ВСАСЫВАЮЩАЯ СУШИЛКА Российский патент 2000 года по МПК B01D33/03 B01D35/20 B01D39/00 

Настоящее изобретение относится к сушке материалов, состоящих из мелких частиц, фильтрованием во всасывающей сушилке.

В патенте FI 61739 представлены способ сушки и устройство для сушки материалов типа очеса, измельченных материалов, твердых или пористых материалов. При этом способе подвергающийся сушке материал размещается в чередовании с мелкопористой пропитанной жидкостью всасывающей поверхностью и подвергается гидравлическому контакту с жидкостью, которая удерживается под пониженным давлением по отношению к материалу, подвергающемуся сушке. Устройство, используемое при вышеупомянутом способе, включает в себя мелкопористую, всасывающую жидкость поверхность, где радиусы пор находятся, в основном, в пределах от 0,5 до 2 мкм.

Мелкопористая, всасывающая жидкость поверхность образует фильтрующую поверхность для фильтрующей среды всасывающей сушилки, причем фильтрующая поверхность вступает в контакт с сушащимся материалом, таким как взвесь. Когда фильтрующая поверхность, например, плоская и когда создается пониженное давление на поверхности, противоположной фильтрующей поверхности, контактирующей с фильтрующей средой, то на фильтрующей поверхности образуется, благодаря всасыванию, осадок, отфильтрованный от материала, подвергающегося сушке, причем этот осадок затем соскабливается с фильтрующей поверхности. Тем не менее, поверхность фильтра может засоряться из-за пористой структуры фильтрующей поверхности фильтрующей среды, а также из-за того, что сама фильтрующая среда постепенно забивается мелкими частицами материала, который подвергается сушке.

В соответствии с известным уровнем техники известно использование ультразвука при очистке фильтрующей поверхности фильтрующей среды во всасывающей сушилке, как описано в патенте FI 76705. В методе, описанном в патенте FI 76705, использование ультразвука требует, чтобы для продолжительной, интенсифицированной ультразвуком очистки фильтрующая поверхность вступала в контакт с соединяющей и очищающей жидкостью, такой как вода. В этом случае, когда фильтрующая поверхность окружена водой, необходимая мощность ультразвука не очень высока, и риск коррозии, вызываемой кавитацией, устраняется. Тем не менее, смена соединяющей и очищающей жидкости, необходимой вокруг фильтрующей среды, сокращает вместимость всасывающей сушилки и, таким образом, увеличивает стоимость установки и эксплуатации всасывающей сушилки.

Из FI 82388 известен способ очистки фильтрующей среды всасывающей сушилки, при котором имеет место очистка с помощью ультразвукового генератора и непосредственно после соскабливания отфильтрованного материала фильтрующей поверхности фильтрующей среды. В способе, представленном в патенте FI 82388, ультразвуковой генератор расположен в резервуаре с фильтруемой взвесью ниже уровня последней, чтобы осуществлять очистку фильтрующей среды при непрерывной работе. При высоком содержании твердых частиц в окружающей взвеси необходимая мощность ультразвука также повышается. Вследствие этого окружающая взвесь вызывает коррозию корпуса ультразвукового генератора из-за интенсивной кавитации. Возрастание мощности ультразвука и замена корпусов генератора повышают стоимость эксплуатации всасывающей сушилки.

При использовании механического шабера для удаления осадка, получаемого при фильтровании, часть осадка с фильтра остается между шабером и фильтрующей поверхностью. Поэтому в патенте FI 87539 представлен способ, при котором перед началом удаления получаемого при фильтровании осадка во всасывающей сушилке вызывается мгновенное знакопеременное давление для того, чтобы между фильтрующей поверхностью и получаемым при фильтровании осадком образовывалась тонкая пленка жидкости. В связи с образованием жидкостной пленки продувка газом направлена на другую кромку получаемого при фильтровании осадка, чтобы получаемый при фильтровании осадок стал отделяться от фильтрующей поверхности. Продувка газом, направленная на кромку получаемого при фильтровании осадка, может при необходимости интенсифицироваться с помощью дополнительной продувки газом, осуществляемой в середине фильтрующей поверхности. Использование знакопеременного давления и двухэтапной продувки газом, например, при работе с тонким осадком, получаемым при фильтровании, создает сложности, потому что в промежутках между этапами продувки и в конце снятия осадка, получаемого при фильтровании, всегда существует серьезный риск сломать получаемый при фильтровании осадок на мелкие части.

Задачей настоящего изобретения является устранение ряда недостатков, присущих известному уровню техники, и получение улучшенной фильтрующей среды для всасывающей сушилки, с помощью чего конструкция всасывающей сушилки может быть значительно упрощена, например, для обработки фильтрующей среды. Основные признаки новизны, имеющие место в настоящем изобретении, становятся очевидными из прилагаемой формулы изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением фильтрующая среда выполняется из такого материала, который может вибрировать на стандартной частоте. Величина стандартной частоты зависит от материала фильтрующей среды, и каждый материал, таким образом, имеет свою собственную стандартную частоту, отличную от соответствующей частоты другого материала. В соответствии с настоящим изобретением стандартная частота фильтрующей среды находится в диапазоне 20-60 кГц, преимущественно 25-40 кГц.

Представленная в настоящем изобретении фильтрующая среда выполняется преимущественно из керамического, металлического или другого материала, который может вибрировать при стандартной частоте. В материале, который предназначен для использования в качестве фильтрующей среды, имеются формованные отверстия или проточные каналы, проходящие через материал, чтобы подавать фильтруемую жидкость через фильтрующую среду с ее фильтрующей поверхности на противоположную поверхность. Когда фильтрующая среда представляет собой пористый материал, ее пористость может использоваться путем преимущественного создания проточных каналов, проходящих через фильтрующую среду, причем эти проточные каналы образуются порами материала. Если проточные каналы не образуются в материале посредством пор, то в фильтрующей среде выполняются отверстия малого диаметра, проходящие через фильтрующую среду, с тем чтобы обеспечить проход фильтрующей жидкости через фильтрующую среду. Траектория протекания фильтрующей жидкости через фильтрующую среду может также преимущественно представлять собой комбинацию проточных каналов, образованных порами и отверстиями, создаваемыми в фильтрующей среде.

В соответствии с настоящим изобретением вибрация фильтрующей среды, когда фильтрующая среда представляет собой какой-либо керамический материал, достигается, например, с помощью переменного тока, подаваемого на фильтрующую среду. Для металлического материала вибрация фильтрующей среды может достигаться, например, с помощью магнитного поля, подаваемого на фильтрующую среду.

В соответствии с настоящим изобретением фильтрующая среда может быть выполнена из материала, имеющего пьезоэлектрические свойства, такого как кварц, титанат бария, сульфат лития, колумбат лития, цирконат свинца или метаколумбат свинца. При подаче на фильтрующую среду такого типа переменного тока с частотой, соответствующей резонансной частоте фильтрующей среды, вызывается вибрацией фильтрующей среды. В этом случае фильтрующая среда работает так же, как генератор ультразвукового промывочного устройства, используемый в сочетании со всасывающей сушилкой.

Представленная в настоящем изобретении фильтрующая среда может быть также выполнена из магнитострикционного материала, такого как никель или его сплавы, железо и кобальт, а также алюминий и железо. Таким образом, вызывается вибрация фильтрующей среды, представленной в настоящем изобретении, когда фильтрующая среда помещена в переменное магнитное поле с частотой, равной резонансной частоте фильтрующей среды. Магнитное поле создается, например, с помощью обмотки вокруг фильтрующей среды, так что фильтрующая среда представляет собой сердечник катушки.

При использовании фильтрующей среды в соответствии с настоящим изобретением конструкция всасывающей сушилки может быть упрощена путем ликвидации, например, некоторых ее элементов, необходимых для очистки фильтрующей среды и для обработки осадка, получаемого при фильтровании во всасывающей сушилке. Такие дополнительные элементы используются, например, при удалении остаточной влаги с имеющего значительную толщину осадка, получаемого при фильтровании, потому что остаточная влага увеличивается по мере увеличения толщины слоя осадка, получаемого при фильтровании. Тем не менее, дополнительные элементы, используемые, например, для перемещения по отношению друг к другу частиц, содержащихся в осадке, получаемом при фильтровании, чтобы направить в канал по меньшей мере часть капель жидкости, образующей остаточную влагу, и, следовательно, чтобы уменьшить остаточную влагу, также требуют значительного технического обслуживания, и иногда полученная прибыль не компенсирует затраты. При использовании представленной в настоящем изобретении фильтрующей среды осадок, получаемый при фильтровании, может вибрировать нужным образом, и в качестве конечного продукта фильтрования образуется более сухой осадок.

При использовании фильтрующей среды, представленной в настоящем изобретении, всасывающая сушилка получает возможность работать в благоприятных условиях, а также без механического шабера, необходимого для удаления получаемого при фильтровании осадка поверхности фильтрующей среды. Механический шабер исправно работает, когда получаемый при фильтровании осадок достаточно толст. Тем не менее, удаление тонкого слоя этого осадка представляет сложность, для этого требуются дополнительные элементы, увеличивающие потребность в ремонте и обслуживании всасывающей сушилки. С другой стороны, при использовании фильтрующей среды, представленной в настоящем изобретении, может исправно удаляться тонкий и даже липкий осадок, полученный при фильтровании материала, состоящего из очень мелких частиц, такого как каолин и промышленные минералы, без дополнительных элементов, имеющихся во всасывающей сушилке.

В соответствии с настоящим изобретением фильтрующая среда, которая может приводиться в состояние вибрации, может также использоваться для самопромывки без отдельных ультразвуковых генераторов, потому что кавитация, необходимая при промывке, создается генерированием без дополнительных элементов.

Изобретение относится к сушке материалов фильтрованием во всасывающей сушилке. Фильтрующая среда сушилки соединена с источником переменного тока или магнитного поля для обеспечения вибрации фильтрующей среды на стандартной (резонансной) частоте, при этом использованы только те материалы, у которых резонансная частота находится в диапазоне 20 - 60 кГц. Изобретение позволяет упростить конструкцию сушилки путем ликвидации элементов, необходимых для очистки фильтрующей среды и для обработки осадка, получаемого при фильтровании во всасывающей сушилке. 12 з.п. ф-лы.

1. Всасывающая сушилка, содержащая фильтрующую среду из тонкой пористой пропитанной жидкостью всасывающей поверхности, образующей фильтрующую поверхность, на которой радиусы мелких пор находятся в диапазоне 0,5 - 2 мкм, причем создается пониженное давление на поверхности, противоположной фильтрующей поверхности фильтрующей среды, отличающаяся тем, что фильтрующая среда выполнена из материала, способного вибрировать, по существу, на стандартной частоте фильтрующего материала, при этом фильтрующая среда соединена с источником переменного тока или магнитного поля для обеспечения вибрации фильтрующей среды на стандартной частоте, которая находится в диапазоне 20 - 60 кГц. 2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что фильтрующая среда выполнена из любого пьезоэлектрического материала. 3. Сушилка по п.2, отличающаяся тем, что фильтрующая среда выполнена из кварца. 4. Сушилка по п.2, отличающаяся тем, что фильтрующая среда выполнена из титаната бария. 5. Сушилка по п.2, отличающаяся тем, что фильтрующая среда выполнена из цирконата свинца. 6. Сушилка по п.2, отличающаяся тем, что фильтрующая среда выполнена из сульфата лития. 7. Сушилка по п.2, отличающаяся тем, что фильтрующая среда выполнена из колумбата лития. 8. Сушилка по п.2, отличающаяся тем, что фильтрующая среда выполнена из метаколумбата свинца. 9. Сушилка по п. 1, отличающаяся тем, что вибрация фильтрующей среды обеспечивается посредством магнитного поля. 10. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что фильтрующая среда выполнена из любого магнитострикционного материала. 11. Сушилка по п.10, отличающаяся тем, что фильтрующая среда выполнена из никеля. 12. Сушилка по п.10, отличающаяся тем, что фильтрующая среда выполнена из сплава никеля, железа и кобальта. 13. Сушилка по п.10, отличающаяся тем, что фильтрующая среда выполнена из сплава алюминия и железа.