ФИЛЬТРОВАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2012 года по МПК B01D29/41 B01D35/26 

Изобретение относится к фильтровальному устройству с признаками, приведенными в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Известные фильтровальные устройства вышеназванного типа состоят, как правило, из пакетов полых фильтрующих пластин, которые расположены по существу в цилиндрическом, закрытом корпусе фильтра с возможностью вращения. Фильтруемая жидкость подается в корпус посредством насоса и через образованный в зоне поверхности фильтрующих пластин фильтр попадает внутрь пластин, где фильтрат отводится через центральный канал. Такие фильтрующие пластины известны, например, из DE 19624176 А1 или ЕР 0723799, а соответствующие фильтровальные устройства - из DE 19624176 А1 и US-PS-5326512.

Постоянной проблемой в таких фильтровальных устройствах является удаление образующегося с течением времени на поверхности фильтрующих пластин фильтрационного осадка. Этот фильтрационный осадок по возможности необходимо постоянно удалять, чтобы не могла образоваться таким образом твердая пленка. Использование механических скребков с конструктивной точки зрения требует больших издержек и применяется, как правило, лишь для биофильтров, чтобы избежать увеличения нароста на фильтрующей поверхности. Поэтому механические фильтровальные устройства, о которых идет речь, очищают в большинстве случаев обратной промывкой, что соответственно мешает непрерывной работе установки и, кроме того, снижает полезный объем полученного фильтрата.

Из DE 19624176 А1 уже известно профилирование поверхности фильтрующей пластины, так что при вращении пакета фильтрующих пластин создается определенный радиальный эффект прокачки, который призван обеспечить обтекание фильтрующей поверхности, в частности удаление осадка на фильтрующей поверхности. Тем не менее недостатком этой известной конструкции является то, что созданный в результате профилирования поверхности эффект прокачки относительно незначителен и, следовательно, желательный эффект либо вовсе не достигается, либо достигается лишь в незначительной степени. Кроме того, ускорение вращения пакета пластин приводит к повышенной механической нагрузке всего устройства и обусловливает повышенный расход энергии.

Исходя из вышесказанного задача изобретения состоит в том, чтобы разработать такое фильтровальное устройство указанного типа, которое при максимально простом конструктивном решении позволяет добиться высокой эффективности фильтрации и самоочистки фильтра.

Эта задача решается согласно изобретению за счет признаков, приведенных в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приводятся в зависимых пунктах, нижеследующем описании и чертежах.

Фильтровальное устройство согласно изобретению содержит корпус, обычно корпус закрытого типа, в котором находится пакет расположенных на расстоянии друг от друга фильтрующих пластин. Корпус содержит впуск для фильтруемой жидкости и выпуск, соединенный по потоку с внутренней частью фильтрующих пластин, так что таким образом может отводиться фильтрат. Через пакет фильтрующих пластин проходит полое пространство, образованное выемками в фильтрующих пластинах. Пакет фильтрующих пластин установлен жестко относительно корпуса, при этом внутри пакета фильтрующих пластин расположен лопастный насос с множеством лопастных колес.

Это решение обеспечивает согласно изобретению простую компоновку конструкции фильтрующего устройства, так как пакет фильтрующих пластин расположен, в частности, жестко в выполненном, в частности, как закрытый контейнер корпусе. Расположенный внутри пакета фильтрующих пластин лопастный насос с множеством лопастных колес может, в зависимости от варианта выполнения, обеспечивать лучшее протекание через фильтрующие пластины и/или лучшее обтекание фильтрующих пластин, вследствие чего может быть предотвращено или по меньшей мере уменьшено отложение фильтрационного осадка на фильтрующих пластинах, или во всяком случае он может быть также удален благодаря повышенному прокачивающему воздействию. Вариант осуществления согласно изобретению обеспечивает, кроме того, исключительно компактную конструкцию, так как компоненты насоса расположены внутри пакета фильтрующих пластин, что также повышает его эффективность, так как в значительной степени исключаются гидравлические потери за счет трубопроводов и т.п.

Таким образом, сущность предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы пакет фильтрующих пластин установить жестко (неподвижно) внутри корпуса и для обеспечения прохождения потока в пакете фильтрующих пластин встроить лопастный насос. При этом пакет фильтрующих пластин, вместе с находящемся в нем лопастным насосом с множеством лопастных колес, выполнен так, что пакет фильтрующих пластин составляет часть обычного корпуса насоса.

Согласно изобретению, лопастные колеса проходят предпочтительно внутри пакета фильтрующих пластин таким образом, что они расположены соответственно между соседними фильтрующими пластинами и, следовательно, обеспечивают хорошее удаление фильтрационного осадка с фильтрующих пластин. При этом предпочтительно центральная полость служит для подачи фильтруемой жидкости. В таком варианте осуществления лопастные колеса выполнены целесообразно открытыми соответственно с обеих сторон, то есть относительно обеих соседних фильтрующих пластин, и содержат центральную всасывающую зону, которая находится внутри полого пространства. В этом конструктивном варианте лопастное колесо очень простым образом может быть выполнено в виде изделия, изготовленного из пластмассы литьем под давлением, которое может осуществлять не только прокачивающее воздействие, но также и механическое счищающее воздействие или по меньшей мере закручивание в прилежащих к фильтрующей поверхности зонах.

Как альтернатива в полости может быть установлен лопастный насос с множеством лопастных колес, расположенный и выполненный таким образом, что напорная сторона лопастных колес направлена по существу радиально и при вращении лопастных колес генерируется исходящее от наружной периферии лопастных колес протекание жидкости через пакет фильтрующих пластин вдоль фильтрующих поверхностей.

Особенно предпочтительным является вариант, в котором в образованном соответственно между соседними фильтрующими пластинами свободном промежуточном пространстве лопастное колесо этого лопастного насоса создает напор, целесообразно, таким образом, что каждому соседнему промежуточному пространству соответствует лопастное колесо, так что осуществляется интенсивное и равномерное промывание всего пакета. Разумеется, в зависимости от варианта выполнения по высоте лопастного колеса одно лопастное колесо может соответствовать также группе расположенных рядом промежуточных полостей для достижения поставленной цели.

Согласно предпочтительному усовершенствованию изобретения, лопастные колеса не установлены непосредственно внутри пакета фильтрующих пластин, а окружены трубчатым, предпочтительно цилиндрическим промежуточным корпусом, который расположен в полости, образованной в пакете фильтрующих пластин, и к которому плотно примыкает пакет пластин. При этом в зоне свободных пространств между соседними фильтрующими пластинами промежуточный корпус имеет сверху проемы, через которые напорная сторона соответствующего лопастного колеса соединена по потоку с соответствующим ему промежуточным пространством. Такой промежуточный корпус выгоден по ряду причин. Во-первых, это позволяет создать плотное примыкание к пакету фильтрующих пластин, который состоит, как правило, из керамических материалов и поэтому сравнительно хрупок и восприимчив к механическим изгибающим и ударным нагрузкам. Промежуточный корпус экранирует узел вращения лопастного насоса, то есть расположенные в нем лопастные колеса относительно пакета фильтрующих пластин. Промежуточный корпус и лопастные колеса могут быть изготовлены с сравнительно жесткими допусками, что повышает КПД насоса. Благодаря верхним проемам в промежуточном корпусе, которые выполнены предпочтительно в виде продольных отверстий и расположены так, что образуют максимально большое свободное пространство между стороной напора лопастного колеса и соответствующим ему промежуточным пространством, может осуществляться целенаправленное протекание через промежуточные пространства, что устраняет гидравлические потери, которые могут возникать при соударении потока о фронтальные стороны фильтрующих пластин.

Промежуточный корпус может быть выполнен согласно изобретению как одно целое или состоящим из нескольких частей, может быть изготовлен из металла, пластмассы или других подходящих материалов. Согласно другому предпочтительному варианту усовершенствования изобретения, промежуточный корпус состоит из нескольких участков, при этом каждый участок корпуса предпочтительно соответствует одному лопастному колесу. Такие участки корпуса могут быть выполнены с оптимальными затратами из пластмассы литьем под давлением и соединены между собой с геометрическим замыканием байонетным или другим соответствующим способом. Такое выполнение обеспечивает почти модульную конструкцию насоса, так что при помощи одинаковых конструктивных элементов могут быть реализованы лопастные насосы с различными параметрами.

Далее, каждому участку промежуточного корпуса целесообразно соответствует своя фильтрующая пластина, при этом между наружной стороной участка корпуса и соответствующей фильтрующей пластиной имеется радиальное уплотнение, выполненное будь то за счет самого участка корпуса или отдельным уплотнительным элементом. Хорошее уплотнение между участком корпуса и фильтрующей пластиной, во-первых, повышает прокачивающее воздействие внутри пакета фильтрующих пластин и, во-вторых, обеспечивает, в частности, последовательную установку расположенных друг за другом лопастных колес с соответствующими им фильтрующими пластинами или промежуточными пространствами между фильтрующими пластинами.

Независимо от того, выполнен ли промежуточный корпус из нескольких участков или как одно целое, расположенные внутри пакета пластин лопастные колеса рассчитаны предпочтительно таким образом, что они проходят почти до промежуточного корпуса, при этом согласно усовершенствованию изобретения эти лопастные колеса радиально уплотнены относительно промежуточного корпуса как со стороны всасывания, так и с напорной стороны, чтобы оказать максимально высокое прокачивающее воздействие и исключить гидравлическое короткое замыкание в этой зоне. При этом уплотнение лопастных колес осуществляется предпочтительно как со стороны всасывания, так и с напорной стороны по одинаковому диаметру, как правило, по внутреннему диаметру промежуточного корпуса.

Согласно предпочтительному варианту усовершенствования изобретения, по потоку перед расположенными внутри пакета пластинами лопастных колес внутри корпуса могут быть установлены одно или несколько лопастных колес. Такая компоновка дает то преимущество, что при определенных обстоятельствах можно отказаться от дополнительного насоса для нагрузки фильтровального устройства. Кроме того, это особенно благоприятствует прокачивающему воздействию, так как насос находится непосредственно перед пакетом пластин и, следовательно, с напорной стороны качает почти непосредственно на пакет пластин.

Чтобы подать на пакет пластин поток с максимально высоким напором, лопастные колеса, расположенные перед лопастными колесами, расположенными внутри пакета пластин, могут быть выполнены и установлены как многоступенчатый лопастный насос. При этом корпус устройства, выполненный в данном случае соответствующим образом, предпочтительно также образует одновременно корпус насоса.

Корпус в зоне передних лопастных колес подогнан предпочтительно по ним и, следовательно, образует почти цилиндрическую выемку для этих лопастных колес и в целом подогнан по пакету пластин, который также выполнен предпочтительно цилиндрическим. Поэтому корпус может быть легко выполнен цилиндрическим и поэтому может быть изготовлен с оптимальными издержками. При необходимости корпус может быть образован по существу ступенчатой цилиндрической трубой с двумя внутренними крышками, при этом крышки выполнены для размещения отводящего или подводящего каналов. При такой конструкции корпуса более трудоемкими в обработке являются лишь крышки, между тем как цилиндрические детали могут быть изготовлены обточкой или даже получены непрерывным литьем.

Целесообразно лопастные колеса внутри пакета фильтрующих пластин, равно как и расположенные перед ними лопастные колеса установлены на общем валу. В частности, в этом случае является преимуществом, если передние лопастные колеса имеют больший диаметр, чем лопастные колеса, расположенные внутри пакета пластин, так как последние в таком случае при одинаковой частоте вращения имеют более высокую окружную скорость и вместе с тем более высокий эффект прокачки.

Согласно другому варианту усовершенствования изобретения, лопастные колеса установлены на общем валу не только так, что исключается возможность их проворачивания, но также выполнены и расположены таким образом, что вместе с промежуточным корпусом они образуют узел, манипулируемый как одно целое. Это исполнение выгодно не только в целях техобслуживания, так как в этом случае насос в целом может быть демонтирован из пакета пластин, но также конструктивно, в частности, если отдельные детали относятся к различным комплектам изготовления и могут быть собраны лишь на месте установки.

Для надежного монтажа вала, который может быть выполнен сравнительно длинным, в частности при высоких пакетах фильтрующих пластин, внутри пакета пластин целесообразно устанавливают по меньшей мере один подшипник и предпочтительно опирают его в неподвижном при работе промежуточном корпусе. Другой подшипник может быть предусмотрен на приводном конце вала, то есть предпочтительно снаружи корпуса. В этом случае из корпуса устройства также выводят лишь один конец вала, так что требуется лишь одно уплотнение относительно корпуса. Приводной двигатель соединяют целесообразно с выведенным из корпуса концом вала и закрепляют на наружной стороне корпуса так, что двигатель расположен с экранированием от попадания жидкости снаружи корпуса, целесообразно на корпусе так, что при выходе из строя уплотнения вала двигатель также остается сухим.

Предпочтительно, если расположенные внутри пакета пластин лопастные колеса установлены гидравлически параллельно. В таком случае на стороне всасывания они должны быть соединены между собой по потоку каналом, так что фильтруемая жидкость на всех лопастных колесах находится по существу под одинаковым давлением. В таком случае фильтрующие пластины или образованные между ними промежуточные пространства также должны быть подключены параллельно так, что по всему пакету фильтрующих пластин достигается равномерное промывочное воздействие.

Далее, в зависимости от применения может быть также преимущественным последовательное или последовательно-групповое соединение двух или большего числа расположенных внутри пакета пластин лопастных колес. Разумеется, что в таком случае фильтрующие пластины или образованные между ними промежуточные пространства также соответственно соединены последовательно. При таком расположении расчет параметров осуществляется целесообразно так, что отдельные лопастные колеса создают повышение напора, которое соответствует падению напора в гидравлически примыкающих к ним промежуточных пространствах. Такое расположение имеет то преимущество, что фильтрующие пластины как таковые мало страдают от нагрузки давлением, в частности не подвергаются обусловленной давлением деформации.

Существенное преимущество осуществления согласно изобретению состоит в том, что пакет фильтрующих пластин зафиксирован внутри корпуса, то есть удаление фильтрационного осадка с фильтрующих пластин осуществляется за счет расположенных внутри пакета пластин лопастных насосов, в частности за счет образованного при этом потока, а не за счет, как в уровне техники, вращения пакета. Чтобы зафиксировать там пакет пластин внутри цилиндрического пространства и одновременно обеспечить равномерный отвод фильтрата по всему пакету, предпочтительно предусмотрено, что он зафиксирован посредством расположенных параллельно оси пакета предпочтительно трех отводящих фильтрат труб, которые пересекают пакет фильтрующих пластин и гидравлически соединены с внутренней частью фильтрующих пластин. Эти отводящие фильтрат трубы герметично уплотнены с наружной стороны, то есть относительно образованных между фильтрующими пластинами промежуточных пространств, и соответственно зафиксированы своими обоими концами на торцевых частях корпуса.

Используемые в фильтровальном устройстве фильтрующие пластины соответственно образованы предпочтительно из двух отстоящих друг от друга фильтрующих дисков, в частности керамических дисков, между которыми расположен опорный диск и которые по существу взаимно герметично уплотнены по наружной и внутренней периферии. При этом опорный диск снабжен множеством каналов, чтобы обеспечить по всей поверхности отвод проходящего через фильтрующие диски фильтрата. Опорные диски могут быть выполнены в виде пластмассовых элементов, изготовленных литьем под давлением, и выполнены так, что обеспечивают хороший отвод фильтрата по всей поверхности фильтрующих дисков, с одной стороны, и в то же время создают им максимально большую опорную поверхность, чтобы таким образом существенно воспрепятствовать обусловленным давлением изгибающим нагрузкам фильтрующих дисков, с другой стороны.

Предпочтительно опорные диски по своей радиальной протяженности имеют те же размеры, что и керамические диски так, что керамические диски на них полностью опираются от их внутреннего периметра до наружного периметра. Чтобы при таком поверхностном опирании обеспечить хорошее удаление фильтрата, целесообразно предусмотрено каналы на опорном диске расположить с обеих сторон или сквозными и, в частности, концентрическими кольцами по всей его поверхности, при этом расположенные концентрическими кольцами каналы предпочтительно пересекаются с радиально проходящими каналами, которые ведут к отверстиям, в которые помещены отводящие фильтрат трубы и которые по потоку соединены с ними. Сами каналы либо выполнены с обеих сторон опорных дисков, либо образованы выемками в опорных дисках и открыты соответственно со стороны прилежащих керамических дисков, то есть образованы выполненными в поверхности опорных дисков углублениями или выемками, которые в формировании каналов ограничены прилежащими керамическими дисками.

Ниже изобретение поясняется более детально на основе представленных на чертеже примеров осуществления. При этом показаны:

фиг.1 - фильтровальное устройство в упрощенном схематичном изображении, в продольном разрезе с установленным приводным двигателем,

фиг.2 - фильтровальное устройство с фиг.1 в перспективном изображении без двигателя,

фиг.3 - разрез вдоль линии III-III на фиг.1,

фиг.4 - другой вариант выполнения фильтровального устройства в увеличенном изображении с фиг.1,

фиг.5 - вид в перспективе расположенного внутри фильтровального устройства лопастного насосного агрегата,

фиг.6 - агрегат с фиг.5 в продольном разрезе,

фиг.7 - увеличенное изображение детали VII с фиг.6,

фиг.8 - увеличенное изображение детали VIII с фиг.6,

фиг.9 - керамический фильтрующий диск в перспективном изображении и

фиг.10 - опорный диск в перспективном изображении.

Представленное на основе фиг.1-3 фильтровальное устройство содержит по существу цилиндрический корпус 1, который в предложенном варианте выполнения образован стаканообразным корпусным элементом 2, закрывающей сверху этот корпусной элемент 2 крышкой 3 и донным элементом 4, который соединен снизу со стаканообразным корпусным элементом 2. Крышка 3 накрыта сверху кольцевидным корпусным элементом 5. К крышке 3 примыкает сверху соединительный корпусной элемент 6, который с зазором встроен внутри кольцевидного корпусного элемента 5. Образованный таким образом корпус 1 представляет собой закрытый контейнер, который в донном элементе 4 имеет впуск 7 для фильтруемой жидкости, а также выпуск 8 для остатка жидкости с фильтрационным осадком. Кроме того, в кольцевидном корпусном элементе 5 предусмотрен выпуск 9 для фильтрата.

Корпусные элементы 2, 3, 4 и 5 имеют одинаковый диаметр и взаимно расположены по одной линии так, что по периметру образуют по существу цилиндрический корпус 1. Корпусной элемент 2 выполнен по существу стаканообразным, открытым сверху относительно корпусного элемента 3 (в изображении на фиг.1) и служит для приема пакета фильтрующих пластин, состоящего из фильтрующих пластин 10 и 11, которые соответственно расположены попеременно на расстоянии друг от друга. Фильтрующие пластины 10 имеют меньший диаметр, чем диаметр цилиндрического внутреннего пространства корпусного элемента 2 так, что они подходят с зазором к стенке корпуса. Фильтрующие пластины 11 имеют, в свою очередь, одинаковый с внутренним пространством диаметр и подходят вплотную к корпусной детали 2. Фильтрующие пластины 10 и 11 зафиксированы и закреплены на расстоянии друг от друга внутри корпусной детали 2 посредством трех расположенных вокруг оси корпуса соответственно с взаимным смещением на 120° отводящих фильтрат труб 12. Фильтрующие пластины, выполненные полыми и конструкция которых описана ниже более детально, своей внутренней частью по потоку соединены с отводящими фильтрат трубами 12, которые закреплены с геометрическим замыканием в соответствующих выемках в дне корпуса 2, а также в крышке 3. Выемки в крышке 3 образуют одновременно каналы, которые смыкаются с соответствующими соосными им выемками в кольцеобразной корпусной детали 5, которые в свою очередь сообщаются с кольцевым каналом, соединенным через радиальный канал с выпуском 9. Посредством отводящих фильтрат труб 12 фильтрующие пластины 10 и 11 взаимно зафиксированы относительно друг друга на заранее определенном расстоянии, соответствующие распорные фиксаторы предусмотрены на отводящих фильтрат трубах 12 соответственно между фильтрующей пластиной 10 и фильтрующей пластиной 11.

Фильтрующие пластины 10 и 11 имеют центральные круглые выемки 13, которые в пакетном (штабельном) расположении соосно смыкаются друг с другом и образуют проходящую через пакет (штабель) фильтрующих пластин полость, в которой расположен лопастный насос 14 с несколькими лопастными колесами 15, конструкция которых детально показана на фиг.5-8. Лопастный насос 14 вместе с расположенным перед ним лопастным насосом 16 и общим валом 17 выполнен в виде самостоятельно манипулируемого узла. Лопастный насос 14 со своими лопастными колесами 15 расположен внутри цилиндрического промежуточного корпуса, который имеет множество распределенных кольцеобразно по периметру выемок 19 в виде продольных отверстий. Эти выемки 19 расположены соответственно выровненными относительно образованных между фильтрующими пластинами 10 и 11 промежуточных пространств, а также выровненными попеременно относительно стороны 20 всасывания или напорной стороны 21 лопастного колеса 15.

Лопастные колеса 15 монтируются на соответствующем расстоянии и без возможности проворачивания на валу 17, как видно на фиг.7. При этом каждое лопастное колесо 15 герметично уплотнено относительно промежуточного корпуса 18 как со стороны всасывания, так и с напорной стороны и, в частности, по одинаковому периметру, а именно по наружному периметру, как показано на фиг.8. В свою очередь, фильтрующие пластины 10 и 11 также герметично уплотнены изнутри относительно промежуточного корпуса 18 и прилегают к корпусу 18 между расположенными кольцеобразно рядами выемок 19 так, что создается многоступенчатый лопастный насос, хотя при этом отдельные ступени насоса (лопастные колеса) соединены не непосредственно через корпус, как в многоступенчатых насосах, а посредством образованных между смежными фильтрующими пластинами 10, 11; 11, 10 промежуточных пространств между фильтрующими пластинами.

Гидравлически перед лопастным насосом 14 установлен лопастный насос 16, который представляет собой в показанном конструктивном исполнении четырехступенчатый насос, корпус 22 которого примыкает снизу к промежуточному корпусу 18 и имеет по сравнению с ним значительно больший диаметр. Соответственно дно корпусного элемента 2, а также донный элемент 4 снабжены соответствующей выемкой, в которую заходит с замыканием корпус насоса 22 или которая образует часть корпуса насоса первой ступени насоса (см. фиг.1). Лопастные колеса 23 имеют больший диаметр, чем лопастные колеса 15, и посредством корпуса 22 соединены последовательно, образуя четырехступенчатый насос 16. Всасывающее окно этого лопастного насоса 16 посредством канала 24 сообщается с впуском 7, через которое подается фильтруемая жидкость.

Передний лопастный насос 16, выполненный здесь в качестве примера четырехступенчатым, может иметь любое число параллельно или последовательно соединенных ступеней и служит по существу для подачи фильтруемой жидкости к пакету фильтрующих пластин, причем в необходимом количестве и под необходимым давлением.

Лопастный насос 14, расположенный внутри пакета фильтрующих пластин, служит по существу для прокачки циркулирующей между фильтрующими пластинами 10 и 11 жидкости, в частности для удаления накопившегося там фильтрационного осадка, хотя может также служить для улучшения обтекания самих пластин 10, 11. В варианте осуществления с фиг.1 фильтруемая жидкость через передний лопастный насос 16 централизованно попадает во всасывающее окно самого нижнего на фиг.1 лопастного колеса 15 лопастного насоса 14, напорная сторона которого соединена со свободным пространством между самой нижней фильтрующей пластиной 10 и дном корпусного элемента 2. Прокачиваемая этим лопастным колесом текучая среда протекает, таким образом, вначале по нижней стороне самой низкой фильтрующей пластины 10 по существу радиально наружу, где она отклоняется на 180°, и затем по верхней стороне самой нижней фильтрующей пластины 10 и нижней стороне расположенной выше самой нижней фильтрующей пластины 11 вновь течет радиально внутрь к всасывающей стороне 20 следующего лопастного колеса 15. Следовательно, в показанном на основании фиг.1 варианте осуществления движение среды осуществляется последовательно и поочередно через лопастные колеса 15 и промежуточные пространства фильтрующих пластин 10, 11, пока, наконец, напорная сторона 21 самого верхнего лопастного колеса 15 не перемещает наполненную фильтрационным осадком жидкость вдоль самой верхней фильтрующей пластины 11 и нижней стороне крышки 3 радиально наружу к каналу 25, который расположен осепараллельно в стенке корпусного элемента 2 и ведет к выпуску 8 в донном элементе 4.

Лопастные насосы 14 и 16 приводятся посредством общего вала 17, который своим верхним концом с целью привода выводится из корпуса 1 через соединительный корпусной элемент 6. Как показано на фиг.1, на соединительном корпусном элементе 6 на верхней стороне установлен электродвигатель 26, вал которого находится в приводном соединении с концом вала 17 и который приводит в действие лопастные насосы 14 и 16. Вал 17 установлен внутри соединительного корпусного элемента 6, но уже вне корпуса 1 в подшипнике 27. Кроме того, вал 17 установлен примерно посередине лопастных колес 15 и 23 посредством подшипника 28, который опирается на промежуточном корпусе 18.

Изображенный на основании фиг.5 и 6 узел, состоящий из лопастных насосов 14, 16, общего вала 17, нижнего подшипника 28 и корпусов 18 и 22 после удаления донного элемента 4 может быть демонтирован вниз из пакета фильтрующих пластин и корпуса 1. В то же время, если нужно из корпуса 1 извлечь лишь пакет фильтрующих пластин, то следует удалить крышку 3, а также кольцеобразный корпусной элемент 5 на верхней стороне корпусного элемента 2, при этом закрепленный на отводящих фильтрат трубах 12 пакет фильтрующих пластин вынимается из корпуса.

В варианте осуществления с фиг.4 вместо многоступенчатого лопастного насоса 14 предусмотрен лопастный насос 14а, который отличается от лопастного насоса 14 тем, что число лопастных колес 15а рассчитано таким образом, что каждому промежуточному пространству между соседними фильтрующими пластинами 10 или фильтрующей пластиной 10 и корпусным элементом 2 или корпусным элементом 3 соответствует лопастное колесо 15а. Кроме того, лопастные колеса 15а гидравлически соединены не последовательно, а параллельно. С этой целью они имеют как продолжение всасывающего окна кольцевой канал вокруг вала 17, посредством которого все лопастные колеса 15а параллельно снабжаются фильтруемой жидкостью, которая подается лопастным насосом 16. Фильтрующие пластины 10 омываются параллельно все без исключения изнутри наружу. Поэтому они оканчиваются все без исключения с зазором относительно корпусного элемента 2.

Конструкция фильтрующей пластины 10 или 11 детально представлена на основании фиг.9 и 10. Каждая фильтрующая пластина 10 или 11 состоит из двух кольцеобразных керамических дисков 29 и расположенного между ними также кольцеобразного опорного диска 30. Опорный диск выполнен в виде пластмассового литого изделия и имеет замкнутое внутреннее кольцо 31 и замкнутое наружное кольцо 32. Внутренний диаметр внутреннего кольца 31 соответствует диаметру керамического диска 29, а наружный диаметр наружного кольца 32 - также диаметру керамического диска 29 так, что при наложении двух керамических дисков 29 с включением между ними опорного диска 30 образуется фильтрующая пластина 10 или 11, в зависимости от размеров, которая по существу герметически плотно закрыта как по своей внутренней окружности 31, так и по своей наружной окружности 32, и которая внутри имеет систему каналов, которая поступивший по керамическому диску 29 фильтрат направляет в отводящие фильтрат трубы 12.

Для подсоединения этих отводящих фильтрат труб 12 в дисках 29, так же как в диске 30 предусмотрены соосные друг другу выемки (отверстия) 33. Отводящие фильтрат трубы 12 выполнены таким образом, что в зоне выемок 33 опорных дисков они выполнены открытыми, хотя в целом выполнены закрытыми.

С выемками 33 в опорных дисках смыкаются проходящие между внутренним кольцом 31 и наружным кольцом 32 выемки 34, которые пересекаются кольцеобразными, прерывистыми выемками 35, которые в свою очередь ведут к радиальным выемкам 34. Как показано на фиг.10, выемки 34 и 35 образуют, таким образом, поверхностную, состоящую из небольших звеньев сеть каналов по всей поверхности фильтрующей пластины, по которой осуществляется, с одной стороны, эффективный отвод фильтрата и, с другой стороны, равномерное по всей поверхности опирающее воздействие относительно керамических дисков 29. Образованные таким образом фильтрующие пластины 10 или 11 предусмотрены с возможностью по существу плотного прилегания относительно промежуточного корпуса 18, а также, когда речь идет о фильтрующих пластинах 11, плотного прилегания относительно корпусной детали 2 корпуса 1.

Представленные выше, в частности на фиг.1 и 4, примеры исполнения служат по существу для изображения принципа согласно изобретению. Понятно, что не только лопастный насос 16, но также лопастный насос 14 может быть выполнен по усмотрению с параллельно и/или последовательно установленными ступенями, в зависимости от требований (число фильтрующих пластин, состав фильтруемой жидкости, размеры фильтрующих пластин и т.д.).

Показанная на фигурах корпусная деталь 2 может быть выполнена также модульной, причем в этом случае каждому лопастному колесу целесообразно соответствует участок корпуса, и участки корпуса соединены между собой с геометрическим замыканием и герметично. При этом дно корпусного элемента 2 в такой конструкции целесообразно соответствует донному элементу 4. Также промежуточный корпус может быть выполнен модульным, при этом каждому лопастному колесу 14 предпочтительно соответствует также конструктивный элемент промежуточного корпуса. Конструктивные элементы промежуточного корпуса могут быть выполнены как литые пластмассовые элементы и соединены между собой также с геометрическим замыканием. Герметичного уплотнения элементов корпуса друг с другом при плоскопараллельном прилегании, как правило, не требуется.

Перечень позиций на чертеже

1 Корпус

2 Корпусной элемент

3 Крышка

4 Донный элемент

5 Кольцеобразный корпусной элемент

6 Соединительный корпусной элемент

7 Впуск

8 Выпуск

9 Выпуск для фильтрата

10 Фильтрующие пластины, малые

11 Фильтрующие пластины, большие

12 Отводящие фильтрат трубы

13 Выемки

14 Лопастный насос (фиг.1)

14а Лопастный насос (фиг.4)

15 Лопастные колеса (фиг.1)

15а Лопастные колеса (фиг.4)

16 Передний лопастный насос

17 Вал

18 Промежуточный корпус

19 Выемки

20 Сторона всасывания

21 Напорная сторона

22 Корпус насоса

23 Лопастные колеса переднего лопастного насоса 16

24 Впускной канал

25 Выпуск фильтрационного осадка

26 Электродвигатель

27 Подшипник, наружный

28 Подшипник, внутренний

29 Керамические диски

30 Опорные диски

31 Внутреннее кольцо

32 Наружное кольцо

33 Выемки в 29 и 30

34 Радиальные выемки

35 Кольцеобразные выемки

Изобретение предназначено для фильтрования. Фильтровальное устройство содержит корпус и расположенный в нем пакет расположенных на расстоянии друг от друга фильтрующих пластин, впуск для фильтруемой жидкости, выпуск для фильтрата, соединенный по потоку с внутренней частью фильтрующих пластин, и полость, проходящую через пакет и образованную выемками в фильтрующих пластинах. Пакет фильтрующих пластин расположен жестко относительно корпуса. Внутри пакета фильтрующих пластин установлен лопастный насос с лопастными колесами. Технический результат: высокая эффективность фильтрации и самоочистки фильтра. 22 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Фильтровальное устройство, содержащее корпус (1) и расположенный в нем пакет расположенных на расстоянии друг от друга фильтрующих пластин (10, 11), впуск (7) для фильтруемой жидкости, выпуск (9) для фильтрата, соединенный по потоку с внутренней частью фильтрующих пластин (10, 11), и полость, проходящую через пакет и образованную выемками (13) в фильтрующих пластинах (10, 11), отличающееся тем, что пакет фильтрующих пластин расположен жестко относительно корпуса, причем внутри пакета фильтрующих пластин установлен лопастной насос (14) с лопастными колесами (15).

2. Фильтровальное устройство по п.1, отличающееся тем, что лопастные колеса лопастного насоса проходят между фильтрующими пластинами пакета фильтрующих пластин.

3. Фильтровальное устройство по п.2, отличающееся тем, что лопастные колеса расположены открыто с обеих сторон относительно фильтрующих пластин так, что они образуют центральную зону всасывания и две напорные стороны.

4. Фильтровальное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что лопастной насос (14) с лопастными колесами (15) установлен внутри полости пакета фильтрующих пластин.

5. Фильтровальное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что каждому образованному между соседними фильтрующими пластинами (10, 11) промежуточному пространству или каждой группе соседних промежуточных пространств соответствует лопастное колесо (15), которое подводит жидкость в это промежуточное пространство или эти промежуточные пространства.

6. Фильтровальное устройство по п.1, отличающееся тем, что расположенные внутри пакета пластин лопастные колеса (15) окружены трубчатым, предпочтительно цилиндрическим, промежуточным корпусом (18), который встроен в полость, предпочтительно плотно примыкает к пакету фильтрующих пластин и в зоне свободных пространств между соседними фильтрующими пластинами имеет проемы (19), через которые напорная сторона (21) лопастного колеса (15) соединена по потоку с соответствующим промежуточным пространством.

7. Фильтровальное устройство по п.6, отличающееся тем, что промежуточный корпус состоит из множества участков, которые выполнены предпочтительно в виде литых конструктивных элементов из пластмассы и соединены между собой с геометрическим замыканием.

8. Фильтровальное устройство по п.7, отличающееся тем, что каждому участку промежуточного корпуса соответствует фильтрующая пластина, причем тот радиально уплотнен относительно нее.

9. Фильтровальное устройство по п.6, отличающееся тем, что расположенные внутри пакета пластин лопастные колеса (15) проходят почти до промежуточного корпуса (18), при этом эти лопастные колеса (15) радиально уплотнены относительно промежуточного корпуса (18) предпочтительно по одинаковому диаметру как со стороны всасывания, так и с напорной стороны.

10. Фильтровальное устройство по п.1, отличающееся тем, что по потоку перед расположенными внутри пакета пластин лопастными колесами (15) внутри корпуса (1) установлены одно или более лопастных колес (23).

11. Фильтровальное устройство по п.10, отличающееся тем, что лопастные колеса (23), расположенные перед лопастными колесами (15), расположенными внутри пакета пластин, выполнены и установлены в виде многоступенчатого лопастного насоса (16) предпочтительно в выемке корпуса (1).

12. Фильтровальное устройство по п.10, отличающееся тем, что корпус (1) своей внутренней стороной выполнен соответствующим геометрии пакета пластин, а также геометрии лопастных колес (23), расположенных перед лопастными колесами (15).

13. Фильтровальное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что корпус (1) образован, по существу, цилиндрической трубой (2) с двумя крышками (3, 4, 5) на концах, при этом крышки (4, 5) выполнены для размещения отводящего или подводящего канала (7, 8, 9).

14. Фильтровальное устройство по п.10, отличающееся тем, что лопастные колеса (23), расположенные перед лопастными колесами (15), расположенными внутри пакета пластин, имеют больший диаметр, чем расположенные внутри пакета пластин лопастные колеса.

15. Фильтровальное устройство по п.10, отличающееся тем, что лопастные колеса (15, 23) установлены на общем валу без возможности проворачивания и предпочтительно вместе с промежуточным корпусом (18) образуют узел, манипулируемый как одно целое.

16. Фильтровальное устройство по п.15, отличающееся тем, что несущий лопастные колеса (15, 23) вал (17) имеет по меньшей мере один расположенный внутри пакета пластин подшипник (28), который установлен в промежуточном корпусе (18).

17. Фильтровальное устройство по п.15, отличающееся тем, что несущий лопастные колеса (15, 23) вал (17) с целью привода выведен с одного конца из корпуса (1) и находится в приводном соединении с закрепленным предпочтительно на корпусе (1) приводным двигателем (26).

18. Фильтровальное устройство по п.17, отличающееся тем, что выведенный из корпуса (1) конец вала установлен на нем с возможностью вращения вне корпуса.

19. Фильтровальное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что расположенные внутри пакета пластин лопастные колеса (15а) установлены гидравлически параллельно и по потоку соединены друг с другом на стороне всасывания посредством канала, при этом фильтрующие пластины также соединены гидравлически параллельно.

20. Фильтровальное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что по меньшей мере два или более расположенных внутри пакета пластин лопастных колеса (15) установлены последовательно или в групповой последовательности, при этом фильтрующие пластины (10, 11) соединены соответственно последовательно.

21. Фильтровальное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что пакет пластин расположен внутри образованного корпусом (1) цилиндрического пространства и через него проходит по меньшей мере одна, предпочтительно три расположенные параллельно оси пакета отводящие фильтрат трубы (12), которые соединены с внутренней частью фильтрующих пластин (10, 11) и уплотнены относительно наружного пространства, причем предпочтительно оба конца каждой трубы закреплены на корпусе (1).

22. Фильтровальное устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что фильтрующие пластины (10, 11) образованы двумя расположенными на расстоянии друг от друга керамическими дисками (29), между которыми расположен опорный диск (30), при этом опорный диск (30) снабжен каналами (34, 35) для отвода фильтрата.

23. Фильтровальное устройство по п.22, отличающееся тем, что керамические диски (29) опираются на опорные диски (30) от своего внутреннего периметра до своего наружного периметра, причем опорные диски (30) снабжены проходящими концентрическими кольцами и пересекающими их радиальными каналами (34, 35), которые выполнены открытыми относительно прилегающих керамических дисков (29) и которые ведут к выемкам (33), в которых размещены отводящие фильтрат трубы (12), соединенные с ними по потоку.