УСТАНОВКА ФИЛЬТРОВАЛЬНАЯ С БАРАБАННЫМ ИЛИ ДИСКОВЫМ ВАКУУМ-ФИЛЬТРОМ Российский патент 2009 года по МПК B01D33/06 B01D33/21 

Изобретение относится к области обогащения сырья, в горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности, где нашли применение вакуум-фильтры с приводом вращения, например, в цветной металлургии при подготовке сырья в технологическом процессе получения алюминия.

Известна фильтровальная установка с вращающимся барабанным вакуум-фильтром, содержащая емкость/корыто для суспензии, связанную центробежным насосом подачи суспензии в корыто фильтра, распределительное устройство которого соединено трубопроводом с вакуум-насосом последовательно через ресивер и ловушку. Поступающие через соответствующие окна распределительного устройства в ресивер фильтрат и промывная жидкость под действием гидростатического давления по вертикальному трубопроводу попадают в сборник, а воздух, поступивший в фильтр на стадии промывки и обезвоживания осадка, из ресивера по трубопроводу, после отделения от капельной жидкости в ловушке, удаляется вакуум-насосом из системы (В.А.Жужиков, «Фильтрование», Госхимиздат, М., 1961, с.198-199) (устройство принято за прототип).

Недостаток устройства состоит в том, что в неустановившемся режиме, обусловленном переходом барабана вакуум-фильтра из зоны фильтрования суспензии в зону промывки и обезвоживания осадка, в системе распределительное устройство - ресивер возникают динамические, пульсирующие скачки давления двухфазного воздушно-жидкостного потока фильтрата. При этом в ресивере нарушается режим сепарации воздуха и гидростатического стока фильтрата в сборник, а резкое падение плотности аэрированного потока приводит к забросу фильтрата вместе с воздухом через ловушку в вакуум-насос. Традиционные решения, направленные на снижение перепадов давления в системе фильтровальная установка - вакуумный насос, например, увеличение объема ресивера за счет установки дополнительных резервуаров, нерационально увеличивают материалоемкость оборудования, приводят к снижению производительности установки и к увеличению влажности продукта и, в результате, не решают в полном объеме проблему сепарации воздуха и гидростатического стока фильтрата низкой плотности из ресивера зоны промывки и обезвоживания осадка. Увеличение гидростатического давления за счет размещения фильтровальной установки на более высотную отметку сдерживается габаритами производственного помещения и требует вложения больших капитальных затрат.

Указанные недостатки стимулировали поиск новых технических решений.

Предложенное техническое решение направлено на решение задачи снижения степени аэрации двухфазного воздушно-жидкостного потока, повышения его плотности и возможности увеличения перепада давления в системе фильтровальная установка - вакуум-насос.

Поставленная задача решается тем, что в установке фильтровальной с барабанным или дисковым вакуум-фильтром, содержащей вакуум-фильтр с приводом вращения и емкостью для суспензии, распределительное устройство которого последовательно соединено трубопроводом с вакуум-насосом через ресивер для сепарации фильтрата и ловушку остаточной капельной жидкости, а ресивер и ловушка соединены трубопроводами гидростатического стока со сборником фильтрата, согласно изобретению, полость зоны промывки и обезвоживания осадка верхней части корпуса распределительного устройства снабжена устройством непрерывного удаления воздушного потока из фильтрата, выполненного в виде трубопровода, связанного с полостью резервуара ловушки остаточной капельной жидкости. При этом на корпусе распределительного устройства в зоне промывки и обезвоживания осадка установлен отводящий патрубок трубопровода удаления воздушного потока из фильтрата.

Технический результат выражается в обеспечении стабильности гидростатического/безнапорного стока фильтрата в сборник, исключении возможности нежелательного заброса фильтрата в вакуум-насос через ловушку.

Отличительным признаком предложенного устройства является параллельное с основным соединение рабочей зоны промывки и обезвоживания осадка распределительного устройства с вакуум-насосом через резервуар ловушки, что обеспечивает частичную сепарацию/дренаж воздушного потока из двухфазного потока фильтрата в сочетании с повышением его плотности и снижением избыточного давления в резервуаре ресивера для удаления фильтрата из зоны промывки и обезвоживания осадка.

Анализ известных технических решений, касающихся вращающихся барабанных или дисковых вакуум-фильтров, а также анализ совокупности существенных признаков предлагаемого изобретения позволяют сделать вывод о соответствии его критериям «новизна» и «существенные отличия».

Возможность реализации поставленной технической задачи предлагаемой совокупностью существенных признаков подтверждается нижеприведенным примером конкретного выполнения изобретения с дисковым исполнением вакуум-фильтра и иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой фильтровальной установки с дисковым вакуум-фильтром, на фиг.2 - шайба распределительная распределительного устройства, на фиг.3 - корпус распределительного устройства.

Установка содержит погруженный в емкость/корыто для суспензии 1 дисковый вакуум-фильтр 2 с наружной поверхностью фильтрования. Сегменты дисков 3 вакуум-фильтра 2 смонтированы на приводном валу 4 и соединены отводящими фильтрат трубопроводами (на чертеже не показаны) с корпусом распределительного устройства 5 вакуум-фильтра 2. Зоны полости корпуса распределительного устройства 5, организованные распределительной шайбой 6 (фиг.2), ответственные за фильтрование суспензии 7 (фиг.2), промывку и обезвоживание осадка 8 (фиг.2), через отводящие фильтрат патрубки 9, 10 (фиг.3) последовательно соединены трубопроводами 11, 12 с полостью резервуаров ресиверов 13, 14 и параллельно через отводящий патрубок 15 трубопроводом 16 с резервуаром ловушки остаточной капельной жидкости 17. Резервуары ресиверов 13, 14 соединены одним трубопроводом 18 с резервуаром ловушки остаточной капельной жидкости 17, а другими вертикальными 19, 20 со сборником фильтрата 21. Резервуар ловушки 17 в свою очередь связан таким же трубопроводом стока 22 со сборником фильтрата 21, а трубопроводом 23 с вакуум-насосом 24 и, как сказано выше, с корпусом распределительного устройства 5 трубопроводом 16.

Установка работает следующим образом.

Суспензия подается в емкость/корыто 1 вакуум-фильтра 2 из аппарата центробежным насосом (на чертеже не показаны). В процессе осаждения, промывки и обезвоживания осадка на дисках 3 вакуум-фильтра 2 фильтрат под действием вакуума в виде воздушно-жидкостной смеси направляется по отводящим трубопроводам 11, 12 через распределительное устройство 5 в ресиверы 13, 14, а часть потока с избыточным содержанием воздуха из распределительного устройства 5 по трубопроводу 16 в ловушку 17. Фильтрат из ресиверов 13, 14 по вертикальным трубопроводам 19, 20 высотой, обеспечивающей гидростатический сток, поступает в сборник 21. Воздух из ресиверов 13, 14 направляется в ловушку 17, где отделяется от капелек остаточной жидкости, после чего вакуум-насосом 24 удаляется из системы. Фильтрат из ловушки 17 по трубопроводу 22 поступает самотеком в сборник 21.

Точно в таком же режиме работает установка фильтровальная, оснащенная барабанным вакуум-фильтром.

В результате двухступенчатого разделения воздушно-жидкостного потока в корпусе распределительного устройства повышаются степень сепарации воздушной фракции фильтрата, а также надежность и эффективность работы устройства в целом, за счет возможности увеличения перепада давления в системе фильтровальная установка - вакуум-насос, что позволяет использовать установку с наименьшим гидростатическим давлением удаления фильтрата в сборник.

Источники информации

В.А.Жужиков, «Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий», М., 1961, с.199, рис.69.

Изобретение относится к области обогащения сырья в горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности, где нашли применение вакуум-фильтры с приводом вращения, например, в цветной металлургии при подготовке сырья в технологическом процессе получения алюминия. Устройство содержит емкость для суспензии с погруженными в нее барабаном или дисками вакуум-фильтра, распределительное устройство которого соединено трубопроводом с вакуум-насосом последовательно через ресивер и ловушку остаточной капельной жидкости. Для повышения степени сепарации двухфазного воздушно-жидкостного потока с выводом воздуха из системы через вакуум-насос полость зоны промывки и обезвоживания верхней части корпуса распределительного устройства снабжена устройством непрерывного удаления воздушного потока из фильтрата, выполненного в виде трубопровода, связанного с полостью резервуара ловушки остаточной капельной жидкости. Технический результат: создание эффективной фильтровальной установки с наименьшим гидростатическим давлением, обеспечивающим удаление фильтрата в сборник за счет возможности увеличения перепада давления в системе фильтровальная установка - вакуум-фильтр. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Установка фильтровальная с барабанным или дисковым вакуум-фильтром, содержащая вакуум-фильтр с приводом вращения и емкостью для суспензии, распределительное устройство которого последовательно соединено трубопроводом с вакуум-насосом через ресивер для сепарации фильтрата, и ловушку остаточной капельной жидкости, а ресивер и ловушка соединены трубопроводами гидростатического стока со сборником фильтрата, отличающаяся тем, что полость зоны промывки и обезвоживания осадка верхней части корпуса распределительного устройства снабжена устройством непрерывного удаления воздушного потока из фильтрата, выполненным в виде трубопровода, связанного с полостью резервуара ловушки остаточной капельной жидкости.2. Установка фильтровальная с барабанным или дисковым вакуум-фильтром по п.1, отличающаяся тем, что на корпусе распределительного устройства в зоне промывки и обезвоживания осадка установлен отводящий патрубок трубопровода удаления воздушного потока из фильтрата.