САМООЧИЩАЮЩИЙСЯ ФИЛЬТР Российский патент 2001 года по МПК B01D33/03 

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

Известен самоочищающийся фильтр, содержащий корпус с крышкой, камеры исходной и осветленной жидкости, фильтрующую перегородку, днище, выполненное в виде наклонных мембран, устройства для регенерации перегородки и удаления шлама [авт. cв. СССР N 1699514 A2, 1991].

Недостатком данного фильтра является недостаточно эффективная очистка перегородки вследствие того, что она осуществляется вихревыми потоками жидкости не по всей поверхности фильтровальной перегородки одновременно, а по мере перемещения вращающегося ротора вдоль перегородки.

За прототип взят самоочищающийся фильтр, содержащий корпус, внутри которого размещен фильтрующий элемент, выполненный в виде конусообразной камеры, жестко соединенной со сборным полым валом, и конический элемент [патент России N 2115458, B 01 D 33/03, 29/72, 1998].

Недостатком конструкции данного фильтра является интенсивная закупорка пор фильтрующей поверхности при изменении направления движения перегородки и сферы, так как установлено, что закупорка пор фильтрующего элемента так же, как и регенерация его ячеек происходит в первый момент при изменении направления перемещения, т. е. в те моменты, когда перегородка и сфера получают максимальные ускорения [Волобуев Н.К., Полуянченко E.К. Применение упругих колебаний в процессах фильтрования. Химическая промышленность, 1972, N 10].

Для устранения указанного недостатка предлагается конструкция самоочищающегося фильтра, содержащего корпус, в котором на полом сборном валу размещена фильтрующая камера, внутри которой находится конусная сфера, укрепленная на подвижном штоке.

Новым является то, что внутри фильтрующей камеры расположены две конусные сферы, находящиеся на подвижном штоке между фланцем и демпфирующим элементом. Конструкция устройства за счет демпфирующих элементов позволяет значительно снизить ускорение конусной сферы, а следовательно, и вызываемых ею ускорений твердых частиц загрязненной жидкости при их движении к перегородке при изменении направления перемещения фильтрующей камеры и конусных сфер.

На чертеже изображен общий вид самоочищающегося фильтра.

Фильтр содержит корпус 1 с входным патрубком 2. В сборном полом валу 3, размещенном во втулке 4 с возможностью перемещения, установлен подвижный шток 5, к фланцам 6 которого посредством демпфирующих элементов 7 прижимаются верхняя 8 и нижняя 9 конусные сферы. Такое соединение обеспечивает передачу усилий от штока 5 на сферы 8 и 9 через фланцы 6 при движении штока 5 в одном направлении и через демпфирующие элементы 7 при движении штока 5 в обратном направлении. Сферы 8 и 9 расположены внутри фильтрующих элементов, выполненных в виде конусных камер 10, жестко соединенных с полым валом 3. Между втулкой 4 и сборным полым валом 3 и между сборным полым валом 3 и штоком 5 установлены сальники (не показаны). Над сборным полым валом 3 и штоком 5 установлен комбинированный кулачок 11, состоящий из трех отдельных одинаковых кулачков, причем средний кулачок повернут на 180^o по отношению к крайним. Посредством вала с электродвигателем (не показаны) комбинированный кулачок 11 совершает вращательное движение. Для замыкания пар комбинированный кулачок 11 - сборный вал 3 и комбинированный кулачок 11 - шток 5 служат пружины 12 и 13. Отвод осветленной жидкости производится через сборный полый вал 3 и патрубок 14, а шлама - через патрубок 15 с дальнейшим его уплотнением в устройстве 16.

Самоочищающийся фильтр работает следующим образом
Исходная загрязненная жидкость из патрубка 2 поступает в корпус 1, проходит через фильтрующие перегородки камер 10 и отводится из фильтра через сборный полый вал 3 и патрубок 14. Взвешенные в исходной жидкости частицы начинают оседать на ячейках фильтрующих перегородок камер 10. Одновременно включается электродвигатель привода комбинированного кулачка 11, который, воздействуя через сборный полый вал 3 и шток 5 на фильтрующие камеры 10 и сферы 8 и 9, вынуждает их совершать колебательные движения в противоположном друг от друга направлениях с заданным законом движения: прямой ход - выстой - обратный ход. Профиль кулачков обеспечивает различные скорости и интервалы прямого и обратного ходов сфер и фильтрующих камер: при прямом ходе их скорости выше, а интервал меньше, чем при обратном.

Процесс разделения суспензии на поверхностях фильтрующих камер 10 происходит следующим образом. В какой-то момент времени под действием пружины 12 фильтрующая камера 10, жестко соединенная со сборным полым валом 3, перемещается вверх, а конусные сферы 8 и 9 под действием кулачка 11 и штока 5 вниз. Поскольку давление штока 5 на сферу 8 передается через демпфирующий элемент 7, то ее ускорения в начальный момент времени незначительны и она не вызывает резкого падения давления осветленной жидкости под верхней частью фильтрующей камеры 10, в силу чего процесс всасывания суспензии происходит без резких перепадов давлений над и под фильтрующей перегородкой, т.е. незначительные ускорения сферы 8 в начале фазы всасывания не вызывают значительного ускорения частиц суспензии, а следовательно, и резкого роста скорости закупорки пор фильтрующей перегородки в начальный период при изменении направления движения камеры 10 и сферы 8. Одновременно с фильтрацией в верхней части камеры 10 в нижней происходит регенерация фильтрующей поверхности, так как нижняя часть камеры 10 и сфера 9 движутся навстречу друг другу. При этом давление штока 5 непосредственно передается на сферу 9, вызывая в начальный момент движения сферы ее максимальные ускорения, что, в свою очередь, вызывает резкое ускорение движущейся осветленной жидкости, которая, проходя через фильтрующую поверхность нижней части камеры, очищает ее. При дальнейшем повороте комбинированного кулачка 11 фильтрующая камера 10 и конусные сферы 8 и 9 движутся в противоположных направлениях, процесс повторяется, только в верхней части фильтрующей камеры происходит процесс регенерации фильтрующей перегородки, а на нижней - процесс фильтрации. Процессы, протекающие в нижней фильтрующей камере, аналогичны рассмотренным.

Таким образом, за счет установки в фильтрующей камере двух конусных сфер с демпфирующими элементами при изменении направления движения камеры и сфер обеспечивается значительное снижение ускорений частиц суспензии при их движении к перегородке и, следовательно, исключается возможность резкого увеличения скорости закупорки пор фильтрующей перегородки в процессе фильтрации.

Изобретение предназначено для очистки жидкости фильтрованием. Фильтр содержит корпус, внутри которого размещены фильтрующие камеры, конусные сферы и подвижный шток. Внутри конусных камер установлено по две конусные сферы, расположенные между фланцами подвижного штока и демпфирующими элементами, что обеспечивает передачу усилий от штока на сферы через фланец при движении штока в одном направлении и через демпфирующий элемент при движении штока в обратном направлении. Изобретение обеспечивает улучшение условий фильтрования. 1 ил.

Самоочищающийся фильтр, содержащий корпус, внутри которого размещены фильтрующие элементы, выполненные в виде конусных камер, жестко соединенных со сборным полым валом, и подвижный шток, отличающийся тем, что внутри конусных камер установлено по две конусных сферы, расположенные между фланцами подвижного штока и демпфирующими элементами, что обеспечивает передачу усилий от штока на сферы через фланец при движении штока в одном направлении и через демпфирующий элемент при движении штока в обратном направлении.