Фильтр для осветления жидкостей Советский патент 1985 года по МПК B01D29/28 

:

о а Изобретение относится к фильтрам с сыпучими фильтрующими материалами и может быть использовано для осветления жидкостей от взвесей в химической и других отраслях промьшшенности. Известна конструкция фильтра для .осветления природных и сточных вод, содержащего корпус, снабженный подводящими и отводящими патрубками, заполненньй зернистым фильтрующим материалом, в котором для разрыхления фильтрующего материала используют вибрирующие перемещиаагощие элементы в нижней зоне корпуса lj. Однако расположение вибрирующих элементов в первых по движению фильт руемой воды слоях фильтра (то есть в его нижней зоне) приводит к постепенному уплотнению верхнего слоя загрузки, а направление потока промывной воды снизу вверх через всю толщину фильтрующего материала вызывает необходимость интенсивной подачи промьшной воды в пределах 4-5 л/СМ Прохождение разрушенного и измельченного осадка через всю тол щину фильтрующего материала требует увеличения времени регенерации, повы шения расхода промьтной воды и приво дит к загрязнению верхних слоев фильтрующего материала частицами осадка. Указанные недостатки существенно понижают продолжительность фильтроцикла и, следовательно, произ водительность фильтра. Наиболее близким к изобретению яв ляется фильтрДЛЯ осветления жидкостей от взвесей, состоящий из корпуса например, цилиндрической формы, в полости которого установлена вибрирующая насадка, представляющая собой пакет вертикальных перекрещивающихся и горизонтальных пластин, посредство штока присоединенньй к вибрационному приводу. Корпус снабжен подводящими и отводящими патрубками, эластичной диафрагмой на вводе штока в полость корпуса и перфорированной перегородкой, на которой лежит слой сыпучего материала JY . Достоинством указанного фильтра, является относительное уменьшение расхода промьшной воды и снижение времени регенерации. Однако этот фильтр обладает рядом недостатков. Вертикальные колебания, сообщаемые штоку с перемешивающими пластинами. 1 7 не обеспечивают интенсивносного разрыхления слоя и разрушения осадка по всему сечению фильтра. В результате образуются застойные зоны, из которых осадок не вымывается и таким образом не достигается полнота регенерации и снижается грязеемкость фильтра. Целью изобрет.ния является повьш1ение производительности фильтра за счет более полной регенерации и увеличения грязеемкостй фильтрующего материала. Поставленная цель достигается тем, что фильтр для осветления-жидкостей, содержащий корпус с подводящими и отводящими патрубками, фильтрующую зернистую загрузку и вибропривод со штоком, к которому присоединена вибрирующая насадка, снабжен размещенным между штоком и виброприводом упругам элементом, выполненным в виде двух дисков, соединенных один с другим Наклонными пластинами, вибрирующая насадка выполнена в виде установленных на штоке втулок с прикреплейньии по их окружности радиально пластинами, плоскость которых расположена под углом 30-60 к горизонтали и отношение количества пластин на соседних втулках составляет 1,25:1. На фиг. 1 изображен общий вид фильтра; на фиг. 2 - вибрационная насадка; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на фиг. 4 - упругий элемент;на фиг,5то же, вид сверху. . Фильтр состоит из корпуса 1, например цилиндрической формы с коническим сужением к низу, в полости которого установлена вибрирующая насадка 2. Вал 3 вибрирующей насадки через упругий элемент 4 соединен со штоком 5 вибрационного привода 6, установленного на амортизирующих пружинах 7. Корпус 1 снабжен подводящими 8 и отводящими 9 патрубками, патрубком 10 выгрузки фильтрующего; материала 11, герметизирующим элементом 12, например металлическим сильфоном, на вводе штока 5 в полость корпуса 1, дренажным устройством 13. Насадка 2 состоит из набора втулок 14, к которым крепятся радиальные пластины или лопатки 15, соединенные ребрами жесткости 16. Упругий элемент 4 состоит из дисков 17, соединенных наклонными пластинами 18.

Фильтр работает периодически в режимах фильтрации и регенерации фильтрующего материала. В режиме фильтрации исходный раствор через патрубок 8 подается в полость корпуса 1, проходит через слой фильтрующего материала 11 и осветленный выводится через патрубок 9.

В режиме регенерации через патрубок 9 в полость корпуса 1 подается промьгоной раствор. Вибрационный привод 6 сообщает штоку 5 вертикально направленные колебания вдоль оси. Упругий элемент 4 преобразует вертикальные колебания штока 5 в простран ственные винтовые колебания насадки 2, В результате этого зернистый фильтрующий материал разрыхляется, происходит отделение разрушенного осадка от фильтрукнцего материала и подъем его. Промывной раствор,.проходя через фильтрующий материал, ускоряет подъем разрушенного осадка и уносит его через патрубок 9. При регенерации насадка вибрирует,25

благодаря чему разрыхляется слой зернистого материала во всем его объеме Цараметры вибрации, траектория движения и геометрические параметры элементов насадки подобраны таким образом, чти происходит отделение разрушенного осадка от зерен фильтрующего материала и подъем его вверх.Заметног расширения слоя фильтрующего материала не наблюдается. В результате резко сокращается количество промьшного раствора, время регенерации, улучшается полнота отмывки.

Для определения оптимальности углов наклона пластин и их качества были проведены эксперименты.

Эксперименты проводили на суспензии гидроокиси железа с концентрацией твердой фазы 1 г/л. Ь качестве фильтрующего,слоя использовали металлический порошок из стали 12Х18Н10Т с размером частиц 0,2-0,4 мм. Процесс фильтрации проводили при скорости 5 ч и прекращали при достижении величины грязеемкости 2 кг на объем фильтрующей загрузки.

В табл. 1 представлены результаты экспериментов по определению влияния соотношения пластин на втулках вибрирующей насадки на эффективность регенерации. Как видно из табл. 1,

уменьшение количества пластин на последующих за первой втулках в отношении более 1,25:1 приводит к недостаточно интенсивному перемешиванию фильтрующего слоя при регенерации, что ухудшает качество и полноту регенерации, существенно понижает грязеемкость фильтра, увеличивает время регенерации, сокращает продолжительность фильтроцикла. Такой же результате получен и для соотношения 1:1, однако при этом увеличивается металлоемкость конструкции и потребляемая мощность.

Одновременно было замечено, что изменение угла наклона радиальных лопаток также оказывает влияние на продолжительность регенерации. Для предлагаемой колебательной системы фильтра наилучшим является диапазон изменения угла наклона радиальных лопаток в пределах 30-60°(см. табл. 2).

Исследование влияния угла наклона

мя регенерации проводилось для набора втулок с соотношением количества лопаток 1,25:1. При этом время регенерации соответствовало достижению эффективности регенерации не менее 95%.

Для определения влияния упругого элемента, преобразующего вертикальные колебания штока в пространственные винтовые колебания насадки, на время и полноту регенерации были выполнены эксперименты для набора втулок с соотношением количества лопато 1,25:1 и углом наклона 45 с упругим элементом и без него. Данные, приведенные в табл. 3, свидетельствуют, что введение упругого элемента существенно влияет на время и полноту регенерации.

Сравнительные характеристики оптимального варианта предлагаемого фильтра и прототипа приведены в табл. 4.

Как видно из данных табл.4, хфоведение процесса орветления с использованием предлагаемого фильтра позволяет повысить эффективность регенерации по сравнению с прототипом на 15%, а продолжительность фильтроцикла возрастает в два раза. плоскости радиальных лопаток на вреТаблица 1

ФИЛЬТР ДЛЯ ОСВЕТЛЕНИИ ЖИДКОСТЕЙ, содержащий корпус с подводящими и отводящими патрубками, фильтрующую зернистую загрузку и вибропривод со штоком,к которому присоединена вибрирующая насадка, отличающийся тем, что, с целью 1 повышения производительности за счет повьш1ения качества регенерации, он снабжен размещенньм между штоком и виброприводом упругим элементом, выполненньм в виде двух дисков, соединенных один с другим наклонными пластинами, вибрирующая насадка выполнена в виде установленных на штоке втулок с прикрепленными по их окружности радиально пластинами, плоскость которых расположена под углом 30-60 к горизонтали, и отноше ние количества пластин на соседних втулках составляет 1,25:1. сл

Таблица 3

Таблица 2

Таблица 4

(pui.f г; г. / / //

фиг.З

Фиг.5