РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ВАКУУМНОГО ФИЛЬТРА Российский патент 2005 года по МПК B01D33/82 

Изобретение относится к совершенствованию конструкции распределительной головки вращающихся вакуум-фильтров типа барабанных или дисковых, применяемых в глиноземном производстве и других отраслях химических и гидрометаллургических производств.

Известна распределительная головка вращающихся вакуум-фильтров (Николаев А.Ф., Бляхер И.Г., Шинделевич Л.Л. и др. Распределительная головка вращающегося вакуум-фильтра. А.с. №352661, 1968 г.) с полостями для подвода вакуума и приема фильтрата, а также отдувочного воздуха, в которой к ее корпусу примыкают с двух сторон притертые шайбы. С внутренней стороны головки стационарная распределительная шайба соприкасается с вращающейся ячейковой, с наружной примыкает подвижная или поворотная шайба, но не вращающаяся вместе с цапфой фильтра благодаря посадке на вал с подшипником. К подвижной шайбе прикреплен рычаг, предназначенный для ее разворота на угол в пределах зоны фильтрования. В свою очередь, в вакуумной полости данной зоны размещен поворотный мостик в виде цилиндра, который прикреплен одним концом к подвижной шайбе с прижимной пружинкой, а другим - входит в отверстие распределительной шайбы. При повороте подвижной шайбы с помощью рычага на определенный угол цилиндр перемещается в вакуумной зоне, отсекая часть зоны, что позволяет регулировать продолжительность пребывания фильтрующей поверхности фильтра под вакуумом, т.е. влиять на производительность. Для предотвращения сообщения вакуумной зоны с атмосферой перед подшипником подвижной шайбы размещается уплотняющее кольцо.

Известна распределительная головка, в которой поворотный мостик размещается в том числе и в зоне сушки (промывки) (Надеин В.И., Хилько В.И., Бескровный А.П. и др. Распределительная головка для вращающегося вакуум-фильтра, а.с. №1056877, 1982).

У рассмотренных распределительных головок чрезмерно усложнена конструкция из-за необходимости установки трех притертых шайб, включая ячейковую вращающуюся, вместо двух у фильтров традиционной конструкции. Регулировать производительность на таких фильтрах можно также посредством изменения частоты вращения или изменения уровня суспензии в корыте фильтра (барабанный фильтр). При работе с алюминатными растворами, где во время длительной остановки возможно выделение осадка из раствора и инкрустация поверхностей, вакуумные фильтры с такими головками не применяются.

Известна распределительная головка вращающегося вакуумного фильтра (Шмигидин Ю.И. Разделение суспензий в глиноземном производстве. ВАМИ, СПб., 2002, с.71-74, 222-225), состоящая из корпуса головки с четырьмя полостями, разобщенными перемычками, двух притертых шайб - стационарной, закрепленной на корпусе головки и имеющей отверстия разной длины, которые соответствуют четырем зонам - фильтрование и первая сушка (1-е отв.), вторая сушка или промывка (2-е отв. по ходу вращения фильтра), отдувка (3-е) и регенерация (4-е), и вращающейся ячейковой с равноудаленными друг от друга отверстиями одного размера, которые последовательно сообщают ячейки фильтра с зонами, а также приспособлений, обеспечивающих подвод консистентной смазки между притертых шайб. Эта головка принимается за прототип.

Основной недостаток данной головки состоит в том, что на ней не обеспечивается надежная разобщенность вакуума между зонами фильтрования, 2-й сушки и отдувки. Это связано с относительно быстрым износом притертых шайб в местах перемычек между зонами по ширине, равной размеру отверстий ячейковой шайбы, из-за попадания абразивных частичек осадка в фильтрат, а также недостаточной шириной этих перемычек, перекрываемых отверстиями ячейковой шайбой.

Задачей изобретения является обеспечение надежного разобщения вакуума между зонами фильтрования, 2-й сушки и отдувки, что позволяет повысить вакуум в зоне фильтрации и на 2% снизить влажность осадка.

Технический результат достигается тем, что в распределительной головке вращающегося вакуумного фильтра, включающей корпус с четырьмя полостями, разобщенными перемычками, стационарную шайбу с четырьмя отверстиями разной длины, соответствующим зонам фильтрования и первой сушки, второй сушки, отдувке, регенерации, и прилегающую к ней вращающуюся шайбу с равноудаленными друг от друга одинаковыми по диаметру отверстиями, стационарная шайба в зоне второй сушки имеет дополнительное второе отверстие меньшей длины, отстоящее от большего отверстия и от отверстия зоны отдувки на расстоянии, превышающем размер диаметра отверстия вращающейся шайбы. При этом в стационарной шайбе на стороне, прилегающей к вращающейся шайбе, выполнена кольцевая канавка с "V-образной петлей, расположенной между отверстиями в зоне второй сушки, и два сквозных отверстия для подвода и отвода воды к канавке.

Расстояние между отверстиями зон равно 1,1-1,5 размера диаметра отверстия вращающейся шайбы.

Полость в корпусе головки, соответствующая зоне второй сушки, разобщена дополнительной перемычкой, разделяющей данную полость на две, из которых вторая по ходу вращения фильтра сообщается с полостью зоны фильтрования.

Разобщение зон необходимо для того, чтобы можно было подвести более высокий вакуум к зоне сушки и снимать осадок с фильтра с пониженной влагой. По данным исследований при фильтровании затравочного гидрата, где применяется подавляющее количество из установленных вакуумных фильтров, разница в вакууме между зонами фильтрования и сушки в пределах 0,05-0,1·10⁵ н/м² позволяет дополнительно снизить влажность осадка на 2% и, тем самым, улучшить технологические показатели на декомпозиции.

Разделение зоны второй сушки на две с перемычкой между ними шириной несколько больше размера диаметра отверстия вращающейся шайбы необходимо для того, чтобы можно было разместить "V'-образную петлю канавки, к которой подведена под небольшим напором проточная вода. Вода в "V"-образной петле будет служить, с одной стороны, своеобразным гидрозатвором, препятствующим проникновению отдувочного воздуха сверху в зону сушки, с другой - обмывать соприкасающиеся поверхности притертых шайб от частичек осадка и одновременно служить смазкой, предотвращающей износ шайб.

Кроме того, движение воды по кольцевой канавке будет также создавать дополнительный гидрозатвор, препятствующий подсосу воздуха с внешней стороны шайбы, и одновременно смазывать соприкасающиеся в данном месте шайбы.

Для обеспечения надежной разобщенности технологических зон ширина перемычек должна быть в пределах 1,1-1,5 размера диаметра отверстия вращающейся шайбы, но не более, чтобы осадок не смог отвалиться с фильтрующей поверхности под собственным весом.

Разобщение полости в корпусе головки, соответствующей зоне второй сушки, на две посредством создания дополнительной перемычки необходимо для того, чтобы можно было предотвратить снижение вакуума в первой полости, если отдувочный воздух все же проникнет во вторую по ходу вращения фильтра. Поэтому последняя и сообщается с более низким вакуумом зоны фильтрования.

На фиг.1 показано устройство распределительной головки в плоскости соприкосновения стационарной и вращающейся шайб применительно к барабанному вакуум-фильтру с углом погружения барабана в суспензию 138° и 24 ячейками в барабане.

На фиг.2 показан сегмент вращающейся шайбы.

На фиг.3 показан вид внутренних полостей и перемычек головки без стационарной шайбы.

Распределительная головка состоит из корпуса 1, стационарной шайбы 2, закрепленной на корпусе 1, и вращающейся шайбы 3, плотно прилегающей к стационарной шайбе 2 и закрепленной на вращающейся цапфе фильтра.

В стационарной шайбе 2 имеются отверстия, соответствующие технологическим зонам: отверстие 4 соответствует зоне фильтрования и первой сушки, отверстие 5 и 6 соответствует зоне второй сушки, причем длина отверстия 5 больше длины отверстия 6, отверстие 7 соответствует зоне отдувки, отверстие 8 соответствует зоне регенерации.

Расстояние между отверстиями указанных зон выдержано в пределах 1,1-1,5 диаметра отверстий 9 вращающейся шайбы 3. Размер диаметра отверстий 9 равен ширине отверстий 4, 5, 6, 7 и 8, а их количество соответствует количеству ячеек в барабане фильтра. Отверстия 9 равноудалены друг от друга.

С внешней стороны стационарной шайбы 2 над отверстиями 4, 5, 6, 7 и 8 расположена кольцевая канавка 10 с V-образной петлей, размещенной в промежутке между отверстиями 5 и 6. К канавке 10 подводится проточная вода через сквозные отверстия 11 (ввод воды) и 12 (отвод воды).

В корпусе 1 распределительной головки имеется патрубок 13 для подвода вакуума к зоне фильтрования и первой сушки, патрубок 14 для подвода вакуума к зоне второй сушки, патрубок 15 для подвода сжатого воздуха к зоне отдувки, патрубок 16 для подвода сжатого воздуха к зоне регенерации.

Каждый патрубок сообщается с соответствующими полостями головки 17, 18, 19, 20, которые разобщены между собой перемычками 21. Внутренняя полость головки, соответствующая зоне второй сушки (поз.18), разобщена дополнительной перемычкой 22 (заштрихованный участок), разделяющей данную полость на две, из которых вторая (поз. 23) по ходу вращения фильтра сообщается с полостью зоны фильтрования посредством патрубков 13, 24, 25, 26 и соединительной трубы 27 (показана пунктиром по стрелкам).

Работает распределительная головка следующим образом.

Перед включением фильтра подают воду в кольцевую канавку 10 через отверстие 11. Затем подводят вакуум к зоне фильтрования и первой сушке через патрубок 13 и полость 17 в корпусе головки, отверстие 4 в стационарной шайбе 2 и отверстия 9 вращающейся шайбы к ячейкам фильтра.

К зоне второй сушки вакуум подводят через патрубок 14, полость 18, отверстия 5 и 6 в стационарной шайбе 2.

Сжатый воздух для съема фильтровального осадка подают через патрубок 15, полость 19, отверстия 7 и 9.

Сжатый воздух для регенерации фильтровального полотна подают через патрубок 16, полость 20, отверстия 8 и 9.

Дополнительная зона второй сушки имеет полость 23, которая патрубками 24, 25 подключена к более низкому вакууму зоны фильтрования через патрубки 13, 26 и трубу 27.

Изобретение относится к совершенствованию конструкции распределительной головки вращающихся вакуум-фильтров типа барабанных или дисковых, применяемых в глиноземном производстве и других отраслях химических и гидрометаллургических производств. Распределительная головка вращающегося вакуумного фильтра включает корпус с четырьмя полостями, разобщенными перемычками, стационарную шайбу с четырьмя отверстиями разной длины, соответствующими зонам фильтрования и первой сушки, второй сушки, отдувки, регенерации, и прилегающую к ней вращающуюся шайбу с равноудаленными друг от друга одинаковыми по диаметру отверстиями. Стационарная шайба в зоне второй сушки имеет дополнительное второе отверстие меньшей длины, отстоящее от большего отверстия и от отверстия зоны отдувки на расстоянии, превышающем размер диаметра отверстия вращающейся шайбы. В стационарной шайбе на стороне, прилегающей к вращающейся шайбе, выполнена кольцевая канавка с "V"-образной петлей, расположенной между отверстиями в зоне второй сушки, и два сквозных отверстия для подвода и отвода воды к канавке. Расстояние между отверстиями зон равно 1,1-1,5 размера диаметра отверстия вращающейся шайбы. Полость в корпусе головки, соответствующая зоне второй сушки, разобщена дополнительной перемычкой, разделяющей данную полость на две, из которых вторая по ходу вращения фильтра сообщается с полостью зоны фильтрования. Устройство обеспечивает снижение влажности осадка. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Распределительная головка вращающегося вакуумного фильтра, включающая корпус с четырьмя полостями, разобщенными перемычками, стационарную шайбу с четырьмя отверстиями разной длины, соответствующими зонам фильтрования и первой сушки, второй сушки, отдувке, регенерации, и прилегающую к ней вращающуюся шайбу с равноудаленными друг от друга одинаковыми по диаметру отверстиями, отличающаяся тем, что стационарная шайба в зоне второй сушки имеет дополнительное второе отверстие меньшей длины, отстоящее от большего отверстия и от отверстия зоны отдувки на расстоянии, превышающем размер диаметра отверстия вращающейся шайбы, при этом в стационарной шайбе на стороне, прилегающей к вращающейся шайбе, выполнена кольцевая канавка с V-образной петлей, расположенной между отверстиями в зоне второй сушки, и два сквозных отверстия для подвода и отвода воды к канавке.2. Распределительная головка по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между отверстиями зон равно 1,1-1,5 размера диаметра отверстия вращающейся шайбы.3. Распределительная головка по п.1, отличающаяся тем, что полость в корпусе головки, соответствующая зоне второй сушки, разобщена дополнительной перемычкой, разделяющей данную полость на две, из которых вторая по ходу вращения фильтра сообщается с полостью зоны фильтрования.