СЕКТОРНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДИСКОВОГО ФИЛЬТРА, ПЛАСТИНА И ДРЕНАЖНЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬ ДЛЯ НЕГО Российский патент 2019 года по МПК B01D33/23 

Область техники

[1] Изобретение относится к области вакуумных дисковых фильтров, предназначенных для разделения жидкости и взвешенных в ней частиц, и может быть использовано в процессах по обогащению руды.

Предпосылки к созданию изобретения

[2] Дисковый фильтр, принцип действия которого широко известен, содержит ряд установленных на вращающемся валу фильтровальных дисков, каждый из которых образован несколькими секторными элементами. Каждый секторный элемент содержит пластину секторного элемента, боковые стенки которой выполнены из пористой проницаемой керамики, а между боковыми стенками образована герметичная внутренняя полость. При прохождении пластины секторного элемента через ванну с пульпой в полости пластины создают вакуум, который в совокупности с капиллярным эффектом, характерным для пористой керамики, побуждает жидкость просачиваться в полость пластины, откуда жидкость попадает в дренажную систему дискового фильтра и удаляется.

[3] Во время подъема пластины секторного элемента из ванны на наружных поверхностях ее боковых стенок остается слой налипших частиц, представляющий собой обезвоженный концентрат – кек, который при нахождении над ванной высушивается под продолжающимся действием вакуума. Далее при помощи специальных скребков кек счищается на транспортер и удаляется в качестве готового продукта процесса фильтрования. После этого в полость пластины секторного элемента подают избыточное давление воздуха или жидкости с целью прочистки пор – так называемая, обратная промывка, а затем описанный цикл повторяется вновь.

[4] В патентной публикации RU2205057C1, 27.05.2003 раскрыт секторный элемент, в пластине которого на ее обращенной к оси дискового фильтра торцевой поверхности выполнено цилиндрическое соединительное отверстие, проходящее параллельно наружным поверхностям боковых стенок и соединяющее полость пластины с внешней средой. В соединительное отверстие вставлен первый патрубок штуцера, при этом штуцер содержит также второй патрубок, соединенный со шлангом дренажной системы, посредством которой осуществляется создание вакуума и отсос жидкости. Таким образом, данная конструкция штуцера, выполняющего функцию дренажного соединителя, позволяет обеспечить герметичное соединение шланга дренажной системы с пластиной секторного элемента, образуя из внутренней части дренажной системы и полости пластины секторного элемента единый замкнутый контур.

[5] Описанная выше конфигурация характеризуется компактностью в осевом направлении дискового фильтра, однако, она имеет и ряд существенных недостатков. Во-первых, диаметр первого патрубка штуцера естественным образом ограничен толщиной пластины секторного элемента, которая имеет небольшую величину. Соответственно и площадь проходного сечения первого патрубка штуцера является небольшой по сравнению с площадью проходного сечения полости пластины секторного элемента. Данное обстоятельство создает значительный перепад между давлением в первом патрубке штуцера и давлением в полости пластины секторного элемента, что в свою очередь снижает как эффективность создания вакуума для фильтрации, так и эффективность создания избыточного давления для прочистки пор.

[6] Во-вторых, при возможном внешнем воздействии на второй патрубок штуцера, направленном перпендикулярно боковым стенкам пластины, первый патрубок штуцера воспроизводит усилие на крепежный участок боковой стенки пластины, окружающий первый патрубок. Поскольку диаметр первого патрубка имеет небольшую величину, то площадь действия данного усилия является небольшой, соответственно, давление на крепежный участок боковой стенки пластины оказывается значительным. Для обеспечения прочности пластины по отношению к описанным воздействиям толщину крепежного участка боковой стенки пластины увеличивают, что при заданной толщине пластины приводит к дальнейшему уменьшению диаметра первого патрубка штуцера, усугубляя проблемы, связанные с перепадом давления.

[7] В-третьих, при проведении обратной промывки повышенное давление в полости пластины оказывает выталкивающее воздействие на штуцер, которое при многократном циклическом повторении способно нарушить герметичность соединения первого патрубка штуцера и пластины.

[8] Описанные выше недостатки секторного элемента, раскрытого в патентной публикации RU2205057C1, в основном устранены в секторном элементе, раскрытом в патентной публикации WO2014108602A1 и являющимся прототипом изобретения. Здесь цилиндрическое соединительное отверстие проходит сквозь боковые стеки пластин перпендикулярно их наружным поверхностям и на некотором удалении от торцевой поверхности. Поэтому соединительное отверстие жестко не ограничено в диаметре, что позволяет обеспечить достаточную величину проходного сечения вставляемого в него дренажного соединителя.

[9] Кроме того, дренажный соединитель имеет большую площадь контакта его крепежных элементов, опирающихся как на участки обеих наружных поверхностей боковых стенок, так и на внутренние поверхности соединительного отверстия, расположенные по толщине боковых стенок, что способствует существенному снижению давления на крепежные участки боковых стенок при воздействии внешнего усилия. Далее, выталкивающая сила при обратной промывке уравновешивается крепежными элементами дренажного соединителя, опирающимися на противоположные наружные поверхности боковых стенок и имеющими надежное винтовое соединение между собой. Таким образом, данная конфигурация позволяет как обеспечить достаточную величину проходного сечения в дренажном соединителе, так и сохранить прочность пластины в месте ее соединения с дренажным соединителем.

[10] Однако в данной конфигурации дренажный соединитель увеличивает габарит секторного элемента в осевом направлении дискового фильтра, что может затруднить установку секторного элемента в рабочее положение или потребовать для этого дополнительных конструктивных решений. Кроме того, поток жидкости здесь подвергается двукратному изменению направления под прямым углом, что повышает гидравлическое сопротивление и снижает эффективность фильтрации. Следует отметить также и сложность конструкции данного дренажного соединителя в части обеспечения герметичности скрепления между собой его крепежных элементов.

[11] Целью изобретения является создание секторного элемента дискового фильтра, в котором прочность боковых стенок пластины в месте соединения с дренажной системой дискового фильтра обеспечивается без увеличения осевого габарита секторного элемента и без изменения направления потока жидкости.

Сущность изобретения

[12] Для достижения поставленной цели настоящее изобретение реализовано посредством трех объектов изобретения.

[13] Первым объектом изобретения является пластина секторного элемента дискового фильтра, имеющая две параллельные друг другу боковые поверхности и малую торцевую поверхность, которая в эксплуатационном положении пластины обращена в сторону вала дискового фильтра. Боковые поверхности пластины образованы наружными поверхностями боковых стенок, выполненных из водопроницаемой пористой керамики и расположенных так, что между их внутренними поверхностями имеется герметизированный зазор. На краевом участке пластины, примыкающем к ее малой торцевой поверхности, выполнена выемка, имеющая охватывающую контактную поверхность, через которую открывается герметизированный зазор. Охватывающая контактная поверхность пересекается с обеими боковыми поверхностями и с малой торцевой поверхностью с образованием открытого промежутка в малой торцевой поверхности. Охватывающая контактная поверхность характеризуется тем, что существует такое сечение охватывающей контактной поверхности, выполненное параллельно боковым поверхностям, которое имеет участок, на котором секущая прямая, проведенная перпендикулярно прямой, соединяющей концы данного сечения, пересекает данное сечение более одного раза.

[14] В частном случае первого объекта изобретения охватывающая контактная поверхность образована параллельным сдвигом образующей прямой по направляющей линии, при этом направляющая линия лежит в плоскости, параллельной боковым поверхностям пластины. В наиболее предпочтительном случае направляющая линия, по меньшей мере, частично представляет собой дугу окружности. Предпочтительно также, если образующая прямая проходит перпендикулярно боковым поверхностям пластины.

[15] Вторым объектом изобретения является дренажный соединитель секторного элемента дискового фильтра, содержащий соединенные друг с другом накладной элемент и вставной элемент. Накладной элемент имеет накладную контактную поверхность, выполненную в виде плоской поверхности. Вставной элемент имеет охватываемую контактную поверхность и открытую поверхность. Во вставном элементе выполнено сквозное отверстие, продольная ось которого проходит параллельно накладной контактной поверхности, причем первый конец сквозного отверстия открывается через охватываемую контактную поверхность, а второй конец – через открытую поверхность. Охватываемая контактная поверхность характеризуется тем, что существует такое сечение охватываемой контактной поверхности, выполненное параллельно накладной контактной поверхности, которое имеет участок, на котором секущая прямая, проведенная параллельно оси сквозного отверстия, пересекает данное сечение более одного раза.

[16] В частном случае второго объекта изобретения охватываемая контактная поверхность образована параллельным сдвигом образующей прямой по направляющей линии, причем направляющая линия лежит в плоскости, параллельной накладной контактной поверхности. В наиболее предпочтительном случае направляющая линия, по меньшей мере, частично представляет собой дугу окружности. Предпочтительно также, если образующая прямая проходит перпендикулярно плоскости накладной контактной поверхности.

[17] В другом частном случае второго объекта изобретения вставной элемент снабжен торцевым элементом, который имеет внешнюю поверхность, образующую упомянутую открытую поверхность, и две торцевые контактные поверхности, обращенные к охватываемой контактной поверхности и расположенные по обе стороны от сквозного отверстия перпендикулярно накладной контактной поверхности.

[18] В еще одном частном случае второго объекта изобретения накладной элемент является первым накладным элементом, а накладная контактная поверхность - первой накладной контактной поверхностью. Соединитель при этом снабжен вторым накладным элементом, имеющим вторую накладную контактную поверхность и выполненным с возможностью соединения с вставным элементом так, что вторая накладная контактная поверхность располагается параллельно первой накладной контактной поверхности. Вставной элемент и второй накладной элемент могут быть снабжены взаимодополняющими позиционирующими элементами.

[19] В еще одном частном случае второго объекта изобретения сквозное отверстие вблизи своего второго конца снабжено резьбой. В этом случае соединитель может быть снабжен соединительным патрубком, ввинчиваемым в сквозное отверстие с его второго конца.

[20] В частном случае второго объекта изобретения на одной или нескольких контактных поверхностях, входящих в группу из охватываемой контактной поверхности, обеих торцевых контактных поверхностей, обеих накладных контактных поверхностей, выполнено рифление. В предпочтительном случае рифление выполнено на всех контактных поверхностях дренажного соединителя.

[21] В еще одном частном случае второго объекта изобретения вставной элемент и второй накладной элемент выполнены с возможностью соединения друг с другом при помощи винтового соединения.

[22] Третьим объектом изобретения является секторный элемент дискового фильтра, содержащий пластину, выполненную по любому из приведенных выше вариантов первого объекта изобретения, и дренажный соединитель, выполненный по любому из приведенных выше вариантов второго объекта изобретения. Дренажный соединитель при этом прикреплен к пластине так, что его охватываемая контактная поверхность расположена смежно с охватывающей контактной поверхностью выемки пластины.

Краткое описание чертежей

[23] Осуществление изобретения будет пояснено ссылками на фигуры:

Фиг. 1 - общий вид секторного элемента дискового фильтра, выполненного согласно третьему объекту изобретения;

Фиг. 2 - общий вид пластины секторного элемента, выполненной согласно первому объекту изобретения;

Фиг. 3 – увеличенное изображение участка А с фиг. 2;

Фиг. 4 – перспективный вид пластины секторного элемента, выполненной согласно первому объекту изобретения, с отображением внутренней структуры;

Фиг. 5 - общий вид дренажного соединителя, выполненного согласно второму объекту изобретения;

Фиг. 6 - общий вид дренажного соединителя с фиг. 5, если смотреть спереди-снизу;

Фиг. 7 – общий вид второго накладного элемента для дренажного соединителя, выполненного согласно второму объекту изобретения;

Фиг. 8 - вид дренажного соединителя с фиг. 5 в разрезах А-А и В-В;

Фиг. 9 - вид соединительного патрубка для дренажного соединителя, выполненного согласно второму объекту изобретения;

Фиг. 10 - общий вид дренажного соединителя, выполненного согласно наиболее предпочтительному случаю второго объекта изобретения;

Фиг. 11 – боковая проекция дренажного соединителя, выполненного согласно наиболее предпочтительному случаю второго объекта изобретения.

Осуществление изобретения

[24] Осуществление изобретения будет показано на наилучших известных авторам изобретения примерах реализации изобретения, которые не являются ограничениями в отношении объема охраняемых прав.

[25] Секторный элемент 1 дискового фильтра, общий вид которого показан на Фиг. 1, включает в себя пластину 10 и дренажный соединитель 100.

Конструкция и технические результаты первого объекта изобретения

[26] Пластина 10 (Фиг. 2, Фиг. 4) содержит две параллельные друг другу боковые поверхности 20 и 40, а также малую торцевую поверхность 70, большую торцевую поверхность 80 и две радиальные торцевые поверхности 81 и 82. Малая торцевая поверхность 70 в эксплуатационном положении пластины 10 обращена в сторону вала дискового фильтра, большая торцевая поверхность 80 обращена в противоположную сторону, а радиальные торцевые поверхности 81 и 82 проходят в радиальном направлении и соединяют малую торцевую поверхность 70 с большой торцевой поверхностью 80.

[27] Радиальные торцевые поверхности 81 и 82 выполнены плоскими, а большая торцевая поверхность 80 выполнена в виде дуги окружности. В свою очередь, малая торцевая поверхность 70 содержит два плоских участка 71 и 72, которые на виде сверху расположены симметрично друг другу относительно оси симметрии пластины с образованием угла, открытого в сторону большой торцевой поверхности 80.

[28] Боковые поверхности 20 и 40 пластины 10 образованы боковыми наружными поверхностями 21 и 41 боковых стенок 22 и 42 соответственно, при этом между внутренней поверхностью 25 боковой стенки 22 и внутренней поверхностью 45 боковой стенки 42 имеется герметизированный зазор 30. В данном примере малая 70, большая 80 и радиальные торцевые поверхности 81 и 82 пластины 10 образованы торцевыми наружными поверхностями 23 и 43 боковых стенок 22 и 42 соответственно. Обратим внимание, что позиции 23 или 43 являются едиными позициями для всех торцевых наружных поверхностей соответствующей боковой стенки 22 и 42.

[29] В области своей торцевой наружной поверхности 23 боковая стенка 22 имеет обозначенные единой позицией краевые участки 24, толщина которых больше, чем толщина боковой стенки 22 в области ее внутренней поверхности 25. Аналогично, в области своей торцевой наружной поверхности 43 боковая стенка 42 имеет краевые участки, обозначенные единой позицией 44, толщина которых больше, чем толщина боковой стенки 42 в области ее внутренней поверхности 45. Краевые участки 24 и 44 боковых стенок 22 и 42 смыкаются, в результате чего посредством клея, размещенного между ними, обеспечивается скрепление боковых стенок 22 и 42 для образования пластины 10, а также герметизация зазора 30. Сомкнутые краевые участки 24 и 44 боковых стенок 22 и 42 образуют краевые участки 11, 12, 13, 14 пластины 10, расположенные вблизи соответственно малой 70, большой 80 и радиальных торцевых поверхностей 81 и 82 пластины 10.

[30] В герметизированном зазоре 30 расположены внутриполостные стенки 31, проходящие между внутренними поверхностями 25 и 45 перпендикулярно боковым поверхностям 20 и 40 пластины 10. В данном случае каждая внутриполостная стенка 31 образована парой смыкающихся друг с другом участков внутриполостной стенки (по отдельности на фиг. 4 не показаны), которые выступают со стороны каждой из внутренних поверхностей 25 и 45. Между участками внутриполостной стенки, составляющими пару для образования внутриполостной стенки 31, размещают клей для более прочного скрепления боковых стенок 22 и 42 между собой.

[31] Внутриполостные стенки 31 образуют между собой каналы 32 для течения фильтрата. Сам герметизированный зазор 30 сообщается с наружным пространством через устье 34. Хотя конфигурация внутриполостных стенок 31 и каналов 32 не является предметом настоящего изобретения, следует отметить, что их расположение определяется в целях минимизации гидравлических потерь при течении фильтрата к устью 34, т.е. к выходу наружу из герметизированного зазора 30.

[32] Таким образом, одна часть площади каждой из боковых поверхностей 20 и 40 пластины 10, расположенная напротив внутренних поверхностей 25 и 45 боковых стенок 22 и 42, представляет собой рабочую часть, участвующую в процессе фильтрования. Другая же часть площади каждой из боковых поверхностей 20 и 40 пластины 10, расположенная напротив краевых участков 11, 12, 13, 14 и внутриполостных стенок 31, является технологической. Эта часть площади выполняет в основном технологические функции по скреплению боковых стенок 22 и 42, герметизации зазора 30, а также формированию его оптимальной внутренней конфигурации.

[33] Боковые стенки 22 и 42 выполнены из водопроницаемой пористой керамики, предпочтительно – из керамики глиноземистого состава с добавлением алюмосиликатов. В то же время, в частном случае выполнения пластины 10 между боковыми стенками 22 и 42 может быть заключена полимерная сотовая конструкция, облегчающая пластину 10, выполненную по заданному размеру. Такая конфигурация не препятствует достижению преимущественных эффектов первого объекта изобретения.

[34] В этом случае участки внутриполостных стенок, выступающие от каждой из внутренних поверхностей 25 и 45, а также краевые участки 24 и 44 боковых стенок 22 и 42 опираются на сотовую конструкцию. Соответствующие друг другу участки внутриполостных стенок, совместно образующие какую-либо внутриполостную стенку 31, скрепляются между собой и с сотовой конструкцией при помощи клея, размещаемого в тех сотах, которые перекрываются этими участками внутриполостных стенок.

[35] Аналогичным образом скрепляются между собой и краевые участки 24 и 44 боковых стенок 22 и 42 с образованием краевых участков 11, 12, 13, 14 пластины 10. Следует отметить, что в этом случае малая 70, большая 80 и радиальные торцевые поверхности 81 и 82 пластины 10 образованы торцевыми наружными поверхностями 23 и 43 боковых стенок 22 и 42 лишь частично. При этом другая часть данных торцевых поверхностей образована поверхностью клея, покрывающего сотовую конструкцию со стороны торцевых наружных поверхностей 23 и 43 и герметизирующего зазор 30.

[36] Краевой участок 11 пластины 10, примыкающий к малой торцевой поверхности 70, имеет увеличенную ширину в направлении герметизированного зазора 30, по сравнению с краевыми участками 12 - 14. На краевом участке 11 выполнены отверстия 15 для установки крепежных устройств, обеспечивающих закрепление секторного элемента на валу дискового фильтра. На боковые поверхности 20 и 40 пластины 10 в области краевого участка 11 может быть нанесено водонепроницаемое покрытие, исключающее подсос воздуха через области, не погружаемые в ванну с пульпой.

[37] На краевом участке 11 пластины 10, примыкающем к плоскому участку 72 ее малой торцевой поверхности 70, на всю толщину пластины 10 выполнена выемка 90. Выемка 90 имеет охватывающую контактную поверхность 91, на которую выходит устье 34 герметизированного зазора 30, т.е., другими словами, через охватывающую контактную поверхность 91 герметизированный зазор 30 открывается наружу. Отметим, что толщина пластины 10 равна расстоянию между боковыми поверхностями 20 и 40. Кроме того, малая торцевая поверхность 70 может не иметь плоских участков 71 и 72, а быть, например, цилиндрической. В этом случае для выполнения выемки 90 целесообразно выбирать тот участок малой торцевой поверхности 70, который имеет наименьшую кривизну.

[38] Охватывающая контактная поверхность 91 пересекается с обеими боковыми поверхностями 20 и 40 и с малой торцевой поверхностью 70 с образованием открытого промежутка 92 в малой торцевой поверхности 70. Линия 93 пересечения охватывающей контактной поверхности 91 и боковой поверхности 20 (далее – линия 93 пересечения выемки) имеет участок 98, на котором секущая прямая 94, проведенная перпендикулярно прямой 95, соединяющей концы линии 93 пересечения выемки, пересекает линию пересечения 93 выемки два раза (фиг. 3).

[39] Это означает, что расположенная между участком 98 и малой торцевой поверхностью 70 область пластины 10 будет препятствовать свободному выходу из выемки вставного элемента 110 дренажного соединителя 100 в направлении, перпендикулярном малой торцевой поверхности 70. Следует отметить, что в собранном состоянии секторного элемента 1 охватывающая контактная поверхность 91 располагается смежно с охватываемой контактной поверхностью 111 вставного элемента 110 дренажного соединителя 100, т.е. по существу находится с ней в контакте через клеевой слой.

[40] Таким образом, указанное выполнение выемки 90 обеспечивает закрепление дренажного соединителя 100 не только посредством клеевого соединения или иных крепежных средств типа винт-гайка, но и посредством самого тела пластины 10. Одновременно с этим наличие открытого промежутка 90 в малой торцевой поверхности 70 обеспечивает возможность вывода соединительного патрубка 150 дренажного соединителя 100 наружу через малую торцевую поверхность 70. Это, в свою очередь, позволяет обеспечить компактность секторного элемента 1 в осевом направлении дискового фильтра, а также обеспечить прямолинейное течение жидкости, снижающее гидравлические потери, что недостижимо в прототипе изобретения.

[41] Следует отметить, что в данном случае линия пересечения 93 выемки совпадает с любым сечением охватывающей контактной поверхности 91, выполненным параллельно боковым поверхностям 20 и 40. Под сечением охватывающей контактной поверхности 91 согласно общепринятой терминологии понимается линия пересечения охватывающей контактной поверхности 91 с секущей плоскостью, в качестве которой здесь выступает плоскость, параллельная боковым поверхностям 20 и 40.

[42] В то же время для достижения указанных выше технических результатов линии пересечения 93 выемки не обязательно должна совпадать с сечением охватывающей контактной поверхности 91. Например, на боковых поверхностях 20 и 40 вдоль выемки могут быть выполнены U-образные фаски и т.п., замкнутые на малую торцевую поверхность 70, а значит, линия пересечения 93 выемки также примет форму U, через которую нельзя провести прямую 94, которая могла бы пересекать линию пересечения 93 выемки более одного раза. Однако, независимо от формы линии пересечения 93 выемки, согласно изобретению, существует такое сечение охватывающей контактной поверхности 91, выполненное параллельно боковым поверхностям 20 и 40, которое имеет участок 98, на котором секущая прямая 94, проведенная перпендикулярно прямой 95, соединяющей концы данного сечения, пересекает данное сечение более одного раза.

[43] Что касается охватывающей контактной поверхности 91, то в данном варианте она имеет цилиндрическую форму, т.е. образована параллельным сдвигом образующей прямой по направляющей линии, лежащей в плоскости, параллельной боковым поверхностям 20 и 40 пластины 10. Направляющая линия здесь совпадает с линией пересечения 93 выемки и представляет собой дугу окружности, а образующая прямая проходит перпендикулярно боковым поверхностям 20 и 40 пластины 10. Однако это не является ограничением.

[44] Например, образующая линия может проходить с наклоном к боковым поверхностям 20 и 40 пластины 10, что обеспечит увеличенную площадь охватывающей контактной поверхности 91 и, соответственно, более эффективное приклеивание вставного элемента 110 дренажного соединителя 100. Например, направляющая линия может отличаться от дуги окружности, и представлять собой многоугольник, овал, волнистую линию и т.п. или комбинацию этих фигур. Тогда участок 98 сечения охватывающей контактной поверхности 91 может включать в себя больше двух пересечений секущей прямой, и в этом случае вставной элемент 110 дренажного соединителя 100 будет лучше удерживаться в направлении малой торцевой поверхности 70.

[45] Кроме того, охватывающая контактная поверхность 91 может вообще отличаться от цилиндрической поверхности. Например, она может быть конической поверхностью, что также позволит увеличить площадь охватывающей контактной поверхности. Возможно также выполнение охватывающей контактной поверхности 91 в виде гиперболоидной поверхности или поверхности, состоящей из двух конических поверхностей, соединенных малыми основаниями, или иной подобной поверхности. В этом случае вставной элемент 110 дренажного соединителя 100 состоит из двух частей, соединяемых после установки в выемку 90, а охватывающая контактная поверхность 91 при необходимости включает в себя дополнительную поверхность, которая обеспечивает формирование открытого промежутка на малой торцевой поверхности 70.

Конструкция и технические результаты второго объекта изобретения

[46] Дренажный соединитель 100 (Фиг. 5 – 11) предназначен для соединения секторного элемента 1 дискового фильтра с дренажной системой дискового фильтра. Дренажный соединитель 100 содержит вставной элемент 110 и накладной элемент 130, которые соединены друг с другом. В данном случае вставной элемент 110 и накладной элемент 130 выполнены заодно.

[47] Накладной элемент 130 имеет накладную контактную поверхность 131, выполненную в виде плоской поверхности. Вставной элемент 110 имеет охватываемую контактную поверхность 111 и открытую поверхность 112. Во вставном элементе 110 выполнено сквозное отверстие 120, продольная ось 125 которого проходит параллельно накладной контактной поверхности 131. Первый конец 121 сквозного отверстия 120 открывается через охватываемую контактную поверхность 111, а второй конец 122 – через открытую поверхность 112.

[48] Форма первого конца 121 сквозного отверстия 120 соответствует форме устья 34 герметизированного зазора 30 пластины 10 и обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление для жидкости на входе в дренажный соединитель 100. Форма второго конца 122 сквозного отверстия 120 представляет собой круг, при этом участок сквозного отверстия 120 вблизи его второго конца 122 имеет форму цилиндра. Поскольку форма первого конца 121 сквозного отверстия 120 может быть различной для разных случаев формы устья 34 герметизированного зазора 30 пластины 10, то под продольной осью 125 сквозного отверстия 120 понимается продольная ось участка сквозного отверстия 120 вблизи его второго конца 122.

[49] На участке вблизи своего второго конца 122 сквозное отверстие 120 снабжено резьбой, предназначенной для закрепления соединительного патрубка 150 (фиг. 9), к которому, например, с помощью хомутов присоединяют шланг дренажной системы дискового фильтра. Следует отметить, что соединительный патрубок 150 может быть закреплен в сквозном отверстии 120 со стороны его второго конца 122 и другим способом, например, посредством посадки в натяг в комбинации с клеевым соединением или без такового. Кроме того, соединительный патрубок 150 и вставной элемент 110 могут быть выполнены заодно.

[50] Охватываемая контактная поверхность 111 предназначена для контакта с охватывающей контактной поверхностью 91 и выполнена в полном соответствии с охватывающей контактной поверхностью 91, чтобы располагаться смежно с ней. Следовательно, все особенности охватывающей контактной поверхностью 91 присущи охватываемой контактной поверхности 111 с учетом описанных ниже взаимосвязей. Кроме того, поскольку технические результаты, достигаемые дренажным соединителем 100, проявляются при его совместном использовании с пластиной 10, то все технические результаты, описанные выше для пластины 10 и получаемые в результате описанного выше выполнения выемки 90, справедливы и для дренажного соединителя 100.

[51] Для охватываемой контактной поверхности 111 существует такое сечение, выполненное параллельно накладной контактной поверхности 131, которое имеет участок 119 (фиг. 5), на котором секущая прямая 113, проведенная параллельно оси 125 сквозного отверстия 120, пересекает данное сечение более одного раза.

[52] Таким образом, в качестве аналога секущей плоскости охватывающей контактной поверхности 91, проведенной параллельно боковым поверхностям 20 и 40, в случае охватываемой контактной поверхности 111 используется секущая плоскость, проведенная параллельно накладной контактной поверхности 131. В качестве аналога секущей прямой 94, пересекающей сечение охватывающей контактной поверхности 91 и проведенной перпендикулярно прямой 95, соединяющей концы линии 93 сечения, в случае охватываемой контактной поверхности 111 используется секущая прямая 113, проведенная параллельно оси 125 сквозного отверстия 120.

[53] Для формы охватываемой контактной поверхности 111 справедливы все варианты формы, описанные для охватывающей контактной поверхности 91. В предпочтительном же случае охватываемая контактная поверхность 111 образована параллельным сдвигом образующей прямой по направляющей линии, причем направляющая линия лежит в плоскости, параллельной накладной контактной поверхности 131. В случае, показанном на фиг. 5 – 11, направляющая линия представляет собой дугу окружности, а образующая прямая проходит перпендикулярно плоскости накладной контактной поверхности 131.

[54] Отметим также, что если охватываемая контактная поверхность 111 дренажного соединителя 100 расположена смежно с охватывающей контактной поверхностью 91 пластины 10, то первый конец 121 сквозного отверстия 120 дренажного соединителя 100 расположен в точности напротив устья 34 герметизированного зазора 30 пластины 10. Таким образом, чтобы точно позиционировать первый конец 121 сквозного отверстия 120 дренажного соединителя 100 относительно устья 34 герметизированного зазора 30 пластины 10, достаточно расположить охватываемую контактную поверхность 111 и охватывающую контактную поверхностью 91 смежно друг с другом.

[55] В рассматриваемом случае дренажного соединителя 100 вставной элемент 110 снабжен торцевым элементом 140, который имеет внешнюю поверхность 143, образующую упомянутую открытую поверхность 112. Торцевой элемент 140 имеет также две торцевые контактные поверхности 141 и 142 (фиг. 6), которые обращены к охватываемой контактной поверхности 111 и расположены по обе стороны от сквозного отверстия 120 перпендикулярно накладной контактной поверхности 131.

[56] Торцевые контактные поверхности 141 и 142 позволяют в дополнение к охватываемой контактной поверхности 111 и накладной контактной поверхности 131 увеличить общую площадь контакта дренажного соединителя 100 с пластиной 10. Поскольку в данной конфигурации все контактные поверхности предназначены для клеевого соединения, то увеличение площади контакта повышает надежность закрепления дренажного соединителя 100 на пластине 10. Отметим также, что при выполнении вставного элемента 110 с торцевым элементом 140, дополнительный клеевой слой, располагаемый между торцевыми контактными поверхностями 141 и 142 и малой торцевой поверхностью 70, способствует обеспечению герметичности соединения дренажного соединителя 100 и пластины 10.

[57] Кроме того, при приложении к соединительному патрубку 150 усилия в направлении, параллельном как боковым поверхностям 20 и 40 пластины 10, так и ее малой торцевой поверхности 70, торцевые контактные поверхности 141 и 142 принимают на себя основную часть этого усилия, передавая его на малую торцевую поверхность 70 в перпендикулярном ей направлении. Следует отметить, что в направлении, перпендикулярном малой торцевой поверхности 70, пластина 10 способна воспринять сравнительно большую нагрузку. Поскольку указанное усилие распределяется по всей площади торцевых контактных поверхностей 141 и 142, то величина такого усилия, способного нанести повреждения как пластине 10, так и дренажному соединителю 100, существенно повышается.

[58] В рассматриваемом случае дренажного соединителя 100 накладной элемент 130 является первым накладным элементом 133, а накладная контактная поверхность 131 - первой накладной контактной поверхностью 134 (фиг. 6, 10, 11). При этом дренажный соединитель 100 снабжен вторым накладным элементом 135 (фиг. 7, 10, 11), имеющим вторую накладную контактную поверхность 136 и выполненным с возможностью соединения с вставным элементом 110 так, что вторая накладная контактная поверхность 136 располагается параллельно первой накладной контактной поверхности 134.

[59] Второй накладной элемент 135 закрепляется на вставном элементе 110 после установки вставного элемента 110 в выемку 90 пластины 10. Вторая накладная контактная поверхность 136 дополнительно увеличивает площадь контакта дренажного соединителя 100 и пластины 10 с соответствующим упрочнением их скрепления друг с другом посредством клея. Следует также отметить, что второй накладной элемент 135 обеспечивает дополнительную герметизацию соединения дренажного соединителя 100 и пластины 10 с противоположной стороны от первого накладного элемента 133.

[60] Кроме того, при приложении к соединительному патрубку 150 усилия в направлении, перпендикулярном боковым поверхностям 20 и 40 пластины 10, накладные контактные поверхности 134 и 136 принимают на себя основную часть этого усилия, передавая его на боковые поверхности 20 и 40 в перпендикулярном им направлении. т.е. в том направлении, в котором пластина 10 способна воспринять сравнительно большую нагрузку. Поскольку указанное усилие распределяется по всей площади накладных контактных поверхностей 134 и 136, то величина такого усилия, способного нанести повреждения как пластине 10, так и дренажному соединителю 100, существенно повышается.

[61] Закрепление второго накладного элемента 135 на вставном элементе 110 осуществляется посредством винтового соединения 137 в дополнение к клеевому соединению. Использование винтового соединения 137 для закрепления второго накладного элемента 135 на вставном элементе 110, позволяет плотно прижать как первую накладную контактную поверхность 134, так и вторую накладную контактную поверхность 136 к боковым поверхностям 20 и 40 соответственно. Данное решение позволяет обеспечить эффективность приклеивания первой и второй накладных контактных поверхностей 134 и 136 к боковым поверхностям 20 и 40 соответственно.

[62] Следует отметить, что винтовое соединение 137 может быть выполнено как в виде соединения винт-гайка, как это показано на фиг. 10 и 11, так и в виде одного или нескольких винтов, ввинчиваемых во внутреннюю резьбу, выполненную в теле вставного элемента 110.

[63] Для удобства взаимного позиционирования вставной элемент 110 и второй накладной элемент 135 снабжены взаимодополняющими позиционирующими элементами 138 и 139 соответственно. При этом позиционирующие элементы 138 вставного элемента 110 выполнены в виде канавок, а позиционирующие элементы 139 второго накладного элемента 135 выполнены в виде гребней, длина, ширина и форма которых соответствуют соответствующим параметрам упомянутых канавок.

[64] В дренажном соединителе 100 на охватываемой контактной поверхности 111, торцевых контактных поверхностях 141 и 142, а также накладных контактных поверхностях 134 и 136 выполнено рифление 132. Рифление 132 позволяет увеличить площадь клеевого соединения со стороны дренажного соединителя 100 и повысить прочность скрепления дренажного соединителя 100 и пластины 10. Кроме того, выполнение рифления 132 на контактных поверхностях дренажного соединителя 100 позволяет разместить вблизи них избыточное количество клея, что обеспечивает герметичность соответствующего участка контакта дренажного соединителя 100 и пластины 10.

[65] Следует отметить, что рифление 132 может быть выполнено только на некоторых из указанных выше контактных поверхностей. Отметим также, что на всех или некоторых контактных поверхностях пластины 10, контактирующих с указанными контактными поверхностями дренажного соединителя 100, также может быть выполнено рифление, или данные контактные поверхности могут иметь увеличенную шероховатость.

[66] Для изготовления дренажного соединителя 100 могут использоваться различные полимеры, однако, предпочтительным является использование полиамида, в частности, стеклонаполненного полиамида.

Конструкция и технические результаты третьего объекта изобретения

[67] Секторный элемент 1 дискового фильтра содержит пластину 10 и дренажный соединитель 100. Дренажный соединитель 100 вставлен в выемку 90 пластины 10 так, что его охватываемая контактная поверхность 111 расположена смежно с охватывающей контактной поверхностью 91 пластины 10, а первый конец 121 сквозного отверстия 120 расположен напротив устья 34 герметизированного зазора 30. Кроме того, первая накладная контактная поверхность 134 расположена смежно с участком боковой поверхностью 20, две торцевые контактные поверхности 141 и 142 расположены смежно с соответствующими участками малой торцевой поверхностью 70, а вторая накладная контактная поверхность 136 расположена смежно с участком боковой поверхностью 40.

[68] Между каждой контактной поверхностью дренажного соединителя 100 и соответствующим ей участком поверхности пластины 10 нанесен клеевой слой, обеспечивающий прочное закрепление дренажного соединителя 100 на пластине 10. Следует отметить, что как для скрепления между собой боковых стенок 22 и 42 при получении пластины 10, так и для закрепления на пластине 10 дренажного соединителя 100 в предпочтительном случае используется конструкционный клей на основе эпоксидных смол с инертными заполнителями. Дополнительная механическая фиксация, а также повышение эффективности склеивания обеспечена посредством винтового соединения 137.

[69] Технические результаты, достигаемые использованием секторного элемента 1, представляют собой совокупность технических результатов, достигаемых использованием пластины 10 и дренажного соединителя 100.

Изобретение относится к области вакуумных дисковых фильтров, предназначенных для разделения жидкости и взвешенных в ней частиц, и может быть использовано в процессах по обогащению руды. Секторный элемент содержит пластину и дренажный соединитель, соединяемые друг с другом по взаимодополняющим контактным поверхностям. Пластина секторного элемента дискового фильтра имеет две параллельные друг другу боковые поверхности и малую торцевую поверхность, которая в эксплуатационном положении пластины обращена в сторону вала дискового фильтра. Боковые поверхности пластины образованы наружными поверхностями боковых стенок, выполненных из водопроницаемой пористой керамики и расположенных так, что между их внутренними поверхностями имеется герметизированный зазор. На краевом участке пластины, примыкающем к ее малой торцевой поверхности, выполнена выемка, имеющая охватывающую контактную поверхность, через которую открывается герметизированный зазор. Охватывающая контактная поверхность пересекается с обеими боковыми поверхностями и с малой торцевой поверхностью с образованием открытого промежутка в малой торцевой поверхности. Охватывающая контактная поверхность характеризуется тем, что существует такое сечение охватывающей контактной поверхности, выполненное параллельно боковым поверхностям, которое имеет участок, на котором секущая прямая, проведенная перпендикулярно прямой, соединяющей концы данного сечения, пересекает данное сечение более одного раза. Дренажный соединитель содержит соответствующую охватываемую контактную поверхность. Технический результат: прочность закрепления дренажного соединителя на пластине с обеспечением компактности секторного элемента в осевом направлении дискового фильтра. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Пластина секторного элемента дискового фильтра, имеющая две параллельные друг другу боковые поверхности и малую торцевую поверхность, которая в эксплуатационном положении пластины обращена в сторону вала дискового фильтра, причем

боковые поверхности пластины образованы наружными поверхностями боковых стенок, выполненных из водопроницаемой пористой керамики и расположенных так, что между их внутренними поверхностями имеется герметизированный зазор, при этом

на краевом участке пластины, примыкающем к ее малой торцевой поверхности, выполнена выемка, имеющая охватывающую контактную поверхность, через которую открывается герметизированный зазор, причем

охватывающая контактная поверхность пересекается с обеими боковыми поверхностями и с малой торцевой поверхностью с образованием открытого промежутка в малой торцевой поверхности, причем,

охватывающая контактная поверхность характеризуется тем, что существует такое сечение охватывающей контактной поверхности, выполненное параллельно боковым поверхностям, которое имеет участок, на котором секущая прямая, проведенная перпендикулярно прямой, соединяющей концы данного сечения, пересекает данное сечение более одного раза.

2. Пластина по п. 1, в которой охватывающая контактная поверхность образована параллельным сдвигом образующей прямой по направляющей линии, при этом направляющая линия лежит в плоскости, параллельной боковым поверхностям пластины.

3. Пластина по п. 2, в которой направляющая линия, по меньшей мере, частично представляет собой дугу окружности.

4. Пластина по п. 2, в которой образующая прямая проходит перпендикулярно боковым поверхностям пластины.

5. Дренажный соединитель, содержащий соединенные друг с другом накладной элемент и вставной элемент, причем

накладной элемент имеет накладную контактную поверхность, выполненную в виде плоской поверхности, а вставной элемент имеет охватываемую контактную поверхность и открытую поверхность, при этом

во вставном элементе выполнено сквозное отверстие, продольная ось которого проходит параллельно накладной контактной поверхности, причем первый конец сквозного отверстия открывается через охватываемую контактную поверхность, а второй конец – через открытую поверхность, при этом

охватываемая контактная поверхность характеризуется тем, что существует такое сечение охватываемой контактной поверхности, выполненное параллельно накладной контактной поверхности, которое имеет участок, на котором секущая прямая, проведенная параллельно оси сквозного отверстия, пересекает данное сечение более одного раза.

6. Соединитель по п. 5, в котором

охватываемая контактная поверхность образована параллельным сдвигом образующей прямой по направляющей линии, причем направляющая линия лежит в плоскости, параллельной накладной контактной поверхности.

7. Соединитель по п. 6, в котором направляющая линия, по меньшей мере, частично представляет собой дугу окружности.

8. Соединитель по п. 6, в котором образующая прямая проходит перпендикулярно плоскости накладной контактной поверхности.

9. Соединитель по п. 5, в котором на охватываемой контактной поверхности выполнено рифление.

10. Соединитель по п. 5, в котором вставной элемент снабжен торцевым элементом, который имеет внешнюю поверхность, образующую упомянутую открытую поверхность, и две торцевые контактные поверхности, обращенные к охватываемой контактной поверхности и расположенные по обе стороны от сквозного отверстия перпендикулярно накладной контактной поверхности.

11. Соединитель по п. 10, в котором на торцевых контактных поверхностях выполнено рифление.

12. Соединитель по п. 5, в котором накладной элемент является первым накладным элементом, а накладная контактная поверхность - первой накладной контактной поверхностью, при этом

соединитель снабжен вторым накладным элементом, имеющим вторую накладную контактную поверхность и выполненным с возможностью соединения с вставным элементом так, что вторая накладная контактная поверхность располагается параллельно первой накладной контактной поверхности.

13. Соединитель по п. 12, в котором вставной элемент и второй накладной элемент снабжены взаимодополняющими позиционирующими элементами.

14. Соединитель по п. 12, в котором, по меньшей мере, на одной накладной контактной поверхности выполнено рифление.

15. Соединитель по п. 12, в котором вставной элемент и второй накладной элемент выполнены с возможностью соединения друг с другом при помощи винтового соединения.

16. Соединитель по п. 5, в котором сквозное отверстие вблизи своего второго конца снабжено резьбой.

17. Соединитель по п. 5 или 16, который снабжен соединительным патрубком, закрепленным в сквозном отверстии со стороны его второго конца.

18. Секторный элемент дискового фильтра, содержащий пластину по любому из пп. 1–4 и дренажный соединитель по любому из п.п. 5 – 17, при этом дренажный соединитель прикреплен к пластине так, что его охватываемая контактная поверхность расположена смежно с охватывающей контактной поверхностью выемки пластины.