в подпятниковую камеру (не показана) и через выходной патрубок 16 выходит из фильтра.

Удаление шлама производится через разгрузочный люк 13.

Затем приводят во вращение посредством привода 5 коллекторный вал 4 для удаления осевших на фильтровальном материале 11 взвешенных частиц за счет центробежной силы, сбрасывающей их с фильтровальных элементов 6.

Одновременно происходит регенерация фильтровального материала за счет действия обратного потока жидкости под влиянием центробежных сил, применяемых для удаления осадка.

Жидкость, находясь в момент действия центробежных сил во внутренней полости фильтровального элемента 6, стремится преодолеть сопротивление фильтроматериала и выйти наружу. Под действием противопотока твердые частицы, находящиеся в сквозных порах материала, преодолевая удерживающие силы, вымываются, что восстанавливает его фильтровальные свойства.

При этом, благодаря выбранным соотношению упомянутых диаметров и конструкции каркаса, период фильтрации увеличивается до 250 циклов (против 50 циклов в прототипе), что позволяет снизить нормативный расход фильтроматериала до 0,04 м²/т (против 0,476 м²/т в прототипе) за счет более полного использования ресурса ее фильтровальных свойств.

Кроме того, повысилось время активности катализатора за счет герметичности ведения процесса фильтрования, снизился его расход за счет аннулирования операции стирки салфеток.

Использование: изобретение относится к химической, пищевой и другим отраслям промышленности, в частности к устройствам гарантированного разделения тонкодисперсных и трудноразделяющихся суспензий, например, черного саломаса при гидрогенизации жиров в масложировой промышленности. Сущность изобретения: конструкция фильтра предусматривает выполнение каркаса фильтровального элемента в виде ступицы, соединенной с ободом радиально направленными ребрами. При этом соотношение внешнего диаметра ступицы и диаметра обода находится в пределах 0,42 - 0,45. Срок службы фильтровального материала увеличивается, ориентировочно, в 10 раз. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Самоочищающийся фильтр, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, размещенные в нем и укрепленные на коллекторном валу фильтровальные элементы, выполненные в виде ребристого каркаса, связывающего ступицу с ободом, обтянутые с обеих сторон фильтровальным материалом, отличающийся тем, что он снабжен распорно-прижимными втулками, а величина внешнего диаметра ступицы фильтровальных элементов находится в пределах 0,42 - 0,45 от величины диаметра обода. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что ребра каркаса фильтровальных элементов выполнены в виде радиальных стержней круглого сечения.