ФИЛЬТР Российский патент 1999 года по МПК B01D33/44 

Изобретение относится к области очистки технологических жидкостей /ТЖ/ от шлама путем фильтрования и может быть использовано на металлообрабатывающих предприятиях для очистки от металлического шлама технологических жидкостей:
- смазочно-охлаждающих жидкостей /СОЖ/,
- галтовочных жидкостей,
- моющих растворов.

Известен барабанный вакуумный фильтр, предназначенный для тонкой очистки СОЖ от механических примесей.

Известный фильтр содержит перфорированный барабан с фильтровальной сеткой, снабженный приводом. Ось барабана выполнена в виде полого вала с пазами, снабженного насосом для целей отвода фильтрата. В емкости для технологической жидкости под барабаном установлены патрубки трубопровода, подключенного к эжектору. Средство для очистки шлама в виде ножа или гидроножа установлено с регулируемым зазором вблизи цилиндрической поверхности барабана /RU 93026252 A, 20.01.96, B 01 D 33 06/. В части регенерации фильтровальной поверхности конструкция фильтрата недостаточно совершенна и приводит к дополнительным эксплуатационным затратам:
1/ необходима наладка фильтра при установке ножей,
2/ конструкция предполагает вращение барабана в процессе фильтрации, и непрерывно работает привод барабана. При этом образуется некоторый намывной слой, служащий вспомогательным фильтровальным материалом, толщина которого зависит от зазора между ножом и перфорированным барабаном,
3/ в процессе фильтрации происходит удаление верхних слоев шлама, который осаждается в нижней части емкости. Свободному осаждению шлама вниз препятствуют эжектирование суспензии именно в нижней части емкости и давление, направленное вверх к фильтровальному полотну. Таким образом, малоэффективны средства для удаления шлама.

Технической задачей настоящего изобретения является:
1. Снижение затрат на наладку фильтра и промывку полотна.

2. Снижение энергопотребления.

3. Повышение надежности конструкции.

Для решения поставленной технической задачи предлагается барабанный вакуумный фильтр погружного типа, содержащий приводной перфорированный барабан с укрепленной на нем фильтровальной сеткой. Ось барабана выполнена в виде полого горизонтального вала с пазами, снабженного насосом для отвода фильтрата и установленного в емкости с возможностью вращения барабана ниже уровня очищаемой технологической жидкости /СОЖ, галтовочная жидкость, моющий раствор/, ниже барабана в емкости размещены патрубки трубопровода, соединенного с эжектором. Его входной патрубок для жидкости соединен с трубопроводом, относящимся к системе подачи чистой технологической жидкости. В отличие от прототипа, внутри полого вала укреплены трубопровод подачи воздуха, подсоединенный к системе сжатого воздуха, выходные патрубки которого расположены в верхней части фильтра /барабана/, и трубопровод, подсоединенный к ответвителю системы подачи чистой ТЖ, выходные патрубки которого расположены в нижней части фильтра /барабана/, в зоне, образованной двумя лопастными заслонками, укрепленными на полом валу вдоль линии расположения патрубков, при этом в нижней части емкости имеется поддон, в котором установлена вдоль образующей барабана проволока для срезания шлама и щетка с возможностью вращения, а выходной патрубок поддона снабжен насосом.

Предлагаемый фильтр может иметь модульную конструкцию путем установки в одной емкости более одного барабана. При этом оси барабанов могут быть расположены горизонтально и вертикально без снижения качества и производительности фильтрации.

Удаление намывного слоя путем создания противотока жидкости и воздуха на фильтрующей сетке позволяет применить для этой цели щетку, выполненную в виде дисков с капроновым ворсом. При этом привод оси щетки соединен с приводом барабана через редуктор.

Заявляемый фильтр поясняется фигурами, на которых представлены структурные схемы фильтра в двух видах: фиг. 1
- вид спереди; фиг. 2 - вид сбоку.

Фильтр предназначен для тонкой очистки технологических жидкостей от механических примесей.

В собранном виде фильтр представляет собой модульную установку, все детали которой монтируются на поддоне 1 коробчатой конструкции, а поддон в свою очередь размещают в емкости 2. На перфорированном барабане 3 закреплена фильтрующая сетка. Барабан 3 установлен на полом горизонтальному валу 4, имеющем ряд пазов 5. Вал установлен в поддоне с возможностью вращения и снабжен насосом для отвода фильтрата /на фигурах насос не показан/. Ниже барабана в емкости 2 размещены патрубки 6 трубопровода, соединенного с эжектором 7, у которого входной патрубок для жидкости соединен с трубопроводом, относящимся к системе подачи чистой ТЖ. С приводом барабана 3 через редуктор соединен привод оси щетки 8. Редуктор включает звездочку 9 привода вращения барабана, зубчатое колесо 10, принадлежащее барабану, и промежуточное зубчатое колесо 11. Внутри вала 4 проложены трубопровод 12 подачи воздуха, соединенный с системой сжатого воздуха, и трубопровод 13 подачи чистой технологической жидкости во внутреннюю полость фильтра. Трубопровод 13 подсоединен к системе подачи чистой технологической жидкости через ответвитель /на фигурах не показан/ для отвода малой части потока ТЖ, необходимой для промывки фильтрующей сетки противотоком. Выходные патрубки 14 трубопровода 13 чистой технологической жидкости расположены внутри барабана 3 в его нижней части в зоне, образованной двумя лопастными заслонками 15, укрепленными на полом валу 4 вдоль линии расположения патрубков 14. В поддоне 1 установлена щетка 8, проволока для срезания шлама /на фигурах не показана/ и промежуточное зубчатое колесо 11 для передачи вращения от барабана 3 к щетке 8. Щетка состоит из большого количества дисков с капроновым ворсом, закрепленных на собственном валу. Вращение вокруг оси щетка получает от барабана. В нижней части поддона выведены два патрубка 16, снабженные насосом, для удаления осевшей на дно грязи.

Фильтр работает в двух режимах:
- режим фильтрации,
- режим промывки фильтрующей сетки.

В режиме фильтрации технологическая жидкость проходит через фильтрующую сетку барабана 3, далее через пазы 5 вала 4 насосом подается к потребителям. Работа фильтра контролируется по манометру и мановакуумметру. Чистота жидкости повышается по мере работы фильтра: вначале расчетная, затем более тонкая в связи с образованием намывного слоя.

В сочетании с технологией образования намывного слоя по изобретению по заявкам NN 93026251 и 93026252 достигается длительная работа фильтра с постоянной производительностью. Включение эжектора 7 приводит к изменению структуры и свойств намывного слоя: частицы шлама обволакиваются мельчайшими пузырьками воздуха, плотность намывного слоя уменьшается, увеличивается проницаемость и не наблюдается засорение пор фильтрующей поверхности. Благодаря такому обстоятельству фильтр, как показывает практика, может работать непрерывно в течение нескольких рабочих дней.

Для промывки фильтра используется время простоев /окончание смены, выходные и другие нерабочие дни/. Также предусмотрен автоматический перевод к режиму промывки во избежание аварийных режимов и в соответствии с традиционными вариантами схем переключения режимов. Так при падении вакуума на 0,3 кг/см² по отношению к первоначальному или падении давления ТЖ в напорном трубопроводе, соединенном с полым валом 4, более чем на 0,5 кг/см² фильтр посредством датчиков давления и реле переводится в режим промывки фильтрующего элемента.

В режиме промывки включается привод вращения барабана 3, от которого через цепную передачу вращение передается барабану и далее через промежуточное зубчатое колесо 11 - щетке 8. Во внутреннюю полость барабана через патрубки 12 подают магистральный воздух и через патрубки 13 - чистую ТЖ под давлением больше атмосферного, в пределах 1,3 атм. Включается насос для удаления через патрубки 16 осевшей на дно грязи из поддона. Подача воздуха дополнительно разрыхляет намывной слой. В зоне, образованной двумя лопастными заслонками 15, создается область повышенного давления, происходит отслаивание налипшего на поверхность фильтра шлама. Дополнительно к этому шлам срезается натянутой в поддоне проволокой и очищается вращающейся щеткой 8. Процесс промывки занимает 20-30 минут, в течение которых барабан делает один полный оборот. По завершению чистки привод вращения, подачи воздуха и ТЖ в полость фильтра отключается. Фильтр готов к работе в режиме фильтрации. Эффективное удаление шлама и эпизодическое вращение барабана увеличивают надежность конструкции.

Модульная конструкция позволяет обеспечить требуемую производительность фильтра путем установки в емкости с очищаемой технологической жидкостью более одного фильтра, что также облегчает ремонт фильтра путем быстрой замены отдельного блока на другой работоспособный.

Один фильтр бесперебойно и эффективно работает в течение рабочего дня с производительностью до 100 м³/час, не требует предварительной настройки и подготовки к работе, для целей промывки расходуется до 5% очищенной ТЖ. Снижение потребления электроэнергии и чистой ТЖ на промывку фильтра объясняется возможностью простого, полного и быстрого удаления шлама, что достигается в предлагаемом фильтре. Как следствие, увеличивается время безотказной работы фильтра.

В устройстве фильтра используются известные конструкционные материалы и технические решения, которые позволяют изготовить и применять фильтр в инструментальном и металлообрабатывающем производствах.

Изобретение предназначено для очистки технологических жидкостей от шлама путем фильтрования. Фильтр содержит приводной перфорированный барабан с укрепленной на нем фильтровальной сеткой, ось которого выполнена в виде полого вала с пазами, снабженного насосом для отвода фильтрата и установленного в емкости с возможностью вращения барабана ниже уровня очищаемой технологической жидкости, а ниже барабана в емкости размещены патрубки трубопровода, соединенного с эжектором, внутри полого вала в верхней части барабана укреплены трубопровод подачи воздуха и в нижней части барабана - трубопровод технологической жидкости, подсоединенный к ответвителю системы подачи чистой технологической жидкости, выходные патрубки которого расположены в зоне, образованной двумя лопастными заслонками, укрепленными на полом валу вдоль линии расположения патрубков. В нижней части емкости имеется поддон, в котором установлены проволока и щетка. В фильтре обеспечивается снижение затрат на наладку фильтра и промывку полотна, снижение энергопотребления, повышение надежности конструкции. 5 з.п.ф-лы. 2 ил.

1. Фильтр, содержащий приводной перфорированный барабан с укрепленной на нем фильтровальной сеткой, ось которого выполнена в виде полого вала с пазами, снабженного насосом для отвода фильтрата и установленного в емкости с возможностью вращения барабана ниже уровня очищаемой технологической жидкости, а ниже барабана в емкости размещены патрубки трубопровода, соединенного с эжектором, у которого входной патрубок для жидкости соединен с трубопроводом, относящимся к системе подачи чистой технологической жидкости, отличающийся тем, что внутри полого вала укреплены трубопровод подачи воздуха, подсоединенный к системе сжатого воздуха, выходные патрубки которого расположены в верхней части барабана, и трубопровод технологической жидкости, подсоединенный к ответвителю системы подачи чистой технологической жидкости, выходные патрубки которого расположены в нижней части барабана в зоне, образованной двумя лопастными заслонками, укрепленными на полом валу вдоль линии расположения патрубков, при этом в нижней части емкости имеется поддон, в котором установлена вдоль образующей барабана проволока и щетка с возможностью вращения, а выходной патрубок поддона снабжен насосом. 2. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что в одной емкости установлены более одного барабана. 3. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что ось барабана установлена горизонтально. 4. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что ось барабана установлена вертикально. 5. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что щетка выполнена в виде дисков с капроновым ворсом. 6. Фильтр по п.1, отличающийся тем, что привод оси щетки соединен с приводом барабана через редуктор.