РОТАЦИОННЫЙ ФИЛЬТР Российский патент 2015 года по МПК B01D33/21 

Изобретение относится к устройствам фильтрования и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется эффективная очистка жидких сред, например воды, технологических жидкостей, бензиновой и дизельной фракции, газойля, растворов метилдиэтаноламина (МДЭА), стоков, шламов, эмульсий и масел, пищевых жидкостей (пиво, соки и т.д.) от механических примесей.

Известен фильтр, предназначенный для очистки жидкости или суспензии и содержащий контейнер для жидкости или суспензии, подлежащей фильтрованию, и роторное устройство, расположенное в контейнере, причем роторное устройство имеет на своей наружной периферии фильтрующий материал, через который фильтруется жидкость и на котором осаждается материал в виде осадка, причем фильтрующий материал размещен в форме по меньшей мере одного кольца, центр которого совпадает с осью вращения роторного устройства и которое проходит в радиальном направлении в основном от наружной окружной поверхности роторного устройства.

Патент РФ №213,1291, МПК B01D 33/21, B01D 33/46, опубл. 10.06.1999. Данный фильтр имеет достаточно сложную и громоздкую конструкцию и не позволяет осуществлять непрерывную фильтрацию из-за образования на поверхности фильтрующего кольца покрывающего слоя (фильтрационного кека).

Известен фильтр, выполненный в виде вертикального цилиндрического корпуса с коническим днищем и сферической крышкой, патрубками для фильтрующего масла и фильтрата. В корпусе вертикально расположен полый вал с отверстиями для отвода фильтрата, на вал насажен пакет фильтровальных элементов. Фильтровальный элемент состоит из решетчатого стального диска, обтянутого с обеих сторон фильтровальной тканью (бельтингом). Фильтрование осуществляется при неподвижных фильтровальных элементах.

Авторское свидетельство SU №380332, МПК В01D 29/34, опубл. 01.01.1973.

Очистка рабочей поверхности дисков от осадка, накопившегося в процессе фильтрования, производится посредством центробежных сил, возникающих при вращении дисков от специального электропривода. В момент очистки при помощи центробежных сил происходит частичная регенерация фильтроткани под воздействием цикличного действия центробежного поля.

Однако подвергается регенерации совсем небольшая площадь фильтроткани из-за недостаточной величины центробежных сил; если увеличить скорость вращения дисков, эта величина увеличится, но тогда фильтроткань быстро изнашивается, происходит частая ее смена.

Задачей изобретения является создание фильтра, обеспечивающего непрерывную фильтрацию, в том числе микрофильтрацию и ультрафильтрацию, повышение эффекта самоочистки фильтра за счет постоянной очистки фильтрующих элементов, увеличение ресурса работы фильтра, сокращение эксплуатационных затрат.

Решение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что в ротационном фильтре, включающем вертикальный цилиндрический корпус, имеющий патрубки входа фильтруемой среды, отвода отфильтрованной среды и дренажа, расположенный внутри корпуса полый вал с закрепленным пакетом фильтровальных элементов, полый вал выполнен в виде вращающегося ротора с продольными сквозными пазами, установленного в опоре скольжения, через корпус которой соединен с патрубком отвода отфильтрованной среды с установленным на нем щтуцером воздушной регенерации, пакет фильтровальных элементов представляет собой фильтрационный модуль в виде набора фильтровальных дисков, установленных с заданным шагом и закрепленных в месте расположения продольных сквозных пазов, на крышке корпуса закреплены штанги с статическими рассекателями потока, установленными между фильтровальными дисками и обеспечивающими увеличение вихревого потока в фильтрационном модуле.

Кроме того, между фильтровальными дисками установлены промежуточные разделительные втулки с уплотнениями.

Кроме того, патрубок входа фильтруемой среды установлен в зоне расположения фильтрационного модуля.

Кроме того, фильтровальные диски могут быть изготовлены из нержавеющей стальной сетки.

Кроме того, фильтровальные диски могут быть изготовлены из высокопрочной керамики на основе оксида алюминия.

Кроме того, на боковой поверхности корпуса в зоне опоры скольжения расположен технологический смотровой люк.

Изобретение поясняется чертежами.

Фиг. 1 - общий вид фильтра.

Фиг. 2 - вид А-А.

Фиг. 3 - фильтровальный диск.

Ротационный фильтр включает в себя вертикальный цилиндрический корпус 1, внутри которого расположен полый вал 2 в виде ротора, в котором выполнены продольные сквозные пазы 3, в месте расположения которых на полом валу 2 закреплен пакет фильтровальных элементов - фильтрационный модуль 4 в виде набора фильтровальных дисков 5, в ступицах которых имеются отверстия для прохода отфильтрованной жидкости, количество дисков может быть от 1 до 100, при этом площадь фильтрующей поверхности может составлять от 0,14 до 200 кв. м, диски 5 установлены с заданным шагом, с расположенными между ними промежуточными разделительными втулками 6 с уплотнениями. Ротор в виде полого вала 2 установлен в опоре скольжения 7, через корпус 8 которой соединен с патрубком отвода отфильтрованной среды 9. Корпус 8 установлен на кронштейне 10, закрепленном на внутренней поверхности корпуса 1. На патрубке отвода отфильтрованной среды 9 установлен штуцер воздушной регенерации 11 фильтрационного модуля 4. На боковой поверхности корпуса 1 установлены патрубок входа фильтруемой среды 12, расположенный в зоне фильтрационного модуля 4 и технологический смотровой люк 13, расположенный в зоне опоры скольжения 7. В нижней части корпуса установлен патрубок дренажа 14. Корпус 1 закрыт крышкой 15, на которой установлен мотор-редуктор 16, расположен штуцер выхода воздуха 17, и параллельно полому валу 2 закреплены штанги 18 с статическими рассекателями потока 19, установленными между фильтровальными дисками 5. Фильтровальные диски 5 могут быть изготовлены из нержавеющей стальной сетки или высокопрочной керамики на основе оксида алюминия, и обеспечивают высокую степень фильтрации: 2,0, 0,5, 0,2 мкм (микрон); и 60,0, 30,0, 7,0 нм (нанометров) соответственно.

Работа ротационного фильтра заключается в следующем.

Фильтруемая среда подается в полость корпуса 1 через патрубок входа фильтруемой среды 12. Происходит заполнение ротационного фильтра с одновременным удалением воздуха из него через штуцер выхода воздуха 17. После полного заполнения фильтра фильтруемой средой включается мотор-редуктор 16, вращающий ротор в виде полого вала 2 с закрепленным на нем фильтрационным модулем 4. Фильтруемая среда проходит поперечным потоком вдоль фильтровальных дисков 5, при этом механические примеси, попадая на фильтровальные диски 5, отбрасываются к стенкам фильтра за счет центробежной силы, возникающей при вращении.

Рассекатели потока 19, установленные между фильтровальными дисками, обеспечивают увеличение вихревого потока в фильтрационном модуле, при этом на поверхности фильтровального диска возникает эффект всасывания, обеспечивающий дополнительное отделение механических примесей от фильтруемой среды, которые оседают в нижней части корпуса 1 у патрубка дренажа 14. Отфильтрованная среда через отверстия ступиц фильтровальных дисков 5 и продольные сквозные пазы 3 попадает в полый вал 2, вращающийся с большой скоростью и далее выводится из фильтра через патрубок отвода отфильтрованной среды 9. Происходит непрерывный процесс фильтрации, большая скорость вращения ротора обеспечивает высокий эффект самоочистки фильтровального модуля 4. Данный процесс позволяет значительно снизить скорость засорения фильтровального модуля 4 и удлинить рабочие циклы между регенерациями.

После полного засорения фильтрационного модуля 4 запускается процесс регенерации. Мотор-редуктор 16 останавливают. Сжатый воздух через щтуцер воздушной регенерации 11 подается внутрь полого вала и через продольные сквозные пазы 3 и отверстия ступиц фильтровальных дисков 5 попадает в полости между фильтровальными дисками 5 и статическими рассекателями потока 19. Механические примеси выносятся потоком воздуха и оседают на дно фильтра. Накопившиеся на дне фильтра загрязнения выводятся через патрубок дренажа 14.Технологический смотровой люк 14 позволяет провести осмотр состояния опоры скольжения 7.

Преимущества ротационного фильтра заключаются в обеспечении непрерывной фильтрации, в том числе микрофильтрации и ультрафильтрации, повышении эффекта самоочистки фильтра за счет постоянной очистки фильтрующих элементов, сокращении эксплутационных затрат.

Изобретение относится к устройствам фильтрования и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется эффективная очистка жидких сред от механических примесей. Ротационный фильтр включает вертикальный цилиндрический корпус 1, имеющий патрубки входа фильтруемой среды 12, отвода отфильтрованной среды 9 и дренажа 14, расположенный внутри корпуса 1 полый вал 2 с закрепленным пакетом фильтровальных элементов. Полый вал выполнен в виде вращающегося ротора с продольными сквозными пазами, установленного в опоре скольжения 7, через корпус 8 которой соединен с патрубком отвода отфильтрованной среды 9 с установленным на нем штуцером воздушной регенерации 11. Пакет фильтровальных элементов представляет собой фильтрационный модуль 4 в виде набора фильтровальных дисков, установленных с заданным шагом и закрепленных в месте расположения продольных сквозных пазов. На крышке 15 корпуса закреплены штанги 18 со статическими рассекателями потока, установленными между фильтровальными дисками и обеспечивающими увеличение вихревого потока в фильтрационном модуле. Технический результат: обеспечение непрерывной фильтрации, повышение эффекта самоочистки фильтра, увеличение ресурса его работы, сокращение эксплуатационных затрат. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Ротационный фильтр, включающий вертикальный цилиндрический корпус, имеющий патрубки входа фильтруемой среды, отвода отфильтрованной среды и дренажа, расположенный внутри корпуса полый вал с закрепленным пакетом фильтровальных элементов, отличающийся тем, что полый вал выполнен в виде ротора с продольными сквозными пазами, установленного в опоре скольжения, через корпус которой соединен с патрубком отвода отфильтрованной среды с установленным на нем штуцером воздушной регенерации, пакет фильтровальных элементов представляет собой фильтрационный модуль в виде набора фильтровальных дисков, установленных с заданным шагом и закрепленных в месте расположения продольных сквозных пазов, на крышке корпуса закреплены штанги с статическими рассекателями потока, установленными между фильтровальными дисками и обеспечивающими увеличение вихревого потока в фильтрационном модуле.

2. Ротационный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что между фильтровальными дисками установлены промежуточные разделительные втулки с уплотнениями.

3. Ротационный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что патрубок входа фильтруемой среды установлен в зоне расположения фильтрационного модуля.

4. Ротационный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что фильтровальные диски могут быть изготовлены из нержавеющей стальной сетки.

5. Ротационный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что фильтровальные диски могут быть изготовлены из высокопрочной керамики на основе оксида алюминия.

6. Ротационный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что на боковой поверхности корпуса в зоне опоры скольжения расположен технологический смотровой люк.