ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 1998 года по МПК B01D29/64 B01D25/38 

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкостей от посторонних примесей, конкретнее для разделения взвесей и суспензий, в частности, при очистке сточных вод предприятий различного профиля, в других областях народного хозяйства.

Известен фильтр-сгуститель непрерывного действия, состоящий из корпуса с фильтрующими элементами и механизма очистки фильтроэлементов от осадка, механизм очистки выполнен в виде набора перфорированных пластин-скребков, стянутых стяжками, и снабжен механизмом возвратно-поступательного перемещения (авторское свидетельство СССР N 181620, кл. B 01 D 25/38, 1966).

Недостатком этого фильтра является низкая эффективность процессов фильтрации из-за малой поверхности фильтрования при больших габаритах фильтра.

Задачей изобретения является выравнивание скорости фильтрации и повышение надежности устройства.

Задача реализуется следующим образом.

Фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус с камерами жидкой смеси и фильтрата, пневматическую камеру, которая соединена с камерой жидкой смеси квазигерметичной перегородкой и с источником сжатого воздуха обратным клапаном и имеет вентиль стравливания воздуха, вертикальные фильтрующие элементы с механизмами очистки в виде скребков, причем камера жидкой смеси снабжена патрубками подвода жидкой смеси и отвода осадка, а камера фильтрата -патрубком отвода фильтрата, отличается тем, что камеры жидкой смеси и фильтрата разделены между собой ячеистой опорной плитой, в гнездах которой установлены фильтрующие элементы, выполненные в виде пористых с калиброванными каналами стаканов с утолщенным ободком в верхней части и смонтированные основаниями вверх, податые сверху прижимной ячеистой плитой, соединенной с опорной плитой посредством стяжек, скребки выполнены плоскими по всей высоте фильтрующих элементов, размещены внутри стаканов и жестко закреплены на аксиальных валах механизмов перемещения, выполненных с возможностью осевого поворота скребков, втулки валов закреплены в квазигерметичной перегородке, нижние концы валов опираются на подпятники, установленные на днище пневматической камеры, а камера фильтрата снабжена патрубком обратной продувки, скребки снабжены механизмами их поворота, которые размещены в пневматической камере и содержат на каждом валу жестко закрепленное зубчатое колесо реечной передачи, параллельные рейки которой соединены попарно, каждая пара с одной стороны контактирует с кулачком кулачкового вала, приводимого во вращение приводом, а с другой поджата демпферной пружиной, установленной в кармане пневматической камеры, или механизмы поворота скребков выполнены в виде лопастей, жестко закрепленных на валах и размещенных внутри пневматической камеры, которая со стороны обратного клапана содержит перфорированную перегородку, а для стравливания воздуха использован регулирующий клапан, скребок может быть установлен под углом к оси стакана на валу, аксиальном стакану, с углом охвата вала не более 180^o.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый фильтр для очистки жидкости имеет отличительные признаки, которые отражены в формуле изобретения.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна".

В результате поиска отличительные признаки от прототипа в известных решениях не обнаружены, и заявленное предложение признается соответствующим критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показан фильтр с реечной передачей, на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1 с лопастной передачей, на фиг. 4 - разрез А-А фиг. 1 с лопастной передачей.

Фильтр для очистки жидкости содержит разъемный корпус 1, разделенный на камеры жидкой смеси 2 и фильтрата 3 ячеистой металлической опорной плитой 4, в гнездах которой установлены фильтрующие элементы, выполненные в виде пористых с калиброванными каналами стаканов 5 с утолщенным ободком 6 в верхней части и смонтированные основаниями вверх, их утолщенные ободки 6 снабжены охватывающими П-образными прокладками 7 и поджаты сверху прижимной ячеистой плитой 8, соединенной с опорной плитой 4 посредством стяжек (на фиг. не показаны). Опорная плита 4 по месту разъема корпуса 1 с двух сторон имеет герметизирующие кольцевые прокладки 9 и 10. Камера жидкой смеси 2 снабжена патрубками подвода жидкой смеси 11 и отвода осадка 12, а камера фильтрата 3 - патрубком 13 отвода фильтрата и в ее верхней части патрубком обратной продувки 14.

Для очистки фильтрующих элементов внутри стаканов 5 по всей их высоте установлены плоские скребки 15, жестко закрепленные на аксиальных валах 16 и снабженные механизмами поворота скребков, размещенными в пневматической камере 17. Пневматическая камера 17 соединена с камерой жидкой смеси 2 квазигерметичной перегородкой 18, в которой закреплены втулки 19 валов 16 поворота скребков. Нижние концы валов 16 опираются на подпятники 20, установленные на днище пневматической камеры 17. Квазигерметичная перегородка 18 с двух сторон имеет герметизирующие кольцевые прокладки 21 и 22. Механизмы поворота скребков содержат на каждом валу 16 жестко закрепленное зубчатое колесо 23 реечной передачи, параллельные рейки 24 которой соединены попарно, причем каждая пара с одной стороны контактирует с кулачком 25 кулачкового вала 26, приводимого во вращение электроприводом (на фиг. не показан), а с другой поджата демпферной пружиной 27, установленной в кармане 28 пневматической камеры 17. Камера 17 обратным клапаном 29 соединена с источником сжатого воздуха и имеет вентиль 30 стравливания воздуха.

Механизмы поворота скребков 15 могут быть выполнены в виде лопастей 31, жестко закрепленных на валах 16 и размещенных внутри пневматической камеры 17, которая со стороны обратного клапана 29 содержит перфорированную перегородку 32, а для стравливания воздуха использован регулирующий клапан 33.

Возможна установка скребков 15 под углом к оси стакана на валу 16, аксиальном стакану, с углом охвата вала не более 180^o.

Фильтр работает следующим образом.

Очищаемая жидкая смесь непрерывно под давлением поступает внутрь корпуса 1 в камеру жидкой смеси 2 по патрубку 11 и заполняет ее. На стенках пористых стаканов 5 смесь разделяется на фильтрат, который поступает в камеру фильтрата 3 и отводится из нее по патрубку 13, расположенному в нижней части камеры 3, и осадок, накапливаемый в камере 2. Электропривод приводит во вращение кулачковый вал 26, каждый кулачок 25 которого при набегании толкает попарно соединенные параллельные рейки 24 реечной передачи. При таком перемещении реек 24 сжимается демпферная пружина 27. Таким образом совершается прямой ход реек. При дальнейшем вращении кулачкового вала 26 кулачок 25 сбегает в месте контакта с попарно соединенными рейками. Демпферная пружина 27 разжимается, и совершается обратный ход перемещения попарно соединенных параллельных реек. Зубчатые колеса 23, находящиеся в зацеплении с рейками и жестко закрепленные на валах 16, сообщают вращение последним поочередно по часовой стрелке и против на величину более одного оборота вала. Закрепленные на валах 16 скребки 15 непрерывно очищают фильтрующие поверхности стаканов 5, а осадок собирается на дне камеры жидкой смеси 2.

Одновременно с подачей жидкой смеси пневматическая камера 17 заполняется сжатым воздухом через обратный клапан 29 до достижения давления, превышающего давление смеси в камере 2. Тем самым предотвращается проникновение жидкой смеси через втулки 19 в камеру 17 и загрязнение механизмов поворота скребков. Осадок отводится через патрубок отвода осадка 12 при отключенной подаче жидкой смеси. Для полноты очистки камеры от осадка и очистки фильтрующих элементов 5 используется обратная продувка камеры через патрубок 14 воздухом, в том числе горячим паром или другим газом, зависящим от характера фильтруемой смеси. Очистка осуществляется при закрытых вентилях патрубков 11 и 13. Для стравливания, при необходимости, воздуха из пневматической камеры 17 использован вентиль 30. Для исключения просачивания фильтрата или воздуха (при обратной продувке), минуя фильтрующие элементы, служат герметизирующие прокладки 7, 9, 10.

Дальнейшее повышение надежности устройства и упрощение механизма поворота скребков 15 достигаются выполнением механизма поворота в виде лопастей 31, жестко закрепленных на валах 16 и размещенных внутри пневматической камеры 17. Воздух под давлением поступает в камеру 17 со стороны обратного клапана 29 через перфорированную перегородку 32, обдувает лопасти 31, вызывая их осевое вращение, и выходит через регулирующий клапан 33. Лопасти 31 приводят во вращение валы 16 и закрепленные на них скребки 15. Для улучшения очистки фильтрующей поверхности стаканов 5 и более эффективного перевода во взвешенное состояние снятых с поверхности накоплений скребки установлены на валу 16, аксиальном стакану, под углом к оси стакана 5 с углом охвата вала не более 180^o.

Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества по сравнению с известным:
- выравнивается скорость фильтрации в силу сохранения постоянного перепада давления на стенках фильтрующих элементов;
- механизм поворота скребков расположен в пневматической камере, не подвержен воздействию фильтруемой жидкости, что повышает надежность его работы;
- упрощается конструкция механизма поворота скребков, выполнение его в виде лопастей, приводимых во вращение воздушным потоком, ведет к дальнейшему повышению надежности работы фильтра;
- выполнение плоских скребков под углом к оси стакана повышает качество очистки поверхности фильтрующих элементов и также способствует выравниванию скорости фильтрации.

Изобретение может быть использовано для очистки жидкостей от посторонних примесей фильтрованием и разделения суспензий. Фильтр для очистки жидкости содержит корпус с камерами жидкой смеси и фильтрата, разделенными между собой ячеистой опорной плитой, в гнездах которой установлены фильтрующие элементы, выполненные в виде пористых с калиброванными каналами стаканов, смонтированных основаниями вверх, пневматическую камеру и скребки для очистки фильтрующей поверхности, механизм поворота которых размещен в пневматической камере. Предложенное устройство надежно в работе и обеспечивает высокую скорость фильтрования. 3 з.п.ф-лы,4 ил.

1. Фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус с камерами жидкой смеси и фильтрата, пневматическую камеру, которая соединена с камерой жидкой смеси квазигерметичной перегородкой и с источником сжатого воздуха обратным клапаном и имеет вентиль стравливания воздуха, вертикальные фильтрующие элементы с механизмами очистки в виде скребков, причем камера жидкой смеси снабжена патрубками подвода жидкой смеси и отвода осадка, а камера фильтрата - патрубком отвода фильтрата, отличающийся тем, что камеры жидкой смеси и фильтрата разделены между собой ячеистой опорной плитой, в гнездах которой установлены фильтрующие элементы, выполненные в виде пористых с калиброванными каналами стаканов с утолщенным ободком в верхней части и смонтированные основаниями вверх, поджатые сверху прижимной ячеистой плитой, соединенной с опорной плитой посредством стяжек, скребки выполнены плоскими по всей высоте фильтрующих элементов, размещены внутри стаканов и жестко закреплены на аксиальных валах, снабженных механизмами осевого поворота скребков, втулки валов закреплены в квазигерметичной перегородке, нижние концы валов опираются на подпятники, установленные на днище пневматической камеры, а камера фильтрата снабжена патрубком обратной продувки. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что механизмы поворота скребков размещены в пневматической камере и содержат на каждом валу жестко закрепленное зубчатое колесо реечной передачи, параллельные рейки которой соединены попарно, каждая пара с одной стороны контактирует с кулачком кулачкового вала, приводимого во вращение приводом, а с другой поджата демпферной пружиной, установленной в кармане пневматической камеры. 3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что механизмы поворота скребков выполнены в виде лопастей, жестко закрепленных на валах и размещенных внутри пневматической камеры, которая со стороны обратного клапана содержит перфорированную перегородку, а для стравливания воздуха использован регулирующий клапан. 4. Фильтр по пп.1 - 3, отличающийся тем, что скребки установлены на валах наклонно к оси стакана с углом охвата вала не более 180^o.