ФИЛЬТР-ПРЕСС Российский патент 2002 года по МПК B01D25/12 

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к фильтр-прессам для фильтрования промышленных средне- и труднофильтруемых суспензий, и может быть использовано при обезвоживании осадков сточных вод и других жидких гетерогенных систем в химической и смежных отраслях промышленности.

Известен фильтр-пресс, содержащий раму и механизм зажима, а также вертикально размещенные упорную, нажимную плиты и набор фильтровальных плит, подвешенных на верхней балке при помощи кронштейнов с роликами. Все фильтровальные плиты и нажимная плита соединены между собой ограничительными планками. После окончания цикла работы фильтр-пресса нажимную плиту отодвигают в нерабочее положение возле задней стойки, тем самым раскрывая весь пакет фильтровальных плит. При этом благодаря вышеуказанным ограничительным планкам между плитами образуются одинаковые промежутки для выгрузки осадка, (см. авт. свид. СССР 613776, МКИ B 01 D 25/12, опубл. в БИ 25, 1978 г.).

Однако существенным недостатком рассмотренной конструкции фильтр-пресса является его большой габарит в длину, что связано с необходимостью раздвигать при выгрузке осадка все фильтровальные плиты одновременно. Особенно этот недостаток проявляется при значительном увеличении поверхности фильтрования фильтр-пресса (свыше 100 м²), в то время как в настоящее время ведущей тенденцией в фильтростроении является как раз создание фильтровального оборудования с большой фильтровальной поверхностью.

Наиболее близким к заявляемому (прототипом) является фильтр-пресс, содержащий раму и механизм зажима, а также вертикально размещенные упорную, нажимную плиты и набор фильтровальных плит, подвешенных на верхней балке при помощи кронштейнов с роликами. При этом указанные фильтровальные плиты соединены между собой, а также с нажимной плитой и передней стойкой ограничительными планками. Механизм перемещения фильтровальных плит оборудован силовыми агрегатами для посекционного раскрытия фильтр-пресса, выполненными в виде гидроцилиндров, установленных на верхней балке вдоль ее продольной оси. Рабочий орган каждого из указанных силовых агрегатов соединен с кронштейном подвески промежуточной фильтровальной плиты (промежуточными фильтровальными плитами называются приводные плиты, которые соединены с рабочими органами силовых агрегатов (например, со штоками гидроцилиндров) и служат для посекционного раскрытия фильтр-пресса) раскрываемой им секции, расположенной первой в указанной секции по ходу перемещения плит. При этом промежуточные плиты делят пакет фильтровальных плит преимущественно на равные части (см. заявку на полезную модель 2000112044/20 от 12.05.2000, решение ОФЭ ФИПС о выдаче свидетельства РФ от 11.08.2000 г.).

После окончания процесса фильтрования нажимная плита при помощи механизма зажима плит и ограничительных планок раздвигает фильтровальные плиты первой секции фильтр-пресса для выгрузки осадка, которая осуществляется под его собственным весом. После выгрузки осадка из первой секции штоки гидроцилиндров по очереди перемещают соединенные с ними промежуточные плиты. За счет этого последовательно раскрываются остальные секции фильтр-пресса и сдвигаются вместе фильтровальные плиты ранее раскрытых секций, из которых был выгружен осадок. После выгрузки осадка из всего фильтр-пресса фильтровальные плиты собирают вместе при помощи нажимной плиты, сжимают рабочим усилием в герметичный пакет и начинают новый цикл фильтрования.

Использование описанной конструкции существенно сокращает длину фильтр-пресса, так как в данном случае одновременно раздвигается лишь ограниченное количество плит, содержащихся в одной секции. Поэтому нет необходимости в механизме зажима плит с большим ходом рабочего органа.

Однако из-за того, что усилие силовых агрегатов раздвижки фильтровальных плит второй и последующих секций фильтр-пресса прикладывается к промежуточным плитам в их верхней части, возникает момент сил, приводящий к перекосу указанных плит. А это, в свою очередь, приводит к уменьшению зазора в нижней части между промежуточной и смежными с нею плитами, что препятствует свободной выгрузке отфильтрованного осадка. Кроме того, из-за указанного выше уменьшения зазора между плитами возникают сложности при проведении регенерации фильтрующих элементов на указанных плитах.

В основу изобретения поставлена задача обеспечения гарантированной выгрузки осадка из каждой фильтровальной плиты фильтр-пресса большой единичной мощности с посекционным раскрытием пакета плит за счет оснащения промежуточных (приводных) плит элементами, препятствующими их отклонению от вертикального положения при перемещении силовыми агрегатами. Это позволяет выгружать осадок, регенерировать фильтрующую ткань и выполнять другие операции в условиях, когда зазоры между всеми фильтровальными плитами имеют достаточную для проведения вышеуказанных операций величину.

Задача решается благодаря тому, что в фильтр-прессе с посекционной выгрузкой осадка, включающем переднюю и заднюю стойки, соединяющую указанные стойки продольную верхнюю балку с подвешенной на ней нажимной плитой, механизм зажима плит, шток которого соединен с нажимной плитой, пакет фильтровальных плит, подвешенных на верхней балке при помощи кронштейнов и расположенных между передней стойкой и нажимной плитой, при этом указанные фильтровальные плиты соединены между собой, а также с нажимной плитой и передней стойкой ограничительными планками, силовые агрегаты для посекционного раскрытия фильтр-пресса, которые установлены на верхней балке вдоль ее продольной оси и рабочие органы которых шарнирно соединены с кронштейнами подвески промежуточных фильтровальных плит, разделяющих пакет фильтровальных плит на секции, согласно изобретению, каждая промежуточная фильтровальная плита снабжена по меньшей мере одним из ограничительных роликов, установленных на кронштейне ее подвески со смещением от последнего вдоль продольной оси фильтр-пресса и взаимодействующих с упорными поверхностями продольных профилей, преимущественно верхней балки.

В одном из вариантов реализации изобретения ограничительные ролики установлены сзади промежуточных плит по ходу раскрытия фильтр-пресса по обе стороны от его продольной оси. В другом варианте ограничительные ролики установлены по обе стороны соответствующих промежуточных плит. В обоих указанных вариантах может быть предусмотрено регулирование положения ограничительных роликов по высоте.

Установка ограничительных роликов сзади промежуточных плит по ходу раскрытия фильтр-пресса обеспечивает гарантированный зазор между соответствующей промежуточной плитой и следующей за ней фильтровальной плитой в их нижней части.

Установка ограничительных роликов впереди промежуточных плит по ходу раскрытия фильтр-пресса обеспечивает гарантированный зазор между соответствующей промежуточной плитой и примыкающей к ней спереди фильтровальной плитой в их нижней части.

Для обеспечения гарантированного зазора слева и справа от каждой из промежуточных плит целесообразно устанавливать ограничительные ролики по обе стороны этих плит.

Установка ограничительных роликов по обе стороны от продольной оси фильтр-пресса позволяет симметрично распределить нагрузку и избежать перекоса промежуточных плит в плоскости их фильтрующей поверхности.

Предусмотренная конструктивная возможность регулирования положения ограничительных роликов по высоте обеспечивает их оптимальное взаимодействие с упорной поверхностью во время наладки фильтр-пресса и на протяжении всей его последующей эксплуатации.

Перечисленные выше особенности заявляемой конструкции устраняют все проблемы с промежуточными плитами, связанные с выгрузкой отфильтрованного осадка и регенерацией фильтрующих перегородок в зазорах между ними и смежными фильтровальными плитами.

Изобретение иллюстрируется прилагаемыми чертежами, на которых изображены:
фиг.1 - заявляемый фильтр-пресс в рабочем положении (все плиты сжаты);
фиг. 2 - фильтр-пресс по фиг.1 с раскрытой для выгрузки осадка первой секцией;
фиг. 3 - фильтр-пресс по фиг.1 с раскрытой для выгрузки осадка второй секцией;
фиг.4 - вид сверху на фильтр-пресс по фиг.2;
фиг. 5 - вид сверху на фильтр-пресс по фиг.2 (вариант расположения ограничительных роликов);
фиг.6 - место А фиг.2 (увеличено);
Фильтр-пресс (фиг.1) содержит переднюю 1 и заднюю 2 стойки, соединенные между собой верхней балкой 3 и нижними боковыми стяжками 4. На верхней балке 3 между указанными стойками 1, 2 размещен набор фильтровальных плит 5, промежуточные фильтровальные плиты 6, 7 и нажимная плита 8, взаимодействующая с механизмом зажима плит 9. Фильтровальные плиты 5, а также промежуточные плиты 6, 7 оснащены фильтрующими перегородками (на чертежах не показаны) и подвешены на верхней балке 3 соответственно при помощи кронштейнов 10, 11 и 12. Каждый из указанных кронштейнов 10, 11, 12 оснащен двумя роликами 13 (фиг.6) для перемещения вдоль верхней балки 3 по направляющим рейкам 14, установленным на той же верхней балке 3. Кроме того, кронштейны 11, 12 промежуточных плит 6, 7 оснащены тягами 15 и 16. Промежуточные плиты 6, 7 делят весь пакет фильтровальных плит 5 примерно на равные части (фиг.1).

На верхней балке 3 установлены также гидроцилиндры 17 и 18 (фиг.1), рабочие органы которых - штоки 19 и 20 скреплены соответственно с тягами 15 и 16. Все фильтровальные плиты 5 соединены между собой, с промежуточными плитами 6, 7, а крайние из них - соответственно с нажимной плитой 8 и передней стойкой 1 ограничительными планками 21. На кронштейнах подвески 11, 12 промежуточных плит 6, 7 прикреплены дополнительные кронштейны 22 (фиг.6), в которых на резьбовых стержнях 23 установлены ограничительные ролики 24, 25, контактирующие с упорной горизонтальной поверхностью 26 профиля верхней балки 3. Резьбовые стержни 23 закреплены в кронштейнах 22 с помощью гаек 27, что обеспечивает возможность регулировки положения ограничительных роликов 24, 25 относительно контактной поверхности 26 профиля верхней балки 3.

Фильтр-пресс работает следующим образом.

Исходная суспензия подается в заранее сжатый с помощью механизма зажима плит 9 набор фильтровальных плит 5. В процессе фильтрования жидкая фаза суспензии проходит через фильтрующие перегородки и отводится из фильтр-пресса. Одновременно осадок, задерживающийся на фильтрующих перегородках, заполняет камеры фильтровальных плит 5. После окончания процесса фильтрования нажимная плита 8 с помощью механизма зажима плит 9 отводится в крайнее нерабочее положение возле задней стойки 2 (фиг.2). При этом благодаря ограничительным планкам 21 начинают двигаться фильтровальные плиты 5 первой секции фильтр-пресса. Когда нажимная плита 8 остановится возле задней стойки 2, плиты первой секции будут отстоять одна от другой на одинаковом расстоянии, достаточном для выгрузки осадка, которая осуществляется под его собственным весом.

Во время заключительной фазы подхода нажимной плиты 8 к задней стойке 2 гидроцилиндр 17 своим выдвинутым штоком 19 продолжает нажимать через тягу 15 на кронштейн 11 подвески промежуточной плиты 6 и таким образом удерживает фильтровальные плиты 5 второй (закрытой) секции фильтр-пресса от перемещения. При этом возникает момент сил, так как шток 19 нажимает на кронштейн 11 в направлении, противоположном тому, куда тянет промежуточную плиту 6 ее ограничительная планка 21. Однако перекоса данной плиты 6 под действием указанного момента сил не происходит, так как в описываемой конструкции ему противодействует ограничительный ролик 25, закрепленный на дополнительном кронштейне 22 со стороны штока 19 гидроцилиндра 17 (фиг.6). Отсутствие перекоса промежуточной плиты 6 обеспечивает требуемый зазор между нею и смежной фильтровальной плитой 5 первой секции фильтр-пресса и тем самым создает нормальные условия для выгрузки из всех плит первой секции отфильтрованного осадка.

После выгрузки осадка из первой секции гидроцилиндр 17 начинает втягивать свой шток 19 и за счет взаимодействия с кронштейном 11 сдвигает вместе фильтровальные плиты 5 первой секции фильтр-пресса и раскрывает фильтровальные плиты второй секции. В этом случае на промежуточную плиту 6 начинает действовать момент сил, направленный в противоположную сторону по сравнению с раскрытием первой секции. Указанный момент сил стремится повернуть промежуточную плиту 6 по часовой стрелке (в плоскости чертежа) и, сблизив ее нижнюю часть со следующей за нею фильтровальной плитой 5, перекрыть зазор между данными плитами. Этому противодействует ограничительный ролик 24, установленный на дополнительном кронштейне 22 сзади промежуточной плиты 6 по ходу раскрытия фильтр-пресса (фиг.6).

Благодаря ограничительным планкам 21 фильтровальные плиты 5 второй раскрытой секции фильтр-пресса также располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга (фиг.3). Выдвинутый шток 20 гидроцилиндра 18 так же, как и шток 19 гидроцилиндра 17 в случае раскрытия первой секции, удерживает от раздвигания фильтровальные плиты 5 закрытой третьей секции фильтр-пресса за счет взаимодействия с тягой 16 кронштейна 12. При этом, как уже указывалось выше, требуемый зазор для выгрузки осадка между промежуточной плитой 6 и смежной с нею фильтровальной плитой второй секции обеспечивается ограничительным роликом 24, установленным на кронштейне подвески 11 (фиг.6). Аналогичный зазор между промежуточной плитой 7 и расположенной впереди нее смежной фильтровальной плитой обеспечивается ограничительным роликом 25, установленным на кронштейне подвески 12 (фиг.3). Разгрузка фильтровальных плит второй секции осуществляется так же, как и в случае первой секции.

После выгрузки осадка из второй секции гидроцилиндр 18 начинает втягивать свой шток 20 и за счет взаимодействия с тягой 16 кронштейна 12 подвески промежуточной плиты 7 сдвигает вместе фильтровальные плиты 5 второй секции и раскрывает фильтровальные плиты третьей секции. При этом требуемый зазор для выгрузки осадка между промежуточной плитой 7 и смежной с нею фильтровальной плитой 5 третьей секции обеспечивается ограничительным роликом 24, установленным на кронштейне подвески 12 (фиг.3). Разгрузка фильтровальных плит третьей секции осуществляется так же, как и в случае первой и второй секций.

После выгрузки осадка из всех фильтровальных плит 5 фильтр-пресса включают механизм зажима плит 9 и при помощи нажимной плиты 8 собирают указанные фильтровальные плиты вместе, а затем сжимают их рабочим усилием для герметизации пакета, что дает возможность начать новый цикл фильтрования.

В случае необходимости регулировки положения ограничительных роликов 24, 25 по высоте относительно упорной поверхности 26 профиля верхней балки 3 ослабляют гайки 27 (фиг.6) на дополнительных кронштейнах 22 и изменяют высоту установки резьбовых стержней 23. После завершения регулировки гайки 27 надежно затягивают.

Заявляемая конструкция фильтр-пресса позволяет использовать ограничительные ролики в различных количествах и вариантах расположения относительно промежуточной плиты и продольной оси аппарата. Так, эффект улучшения условий для выгрузки осадка достигается уже при установке одного ограничительного ролика сзади промежуточной плиты по ходу раскрытия фильтр-пресса. Между тем для симметричного распределения нагрузки на промежуточную плиту в плоскости ее рабочей поверхности представляется целесообразной установка двух таких роликов, как это показано на фиг.5.

Для обеспечения надежной выгрузки осадка из зазоров по обе стороны от промежуточной плиты эффективной является конструкция фильтр-пресса, подробно описанная выше в качестве примера реализации изобретения и показанная на фиг. 1-4, 6. В данной конструкции предусмотрено два ограничительных ролика 24, 25 для каждой промежуточной плиты, по одному спереди и сзади. При этом ролик 25 обеспечивает требуемый зазор для выгрузки осадка из самой промежуточной плиты, а ролик 24 - из смежной с нею фильтровальной плиты, расположенной сзади по ходу раскрытия фильтр-пресса.

Возможен также вариант использования четырех ограничительных роликов (на чертежах не показан), по два спереди и сзади промежуточной плиты. Этот вариант наиболее оптимален с точки зрения равномерности распределения нагрузки на промежуточную плиту и гарантирования требуемых зазоров для выгрузки осадка слева и справа от промежуточной плиты. Однако он представляется несколько громоздким.

В описанных выше примерах реализации изобретения ролики 24, 25 опираются на упорную поверхность 26 профиля самой верхней балки 3. Однако это не исключает возможности использования в конструкции дополнительных профилей, которые могут быть закреплены на балке 3 и использоваться в качестве упорной поверхности.

Следует подчеркнуть, что описанные примеры лишь иллюстрируют использование изобретения и не ограничивают возможности применения последнего в других фильтр-прессах с посекционной выгрузкой осадка. Так, например, вместо гидроцилиндров могут быть применены другие силовые агрегаты, включая пневматические и электрические. Также может изменяться количество секций в пакете фильтровальных плит, обусловленное производительностью аппарата и другими эксплуатационными характеристиками.

Конструкция заявляемого фильтр-пресса позволяет надежно выгружать осадок из всех без исключения фильтровальных плит, эффективно регенерировать фильтрующую ткань и выполнять другие операции за счет обеспечения требуемых технологических зазоров между всеми фильтровальными плитами при посекционном раскрытии фильтр-пресса.

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к фильтр-прессам для фильтрования промышленных средне- и труднофильтруемых суспензий, и может быть использовано при обезвоживании осадков сточных вод и других жидких гетерогенных систем в химической и смежных отраслях промышленности. Фильтр-пресс с посекционной выгрузкой осадка содержит переднюю и заднюю стойки, соединяющую их продольную верхнюю балку с подвешенной на ней нажимной плитой, пакет фильтровальных плит, подвешенных на верхней балке при помощи кронштейнов и соединенных между собой, с нажимной плитой и передней стойкой ограничительными планками, при этом каждая промежуточная плита снабжена по крайней мере одним ограничительным роликом, присоединенным к кронштейну для его подвески со смещением от кронштейна в направлении продольной оси фильтр-пресса и возможностью взаимодействия с упорной поверхностью профиля верхней балки или дополнительных профилей, закрепленных на этой балке. Достигается гарантированная выгрузка осадка из каждой плиты фильтр-пресса. 3 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Фильтр-пресс с посекционной выгрузкой осадка, включающий переднюю и заднюю стойки, соединяющую указанные стойки продольную верхнюю балку с подвешенной на ней нажимной плитой, механизм зажима плит, шток которого соединен с нажимной плитой, пакет фильтровальных плит, подвешенных на верхней балке при помощи кронштейнов и расположенных между передней стойкой и нажимной плитой, при этом указанные фильтровальные плиты соединены между собой, а также с нажимной плитой и передней стойкой ограничительными планками, силовые агрегаты для посекционного раскрытия фильтр-пресса, которые установлены на верхней балке вдоль ее продольной оси и рабочие органы которых соединены с кронштейнами подвески промежуточных фильтровальных плит, разделяющих пакет фильтровальных плит на секции, отличающийся тем, что каждая промежуточная плита снабжена по крайней мере одним ограничительным роликом, присоединенным к кронштейну для ее подвески со смещением от кронштейна в направлении продольной оси фильтр-пресса и возможностью взаимодействия с упорной поверхностью профиля верхней балки или дополнительных профилей, закрепленных на этой балке. 2. Фильтр-пресс по п. 1, отличающийся тем, что ограничительные ролики установлены сзади промежуточных плит по ходу раскрытия фильтр-пресса по обе стороны от его продольной оси. 3. Фильтр-пресс по п. 1, отличающийся тем, что ограничительные ролики установлены по обе стороны промежуточных плит. 4. Фильтр-пресс по пп.1-3, отличающийся тем, что ограничительные ролики установлены с возможностью регулирования их положения по высоте.