ФИЛЬТРОВАЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2003 года по МПК B01D36/00 B01D37/04 

Изобретение относится к пищевой, химической и нефтехимической промышленности и может быть использовано для фильтрации жидкостей, в частности сока, вина, пива, сахарного сиропа, нефти, химрастворов и т.п.

Известна фильтровальная установка (см. описание к заявке на полезную модель по свидетельству 22060, МПК⁷ B 01 D 36/02, опубл. 10.03.2002 г.), которая включает устройство выработки команд управления, соединенные между собой системой трубопроводов насос, накопительную емкость, снабженные камерами сбора осадка и клапанами автоматического сброса осадка, по меньшей мере, один патронный фильтр и, по меньшей мере, один гидроциклон, на входе и выходе которого установлены измерители давления. Вход и выход патронного фильтра соединены байпасным (резервным) трубопроводом с запорной арматурой. Патронный фильтр установлен перед гидроциклоном и снабжен фильтровальным ситом.

Недостатком полезной модели является отсутствие контроля факта нарушения целостности сита и его повышенного загрязнения. Ручное управление регулирующим клапаном на выходе из гидроциклона при визуальном наблюдении за манометрами требует постоянного присутствия оператора. Отсутствие контроля за уровнем поступающей на фильтрацию жидкости в емкости может привести при ее недостатке к нарушению технологического процесса, так как на вход насоса может поступать либо жидкость, либо воздух, подобная пульсация поднимает осадок со дна емкости, со стенок трубопроводов и в этом случае фильтр работает не в рабочем режиме.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение качества фильтрации и автоматизации технологического процесса.

Указанный технический результат достигается тем, что фильтровальная установка, включающая устройство выработки команд управления, соединенные между собой системой трубопроводов насос, накопительную емкость, снабженные камерами сбора осадка и клапанами автоматического сброса осадка, по меньшей мере, один патронный фильтр, вход и выход которого соединены байпасным трубопроводом с запорной арматурой, и, по меньшей мере, один гидроциклон, на входе и выходе которого установлены измерители давления, дополнительно снабжена сигнализатором и инверсионным распределителем, соединенным трубопроводами с регулирующим клапаном, накопительной емкостью и выходным трубопроводом, патронный фильтр снабжен на входе измерителем давления, накопительная емкость снабжена датчиками уровней, при этом измерители давления снабжены датчиками, а устройство выработки команд управления выполнено в виде контроллера, входы которого электрически соединены с выходами датчиков измерителей давления и уровней, а выходы - с силовыми цепями приводов клапанов автоматического сброса осадка, с приводом регулирующего клапана, с приводом заслонки инверсионного распределителя и со входом сигнализатора.

Кроме того:
- запорная арматура выполнена в виде клапанов и снабжена приводами, силовые цепи которых соединены с выходами контроллера;
- камера сбора осадка гидроциклона соединена с водопроводной магистралью;
- камера сбора осадка патронного фильтра закреплена с возможностью поворота относительно вертикальной оси на 180^o.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена функциональная схема установки; на фиг.2 - структурная электросхема установки.

Фильтровальная установка включает накопительную емкость 1, снабженную датчиками 2 верхнего и нижнего уровня, насос 3, соединенный на входе с накопительной емкостью 1, а на выходе - с измерителем давления 4, и с входом патронного фильтра 5. Патронный фильтр 5 снабжен камерой 6 сбора осадка, щетками 7 с приводом 8, фильтровальным ситом 9. Выход камеры 6 сбора осадка соединен с клапаном 10 сброса осадка, снабженным приводом 11. Вход и выход патронного фильтра соединены байпасным трубопроводом 12 с запорной арматурой в виде клапанов 13, 14, 15 с приводами 16, 17, 18.

Вход гидроциклона 19 соединен трубопроводом с измерителем давления 20 и выходом патронного фильтра 5.

На выходе гидроциклона 19 установлен измеритель давления 21 и регулирующий клапан 22 с приводом 23. Выход регулирующего клапана 22 соединен через инверсионный распределитель 24, снабженный приводом 25 заслонки 26 с накопительной емкостью 1 и с выходным трубопроводом 37. Гидроциклон 19 внизу снабжен клапаном 27 сброса осадка из гидроциклона с приводом 29 и камерой 31 сбора осадка с установленным внизу клапаном 28 сброса осадка, снабженным приводом 30. Камера 31 сбора осадка соединена с водопроводной магистралью 32 через клапан 33 с приводом 34. Датчики 4¹, 20¹, 21¹ измерителей давления 4, 20, 21 и датчики уровня 2 соединены со входами контроллера 35. Выходы контроллера 35 соединены с силовыми цепями привода 8 щеток 7 патронного фильтра 5, привода 11 клапана 10 сброса осадка патронного фильтра 5, привода 16 клапана 13, привода 17 клапана 14, привода 18 клапана 15, привода 23 клапана 22, привода 25 заслонки 26 инверсионного распределителя 24, привода 29 клапана 27 сброса осадка и привода 30 клапана 28 сброса осадка и со входом сигнализатора 36, выполненного в виде светового или звукового устройства. Измерители давления 4, 20, 21 с датчиками 4¹, 20¹, 21¹ могут быть выполнены, например, типа "МЕТРАН-43". Контроллер 35 может быть выполнен, например, типа "SIMATIC S7-200".

Фильтровальная установка работает следующим образом.

Жидкость самотеком поступает в накопительную емкость 1, затем насосом 3 подается на вход патронного фильтра 5. В патронном фильтре 5 производится очистка жидкости от крупновзвешенных частиц, которые задерживаются фильтровальным ситом 9, осадок очищается щетками 7, приводимыми во вращательное движение приводом щеток 8 и сбрасывается в камеру 6 сбора осадка, который удаляется через клапан 10 сброса осадка, управляемый приводом 11.

При превышении заданного значения ΔP₂, вызванного засорением патронного фильтра 5, контроллер 35 подает сигналы на сигнализатор 36, на силовую цепь привода 17 клапана 14 байпасного трубопровода 12. Клапан 14 открывается. Затем сигналы подаются на силовые цепи приводов 16, 18 и закрываются клапаны 13, 15. Затем сигнал подается на силовую цепь привода 8 щеток 7 и привод 8 отключается. Оператор раскрепляет камеру 6 сбора осадка, поворачивает ее на 180^o и заменяет фильтровальное сито 9, затем закрепляет камеру 6 сбора осадка к патронному фильтру 5 и, нажав соответствующую кнопку на контроллере 35, приводит данный контур управления контроллера 35 в исходное положение, причем контроллер 35 настроен так, что при установке контроллера в исходное положение последовательность подачи сигналов на приводы клапанов следующая: вначале открываются клапаны 13, 15, а затем закрывается клапан 14.

Такие же операции производятся, если ΔP₂ принимает значение, меньше заданного, что происходит при нарушении целостности фильтровального сита 9.

Затем жидкость тангенциально поступает в гидроциклон 19, где происходит тонкая очистка жидкости. Заданное значение ΔP₁ на входе и выходе гидроциклона 19 поддерживается регулирующим клапаном 22 путем подачи на привод 23 управляющего сигнала, формируемого контроллером 35 по сигналам, поступающим с датчиков 20¹, 21¹ измерителей давления 20, 21. Постоянство перепада давления ΔP₁ обеспечивает оптимальный рабочий режим гидроциклона 19, чем достигается качество фильтрации.

Далее жидкость поступает в инверсионный распределитель 24, который распределяет жидкость, направляя ее либо в выходной трубопровод 37, либо в накопительную емкость 1.

Управление инверсионным распределителем 24 производится путем подачи сигнала на силовую цепь привода 25 заслонки 26, который формируется контроллером 35 под действием поступающих на контроллер 35 сигналов с датчиков 2 верхнего и нижнего уровней накопительной емкости 1.

Если поверхность жидкости опускается ниже заданного значения, инверсионный распределитель 24 направляет жидкость в накопительную емкость 1.

Если поверхность жидкости поднимется выше заданного значения, инверсионный распределитель 24 направляет ее в выходной трубопровод 37.

Накопительная емкость 1 необходима для поддержания непрерывности технологического процесса, т.к., поступление жидкости самотеком может быть различной производительности.

Периодически камера 31 сбора осадка гидроциклона 19 опорожняется от осадка. Для этого последовательно по сигналам контроллера 35 на силовые цепи приводов 29, 30 открываются клапан 27 гидроциклон 19 и клапан 28 камеры сброса осадка.

Во время сброса осадка подается сигнал от контроллера 35 на силовую цепь привода 34 клапана 33 и производится промывка камеры 31 сбора осадка.

Использование фильтровальной установки позволит повысить качество фильтруемой жидкости, обеспечить непрерывность технологического процесса практически при полной его автоматизации.

Изобретение относится к пищевой, химической и нефтехимической промышленности и может быть использовано для фильтрации жидкостей. Установка включает устройство выработки команд управления, соединенные между собой системой трубопроводов насос, накопительную емкость, снабженные камерами сбора осадка и клапанами автоматического сброса осадка патронный фильтр и гидроциклон. На входе и выходе гидроциклона установлены измерители давления, при этом вход и выход патронного фильтра соединены байпасным трубопроводом с запорной арматурой. Установка снабжена сигнализатором и инверсионным распределителем, соединенным трубопроводами с регулирующим клапаном, накопительной емкостью и выходным трубопроводом. Патронный фильтр снабжен на входе измерителем давления. Накопительная емкость снабжена датчиками уровней. Измерители давления снабжены датчиками, а устройство выработки команд управления выполнено в виде контроллера, входы которого электрически соединены с выходами датчиков измерителей давления и уровней, а выходы - с силовыми цепями приводов клапанов автоматического сброса осадка, с приводом регулирующего клапана, приводом заслонки инверсионного распределителя и входом сигнализатора. Данная конструкция установки позволяет повысить качество фильтрации за счет автоматизации технологического процесса. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Фильтровальная установка, включающая устройство выработки команд управления, соединенные между собой системой трубопроводов насос, накопительную емкость, снабженные камерами сбора осадка и клапанами автоматического сброса осадка патронный фильтр и гидроциклон, на входе и выходе которого установлены измерители давления, при этом вход и выход патронного фильтра соединены байпасным трубопроводом с запорной арматурой, отличающаяся тем, что она снабжена сигнализатором и инверсионным распределителем, соединенным трубопроводами с регулирующим клапаном, накопительной емкостью и выходным трубопроводом, патронный фильтр снабжен на входе измерителем давления, накопительная емкость снабжена датчиками уровней, при этом измерители давления снабжены датчиками, а устройство выработки команд управления выполнено в виде контроллера, входы которого электрически соединены с выходами датчиков измерителей давления и уровней, а выходы - с силовыми цепями приводов клапанов автоматического сброса осадка, с приводом регулирующего клапана, приводом заслонки инверсионного распределителя и входом сигнализатора. 2. Фильтровальная установка по п.1, отличающаяся тем, что запорная арматура выполнена в виде клапанов и снабжена приводами, силовые цепи которых соединены с выходами контроллера. 3. Фильтровальная установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что камера сбора осадка гидроциклона соединена с водопроводной магистралью. 4. Фильтровальная установка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что камера сбора осадка патронного фильтра закреплена с возможностью поворота относительно вертикальной оси на 180^o.