ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 1998 года по МПК B01D29/66 B01D35/16 

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для разделения жидких дисперсных систем и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, микробиологической и других отраслях промышленности, а также при очистке сточных вод промышленных предприятий и коммунальных служб.

Известен патронный фильтр, содержащий цилиндрический корпус, каркас в виде пружины, на которой размещен фильтровальный материал, закрепленный торцовыми крышками (патент Франции N 1549777, кл. B 01 D 27/00, 1968).

Под действием перепада давления между корпусом и каркасом витки пружины сжимаются и на фильтровальной поверхности ткани образуются гофры. При промывке или продувке осадка в процессе регенерации витки пружины под действием избыточного давления обратного потока промывочной жидкости или газа растягиваются и осадок снимается с фильтровальной поверхности.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся неполная регенерация пор фильтровального материала и большой расход обратного тока жидкости или газа из-за одновременной регенерации всей фильтровальной поверхности.

Известны патронные фильтры, изготовленные из перфорированной трубы или со спиральным пружинным каркасом, на которые надета фильтровальная ткань. Съем осадка и регенерация фильтровальной ткани осуществляются за счет пневмогидроудара в заполненный жидкостью корпус фильтра (Малиновская Т.А. Разделение суспензий в промышленности органического синтеза. М.:Химия, 1971, с. 130 - 132).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся большой расход воздуха и неполная регенерация поверхности фильтровальной ткани, так как воздух проходит сквозь слабо загрязненные частицами поры и практически не очищает фильтровальную ткань в зоне ее сильного загрязнения.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту и выбранному за прототип относится патронный фильтр, содержащий каркас в виде пружины, на которой размещен фильтровальный материал, закрепленный торцовыми крышками, и установленное по оси фильтра устройство для регенерации, выполненное в виде перфорированного штока, на котором неподвижно закреплена неподвижная крышка, а верхняя установлена с возможностью осевого перемещения (авт.св. СССР N 1722531, кл. B 01 D 27/00, 1992).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относятся большой расход воздуха при регенерации и неполная регенерация всей поверхности фильтровального материала, так как воздух очищает поры в зоне их меньшего загрязнения и практически не очищает поры в зоне глубокого загрязнения. Кроме того, известная конструкция патронного фильтра требует для работы дорогостоящее и непрочное трубчатое эластичное трикотажное полотно в качестве фильтровального материала.

Задачей предлагаемого технического решения является разработка конструкции фильтра для очистки жидкости, позволяющего увеличить производительность фильтра при очистке жидкости. Техническим результатом является полная регенерация фильтровального материала при его обратной продувке воздухом за счет локального воздействия потока воздуха на поры фильтровального материала, что приводит к увеличению производительности фильтра. Кроме того, уменьшаются расход воздуха, идущего на регенерацию, и затраты энергии на его подачу.

Поставленный технический результат достигается тем, что фильтр для очистки жидкости содержит каркас в виде пружины, на которой размещен фильтровальный материал, закрепленный торцовыми крышками, и установленное по оси фильтра устройство для регенерации, состоящее из поплавка, имеющего возможность круговых колебаний, с закрепленным на нем распределителем воздушного потока, выполненным в виде радиальных трубок с соплами. Кроме того, сопла для подачи воздушного потока изогнуты относительно трубок в горизонтальной плоскости.

Выполнение устройства для регенерации в виде поплавка, имеющего возможность круговых колебаний, с закреплением на нем распределителя воздушного потока, представляющего собой радиальные трубки с изогнутыми относительно них в горизонтальной плоскости соплами, позволяет при подаче воздуха в режиме пульсации создавать крутящий момент в поплавке, приводящий к круговым колебаниям, что улучшает локальное регенерирующее воздействие воздушного потока, выходящего из сопл, на фильтровальный материал и, в конечном итоге, повышает производительность фильтра.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, а определение из перечня аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа заявленного изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалистов явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата. Следовательно, изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Общий вид предлагаемой конструкции фильтра для очистки жидкости показан на фиг. 1. На фиг. 2 показан вид сверху на устройство для регенерации.

В корпусе 1 фильтра для очистки жидкости размещен каркас 2 в виде пружины, на которой размещен фильтровальный материал 3, закрепленный торцовыми крышками 4 и 5. Внутри каркаса 2 по оси фильтра установлено устройство для регенерации в виде поплавка 6. На верхней стороне поплавка 6 закреплен распределитель воздушного потока, выполненный в виде радиальных трубок 7 с соплами 8. При этом сопла 8 изогнуты в горизонтальной плоскости относительно трубок 7 под углом α. Корпус 1 имеет патрубок 9 для подачи исходной суспензии и патрубки 10 для удаления осадка и шлама, а каркас 2 на верхней крышке 4 - патрубок для подачи воздуха 11 и на нижней крышке 5 - патрубок для слива фильтрата 12. Свободные от сопл 8 концы радиальных трубок 7 герметично закреплены в патрубке 13 на верхней стороне поплавка 6. Патрубки 11 и 13 соединены гибким шлангом 14, имеющим длину, равную длине каркаса 2.

Фильтр для очистки жидкости работает следующим образом.

Патрубки 10 для удаления осадка и шлама закрывают. По патрубку 9 подают под давлением (или создают разрежение внутри каркаса 2) исходную суспензию. Ведут процесс фильтрации с одновременным отводом фильтрата через патрубок 12 и заполнением корпуса 1 исходной суспензией, при этом поплавок 6 поднимается вместе с уровнем суспензии в корпусе 1 и фильтрата в каркасе 2. После забивания пор фильтровального материала 3 и образованием на его поверхности слоя осадка стадию фильтрования завершают, прекращая подачу суспензии по патрубку 9. Затем по патрубку 11 подают сжатый воздух на регенерацию фильтровального материала. Воздух из патрубка 11 по шлангу 14 поступает в патрубок 13 и от него по радиальным трубкам 7 в сопла 8. Сжатый воздух, выходя из сопл 8 в виде узких потоков, выбивает частицы из пор фильтровального материала 3 и сбрасывает их вместе с осадком к патрубкам 10. Так как патрубок 12 в процессе регенерации остается открытым, то уровень фильтрата в каркасе 2 постепенно уменьшается и поплавок 6 опускается, постепенно регенерируя всю поверхность фильтровального материала 3. Дополнительный регенерирующий эффект возникает при подаче воздуха в режиме пульсации. Так как сопла 8 изогнуты в горизонтальной плоскости по отношению к радиальным трубкам 7, то воздух, выходя из сопл, создает пульсирующий крутящий момент. Диск 6 совершает крутильные колебания, под действием которых струи воздуха из сопл 8 выбивают частицы из пор по всей окружности фильтровального материала. После слива фильтрата диск 6 занимает нижнее положении в каркасе 1, то есть фильтровальный материал 3 оказывается очищенным по всей поверхности. Шлам и частицы осадка, накопившиеся в нижней части корпуса 1, удаляют через патрубки 10. Затем повторяют стадию фильтрования.

Предлагаемая конструкция фильтра для очистки жидкости позволяет увеличить общую производительность за счет уменьшения времени регенерации фильтровального материала 3. При этом глубина очистки и равномерность ее по всей поверхности фильтровального материала возрастают за счет локальной регенерации пор узкими струями воздуха. Применение пульсирующего режима подачи воздуха на регенерацию еще более способствует глубине и равномерности очистки всей фильтровальной поверхности, а кроме того, уменьшению расхода воздуха и энергозатрат на его подачу.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, микробиологической и других отраслях промышленности, а также при очистке сточных вод промышленных производств и коммунальных служб;
для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных ниже в заявке и известных до даты приоритета средств и методов;
средство, воплощающее изобретению при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Устройство предназначено для разделения жидких дисперсных систем и может быть использовано в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, микробиологической и других отраслях промышленности, а также при очистке сточных вод промышленных предприятий и коммунальных служб. В фильтре для очистки жидкости, содержащем каркас в виде пружины, на которой размещен фильтровальный материал, закрепленный торцовыми крышками, и установленное на оси фильтра устройство для регенерации, последнее состоит из поплавка, имеющего возможность круговых колебаний, с закрепленным на нем распределителем воздушного потока, выполненным в виде радиальных трубок с соплами, изогнутыми относительно трубок в горизонтальной плоскости. При этом обеспечивается полная регенерация фильтровального материала при его обратной продувке воздухом за счет локального воздействия потока воздуха на поры фильтровального материала, что приводит к увеличению производительности фильтра. 2 ил.

Фильтр для очистки жидкости, содержащий каркас в виде пружины, на которой размещен фильтровальный материал, закрепленный торцовыми крышками, установленное по оси фильтра устройство для регенерации, отличающийся тем, что устройство для регенерации состоит из поплавка, имеющего возможность круговых колебаний, с закрепленным на нем распределителем воздушного потока, выполненным в виде радиальных трубок с соплами, изогнутыми относительно трубок в горизонтальной плоскости.