САМООЧИЩАЮЩИЙСЯ ФИЛЬТР Российский патент 1998 года по МПК B01D33/03 B01D29/72 

Изобретение относится к технике очистки жидкости фильтрованием и может быть использовано в масло-жировой промышленности при первичной очистке речной, технической и оборотной воды.

Известны самоочищающиеся фильтры, состоящие из корпуса, входного и выходного патрубков, фильтрующей перегородки и механизма привода, регенерация которых происходит под действием центробежных сил, возникающих при сообщении фильтрующим перегородкам вращательного движения, продувкой фильтрующих перегородок воздухом или паром в направлении, противоположном движению фильтруемой жидкости, с предварительным удалением из фильтра жидкости, придания фильтрующей перегородке колебательных движений и др. (Щербаков В.Г. Технология получения растительных масел. Колос, 1992).

Недостатком данных фильтров является необходимость остановки фильтрации при очистке или в случае придания фильтрующей перегородке колебательных движений замедление процесса очистки в периоды регенерации ячеек перегородки.

За прототип взят самоочищающийся фильтр, содержащий корпус с крышкой, камеры исходной и осветленной жидкости с патрубками, фильтрующую перегородку, прикрепленную своими основаниями к днищу и крышке фильтра с помощью гибких подвесов, днища, выполненного в виде наклонных мембран, соединенных с устройством для обезвоживания шлама, устройства для регенерации перегородки и удаления шлама. Вал с ротором установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и вращения (авт. св. СССР N 1699514 A2, 1991).

В этом фильтре очистка фильтрующей перегородки, осуществляемая вихревыми потоками жидкости, недостаточно эффективна вследствие того, что она производится не по всей поверхности одновременно, а по мере перемещения вращающегося ротора вдоль перегородки.

Предлагаемая конструкция самоочищающегося фильтра содержит корпус, внутри которого размещен фильтрующий элемент.

Новым является то, что в корпусе установлены с возможностью совершать колебательные движения в противоположном друг от друга направлении с заданным законом движения сборный полый вал с жестко закрепленными на нем конусными фильтрующими камерами и шток с жестко закрепленными на нем конусными пластинами (конический элемент), расположенными внутри фильтрующих камер.

Конструкция фильтра позволяет осуществлять высокую степень очистки и повысить производительность в несколько раз за счет деления фильтровальной камеры конусной пластиной на две части: нижнюю и верхнюю. Когда идет процесс фильтрации в верхней части камеры, в нижней идет процесс очистки фильтрующей перегородки и наоборот. Кроме того, в одном корпусе можно установить несколько фильтровальных камер.

На фиг. 1 показан самоочищающийся фильтр, общий вид, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 сечение С-С на фиг. 1.

Фильтр содержит корпус 1 с входным патрубком 2. В сборном полом валу 4, размещенном во втулке 4 с возможностью перемещения, установлен подвижный шток 5, к которому при помощи фланцев крепятся конусные пластины 6, расположенные внутри фильтровальных конусных камер 7. Между втулкой 4 и сборным полым валом 3 и между сборным полым валом 3 и штоком 5 установлены сальники (на фиг. не показаны). Над сборным полым валом 3 и штоком 5 установлен комбинированный кулачок 98, состоящий из трех отдельных одинаковых кулачков, причем средний кулачок повернут на 180^o по отношению к крайним. Посредством вала с электродвигателем (на фиг. не показаны) комбинированный кулачок 8 совершает вращательное движение. Для замыкания пар комбинированный кулачок 8 - сборный полый вал 3 и комбинированный кулачок 8 - шток 5 служат пружины сжатия 9 и 10, причем предварительное сжатие пружины 10 должно обеспечить замыкание пары комбинированный кулачок 8 - шток 5, а упругость пружины 9 замыкание пар комбинированный кулачок 8 -сборный полый вал 3 при крайнем нижнем положении сборного полого вала 3 и штока 5 соответственно. Отвод осветленной жидкости производится через сборный полый вал 3 и патрубок 11. Отвод шлама - через патрубок 12 с дальнейшим его уплотнением в устройстве 16. Отделенная от шлама жидкость через патрубок 14 поступает в патрубок 2 исходной жидкости, а шлам - на дальнейшую переработку.

Самоочищающийся фильтр работает следующим образом. Исходная загрязненная жидкость из патрубка 2 поступает в корпус 1, проходит через фильтрующие перегородки камер 7 и отводится из фильтра через сборный полый вал 3 и патрубок 11. Взвешенные в исходной жидкости частицы начинают оседать на ячейках сетки фильтрующих перегородок камер 7. Одновременно включается электродвигатель привода комбинированного кулачка 8, который, воздействуя через сборный полый вал 3 и шток 5 на конусные фильтровальные камеры 7 и конусные пластины 6 соответственно, вынуждает их совершать колебательные движения в противоположном друг от друга направлении с заданным законом движения: прямой ход - выстой - обратный ход. Профиль кулачков обеспечивает различные скорости и интервалы прямого и обратного ходов пластины и фильтрующих камер: при прямом ходе их скорости выше, а интервал меньше, чем при обратном.

Процесс разделения суспензии на поверхностях фильтрующих перегородок камер 7 происходит следующим образом. В какой-то момент времени под действием комбинированного кулачка 8 фильтрующие перегородки камер 7 перемещаются вниз, а конусные пластины 6 под действием пружины 10 - вверх. В этом случае направление движения суспензии противоположно перемещению нижней части фильтровальных камер 7, т.е. происходит процесс фильтрации жидкости, сопровождающийся отложением частиц на поверхностях нижних перегородок камер 7. Движущаяся вверх пластина 6 также способствует засасыванию жидкости в нижнюю часть фильтровальной камеры. Одновременно с этим верхние части фильтровальных камер 7 и пластины 6 движутся навстречу друг другу, в результате чего давление над верхними частями фильтрующих камер 7 резко понижается. Под действием разряжения и поднимающихся конусных пластин 6 осветленная жидкость проходит с большой скоростью через верхние части фильтрующих камер 7. Этот обратный поток, сопровождающийся гидравлическим ударом, вымывает частицы из ячеек перегородки. Следующим этапом является выстой комбинированного кулачка 8, когда конусные фильтровальные камеры 7 и конусные пластины 6 находятся в неподвижном состоянии, что дает частицам возможность оседать на дно фильтра под действием гравитационных сил. При дальнейшем повороте комбинированного кулачка 8 фильтрующие камеры 7 и конусные пластины 6 движутся в противоположных направлениях, процесс повторяется, только на верхних частях фильтровальных камер 7 идет процесс фильтрации, а на нижних - процесс регенерации.

Таким образом в одно и то же время на нижней и верхней поверхностях фильтровальных камер 7 проходят два различных процесса: фильтрация жидкости на одной поверхности и регенерация другой вследствие того, что если одна поверхность удаляется от конусной пластины 6, то другая сближается с ней, т. е. процесс фильтрования жидкости идет непрерывно.

Изобретение предназначено для очистки жидкости фильтрованием. Самоочищающийся фильтр содержит корпус, внутри которого размещен фильтрующий элемент, выполненный в виде конусообразной камеры, жестко соединенной со сборным полым валом, и конический элемент, расположенный внутри камеры, при этом камера и конический элемент установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в противоположных направлениях. В предложенном фильтре достигается эффективная регенерация фильтрующего элемента во время процесса фильтрования, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Самоочищающийся фильтр, содержащий корпус, внутри которого размещен фильтрующий элемент, отличающийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде конусообразной камеры, жестко соединенной со сборным полым валом, и снабжен расположенным внутри камеры коническим элементом, при этом камера и конический элемент установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в противоположных направлениях с заданным законом движения. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительными камерами с расположенными внутри них коническими элементами. 3. Фильтр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что конические элементы жестко присоединены к штоку, установленному внутри сборного полого вала.