Способ фильтрования суспензий и фильтр для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК B01D35/20 

1

(21)4309307/31-26

(22)20.08.87

(46) 23.07.89. Бюп. № 27

(71)МВТУ им. И.Э.Баумана

(72)С.В.Белол, В.А.Девнсилов,

В.F1.Жданов, А.С.Веляев и Е.А.Симуков (53) .067.3(038.8)

(56) Патент ФРГ f 2449817, кл. В 01 D 35/20, 1976.

(54) СПОСОБ ФИЛЬТРОВММЯ СУСПЕНЗИЙ Н ФИЛЬТР ДШ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам фильтрования суспензии, высоковязких структурированных жидкостей, а также к конструкциям гидродинамических фильтров и позволяет повысить ресурс работы фильтра путем улуч1 1ения очистки фильтровальной перегородки и производительность путем

Изобретение относится к способам фильтрования суспензии, высоковязких структурированных жидкостей, а также к конструкциям гидродинамических фильтров и позволяет повысить ресурс работы фильтра путем улучшения очистки фильтровальной перегородки и производительность путем исключения непроизводительного сброса пропускаемой части среды, направляя ее после использования для гидродинамического смыва в диспергатор, где частицы загрязнений разрушаются до величины меньше требуемой тонкости фильтрования и впрыскиваются под повышенным давлением в виде струй, направленных на фильтровальную перегородку, которую подвергают воздействию продольно-поперечной вибрации. Фильтр содержит закрытый фланцем 26 корпус 1 с входным 2, выходным 3 и перепускным патрубками, установленную в корпусе 1 с зазором 5 и посредством сильфона 18 закрепленную на ступице 8 перед насосом 7 вращающуюся фильтровальную перегородку 6 с основанием 25, диспергатор 10 в виде установленных с зазором 17 относительно друг друга концентричных колец 14 и 15 с прорезями 16 и канал 11 перепуска жидкостей, кольцевой коллектор 12 с каналами 13 в виде сверлений, закрепленный внутри ступицы пульсатор 19 в виде диска 20 с расположенными по окружности отверстиями 21. Выходной патрубок 3 снабжен перегородкой 22 с каналом 23, проходящим по диаметру расположения отверстий 21 диска 20, и установлен с зазором 24 относительно диска 20. Насос 7 снабжен рабочим колесом 9, импеллерными лопатками 32 и имеет спиральный или кольцевой отвод 33. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

}3

(Л

31Д9

исключения непроизводительного сОро- са пропускаемой части cpeju i, narip;u)- ляя ее после использования для гидродинамического смыва в дисиергатор, где частицы загрязнений разрушаются до пеличины меньше треОуемой тонкости фильтрования и впрыскиваются под повышенным давлением в виде струй, направленных на фильтровальную перегородку, которую подвергают воздействию продольно-поперечной вибрации. Фильтр содержит закрытьй фланец 26 корпус 1 с входным 2, выходным 3 и перепускным патрубками, установленную в корпусе 1 с зазором 5 и посредством сильфона 18 закрепленную на ступице 8 перед насосом 7 вращающуюся фильтровальную перегородку 6 с

Изобретение относится-к технике фильтрования, а именно к способам

фильтрования суспензий, ВЬ;СОКОВЯЗКИХ

структурированных жидкостей, а также к конструкциям гидродинамических фильтров, может найти широкое применение в химической промьшшенности, дизельном двигателестроении и т.д.

Цель изобретения - повышение ресурса работы фильтра путем улучшения о-1истки фильтровальной перегородки и иовыг;ение его производито-чьности путем ио лю гения непроизводительного сброса пропускаемой части среды.

На фи1 . 1 изображена конструкция фильтра; на фиг. 2 - вариант выполнения фил1,тра с пульсатором давления

Способ фильтрования заключается в том, что фильтpye fyю среду пропускают через вращающуюся фильтровальную перегородку, осуществляя при этом гидродинамический смыв осадка за счет перепуска части фильтруемой среды вдоль фильтровальной перегородки. Перепускаемую часть фильтруемой среды после использования для гидродинамического смыва направляют в диспергатор, где осуществляют разрушение частиц заг рязнений до величины меньше требуемой тонкости фильтрования, а затем впрыскивают под давлением в виде струй, направленных на вращающуюся фильтровальную нере- городку. При этом фильтровальную перегородку мо1 ут подвергать воздействию прс дольно-поперечной вибрации.

-1

основанием 25, диспергатор 10 п виде установленных с зазором 17 относительно друг друга концентричных колец 14 и 15 с прорезями 16 и канал 11 пе- реиуска жидкостей, кольцевой коллектор 12 с каналами 13 н виде сверлений, закрепленный внутри ступицы 8 пульсатор 19 в виде диска 20 с расположенными по окружности отверстиями 21. Выходной патрубок 3 снабжен перегородкой 22 с каналом 23, проходящим по диаметру расположения отверстий 21 диска 20, и установленной с

зазором 24 относительно диска 20. Насос 7 снабжен рабочим колесом 9, импеллерными лопаткамт1 32 и имеет спиральный или кольцевой отвод 33. 2 с.п. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

а фильтрование осуществляют под действием пульсирующего перепади давления .

Фильтр на котором осуществляют предлагаемый способ, содержит корпус 1 с входным 2, выходным 3 и

перепускным 4 патрубками установленную в нем с зазором 5 относительно стенок корпуса 1 вращающуюся фильтровальную перегородку 6, соединенную с приводом (не показан)

вращения. Фильтр снабжен насосом 7 со ступицей 8 и рабочим колесом 9, диспергатором 10 и каналом 11 перепуска жидкости, соединяющим диспергатор 10 с зазором 5 между фильтровальной перегородкой 6 и корпусом 1, при этом фильтровальная перегородка 6 закреплена на ступице 8 перед насосом 7, причем корпус 1 снабжен кольцевым коллектором 12 и

в нем выполнены каналы 13 в виде сверлений, направленных под углом к поверхности фильтровальной перегородки 6 и соединенных через коллектор 12 каналом 11 перепуска. Диспергатор 10 выполнен в виде не менее чем двух концентричных колец 14 и 15 с прорезями 16 (или отверстиями), установленных с зазором 17 относительно друг друга, причем одно кольцо 14 закреплено на периферии рабочего колеса 9, а другое 15 - неподвижно на корпусе 1.

Фильтр может быть снабжен силь- фоном 18, посредством которого филь5

тронаиьная кс-регородка 6 ;)лкреп.чсиа |Иа стунипе 8 }tac ,ca 7, я пульсатором 19, Г мпо.)1иеии1) м н виде лиска 20 с вьи1олнеииы п1 н нем по окружности отнерстиями 21 и закрепленного внутри ступицы 8 насоса 7, при этом выходной патрубок 3 фильтра снабжен перегородкой 22 с каналом 23, расположенным на диаметре расположрргия отверстий 21 20 и установленной с зазором 24 относительно диска 20. Фильтровальная перегородка 6 снабжена осноканием 25, выполненным наклонно к оси фильтровально; городки 6, Корпус 1 закрыт ((шанцем 26, на котором и П ЛД1иипяиках 27 установлен насос. Ст иица 8 уплотнена посредство - маплеты 28. При установке внутри ступицы 8 пульсатора 19 выходной пат рубок 3, выполнен -,1й неподвижным, устаяов.чен в ступице

8на подшипниках 29. Канал 23 уп- чотнеи от,чо.,(тельи(1 диска 20 уплотнениями 30 торцового типа. На ступице 8 )ь:пол1 ен11 ;;1лицы 31 для соединения с приводом (не показан). Иа с ос 7 снабжен импелперны)и лопатками 32 гидродина:п1ческого уплотнения и С11и 11алгьнь. й или кольцевой .зтвод 33.

С посоо с помощью фильтра осупцест вляется следую1 Чим образом.

}(з1дкость (суспензия) поступает в патрубок 2 и фильтруето через филь трональ 1ую пе1)егородку 6. Последняя вместе с насосом 7 приводится через шлиггч 31 приноаом (f;e показан). При вращении фильтровальной nepei-ород- ки в за счет г,ействия центробежноГг си.чрл частицы загрязнения отбрасываются к периферии и, захватываясь потоком перепускаемой жидкос7лг, поступают в насос 7. В рабочем колесе

9насоса 7 давление перепускаемой жидкости повышается и она поступает в диспергатор 10, г де осуществляются разрушение и размол частиц сус- иензи, KOTopi.-ie превышают размер ячеек фильтровально/ перег ородки 6. Размер прорезей 16 (отверстий) обеспечивает размол до размеров менее размера ячеек фильтровальной перегородки 6. Из отвода 33 суспензия перепускается iro каналу 1 1 в коллектор 12, откуда она впрыскивается

под высоким давле П ем и с высокими ск оростями через каналы 13 в зазор 5 В результате осу чествдяется интен949326

сильный Г идродинамичоский CMI.JB слоя загрязнений тг осадка с поверхности фильт)овальной перегородки. Это значительно улучшает очистку фильтровальной перегородки 6 и попышает ресурс работы фильтра, что особенно важно при фильтровании суспензии в не ньютоновской среде на полимерной IQ основе, так как такая среда склонна к образовании) болыяих кoиглo fepaтoв и к быстрому закипанию пористых перегородок. За сч .т того, что в дис- иергаторе 10 происходит разругиение 15 больших (jMe)aTOD частиц при прохождении вращающихся OTtioCHTenb- но друг друга кол г-ц 1Л и 15 с прорезями 16, частиц); прохс. дят через фпльтровал1-пу о ь фегорил;.у 6 и тем /О самы -1 полезно испольчукп ся. Таким образом, фильтр вы;толняет рель се- лектинног о фильтра, пропускающего частицы суспензии, не превышающие оп- ре;1оленного размера. Такие фильт-ры 25 нeoбxoди fы в химической технологии и днигателестросшп для фильтрования суспензионных топлив. При установке внутри ступицы 8 пульсатора 19 создаются пульсафи давления за счет 0 измергения гидра1.аичеекого сопротивления В1,1ходно1 о патрубка 3 фильтра при периодическом совпаа ении отверстий 21 с каналом 23. Пульсирующий перепад давления воздействует на основание 25, в резугц-тате чего создается сила, пе 1иодически сяо-гмакхцая упругий сильфон 18. За счет выполнения основания 25 наклонным, сила разлаг ается на две составляющие - ,Q параллельную и перпе;1ликулярную оси фильтроперегородк и 6. В результате создаются продольно-поперечные вибрации.

35

45

5055

Сочетание продольно-поперечных вибраций с вращением ггерегородки 6 и с гидродинамическим смывом осадка струями и расходом перепускаемой суспензии обеспечивает высокую эффективность непрерывно очистки фильтровальной перегородки 6, обеспечивает возможность фильтрования пoJUtмep} ыx не ньютоновских жидкостей и суспензий. За счет наличия диспер- гатора 10, перегтуска суспензии на входной патрубок 2 фильтра повь;шается производительность и обеспечивается исключение сГфоса суспензии на слив.

Пример. Для оценки эффективности способа выполнялись сравнительные испыташ1я предлагаемого фильтра и фильтра, в котором осуществляется известный способ. Испытания проводились в одинаковых условиях (давлении на входе) и на одной среде - суспензии (15% по массе кварцевого песка, средний медиа1ип.и1 диаметр частиц 10-15 мкм) в растворе сополимера акриловой кислоты и аллиловых эфиров пентаэритрита.

В результате испытаний установлено, что ресурс работы фильтра возрастает в среднем на 70-75% за счет улучшения очистки фильтровальной перегородки 6 в процессе фильтрования .

Конструкция фильтра компактна, имеет небольшие габариты и вес, обладает высокой герметичностью, что особен}1о важно при фильтровании токсичных и иожаро- и взрывоопасных сре

Формула изобретения

0

5

0

5

5

О

0

5

0

перегородку подвергают воздействию продольно-поперечной вибрации, а фильтрование осуществляют нод действием нульсирующего перепада давления.

5.Фильтр по пп. 3 и 4, отличающийся тем, что он снабжен сильфоном. посредством которого фильтровальная перегородка закреплена на ступице насоса, и .пульсатором, выполненным в виде диска с выполненными в нем по окружности отверстиями и закрепленного внутри ступицы насоса, при этом выходной патрубок фильтра снабжен перегородкой с каналом, расположенным на диаметре расположения отверстий диска, и установленной с зазором относительно диска, причем фильтровальная перегородка снабжена основанием, выполненным наклонно к оси вращения фильтровальной перегородки.

/;