Фильтрпресс и роторный диск для фильтрпресса Советский патент 1989 года по МПК B01D25/12 

1

(21)4028731/23-26

(22)22.12.86

(31)G 85 60 084.9

(32)23.12.85 ОЗ) DE,

(46) 23.12.89. Бюл. № 47

(71)Бауко Баукооператион ГмбХ (AT)

(72)Пнтер Купка (DE)

(53)66.067.3(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 70587, кл. В 01 D 25/12. 1948.

(54)ФИЛЬТР-ПРЕСС И РОТОРНЫП ДИСК .ШШ ФИЛЬТР-ПРЕССА

(57) Изобретение относится к фильтр- прессам и позволяет попысить степень обезвоживания при обеспечении быстрого удаления сухой фильтрафюнной лепешки. Фильтр-пресс имеет опорные плиты 2, оболочку 4 с внутренней полостью круглого поперечного сечения, оснащенную устро1 ством для ее осевого перемещения, роторные диски 7, жестко связанные с полым валом 8 и установленные с возможностью вращения и перемещения относительно вспомогательного фильтрующего средства 28.

Изобретение относится к фильтрпрессам и позволяет повысить степень обезвоживания при обеспечении быстрого удаления сухой фильтрационной лепешки. Фильтрпресс имеет опорные плиты 2, оболочку 4 с внутренней полостью круглого поперечного сечения, оснащенную устройством для ее осевого перемещения, роторные диски 7, жестко связанные с полым валом 8 и установленные с возможностью вращения и перемещения относительно вспомогательного фильтрующего средства 28. Фильтровальные рамы 6 установлены с кольцевым зазором к оболочке 4, образующим соединенные между собой камеры для пульпы 30. Камеры фильтрата 31 оснащены выпускной трубой 10 с выпускным клапаном (затвором), проходящей по оси корпуса. Оболочка 4 и опорные плиты 2 закреплены на станине независимо от фильтровальных рам 6. Торцовые стенки 14 опорной плиты снабжены О-образными уплотнительными кольцами и выполнены с пазами, имеющими поперечное сечение в виде ласточкина хвоста. Уплотнительные кольца размещены в пазах, связанных с подводом в них напорной среды. Имеются также опорное устройство, устройство для перемещения полого вала в осевом направлении относительно станины. Роторный диск снабжен эксцентрично установленными подпружиненными направляющими втулками, образующими полость изменяемого объема, и двумя жесткими плитами с размещенным между ними диском, установленными на ступице. Роторный диск может иметь плавающие по оси блоки, установленные с возможностью их заполнения напорной средой в двух рабочих направлениях, при этом блоки выполненыв виде поршень-цилиндра. 10 з.п.ф-лы, 12 ил.

7 J JJJJ /5 fS30 ZJ

//

с

(Л

01

со

00

iju

см

фиг.

3153

Фцггь . i;,.ie, рамы 6 установлены с кпл1,,11л:1-п: -(аяором к оболочке 4, обра зу101чим соединенные между собой KaMOjJM для пул)1Д)1 30. Камеры фильтрата 31 оснащены выпускной трубой 10 с iiMf-ycKHMM клана}1ом (затпором), про;-:(1дя1де11 по оси корпуса. Оболочка 4 и опорные плиты 2 закреплены на станине независимо от фильтровальных рам 6. Торцовые стенки 14 опорной ШП1ТЫ снабжены 0-образными уплотни- телыпями кольцами и выполнены с пазами, имеющими поперечное сечение в виде ласточкина хвоста. Уплотнитель- ные кольца размещены в пазах, связанных г, ппдоол,ом п них напорной

Изобретение относится к фильтр- прессу и роторному диску фильтр-прес- са.

Цель изобретения повышение степени обезвоживания при обеспечении быстрого удаления сухой ф ильтра- ционной лепешки.

Па фиг. 1 иредставлен фильтр-пресс в замкнутом положении корпусаJ на фиг. 2 - то же, D открытом положении корпуса , на (Ьиг. 3 - то же, п замкнутом 11о; оже1П1 1 корпуса, частичный

разрез; на фиг. 4 - то ж-;, (1)рагмеит в увелилеииом масштабе J на (Ьиг. 5 - разрез Л-Л па фиг. 3; на фиг. 6 - разрез Fi-I) iia фиг. 3; на фиг. 7 - роторный диск, продолjHMi i разрез; на фиг. 8 - то же, в увеличешюм масигга бе; на фиг. 9 - расположент е роторного диска со стороны полого вала; на фиг. 10 - роторный диск, общий вид; на фиг. 11 и 12 - то же, оснащенный плавающими блоками, общий вид.

Фильтр-пресс 1 состоит из расположенных на станине параллельно на расстоянии друг от друга опорных пли

2,связанных друг с другом тинами

блоков 5, каждый из которых состоит из фильтровальной рамы 6 и соответствующего роторного диска 7. Роторные диски 7 жестко связаны с полым валом 8 и установлены с возможностью вращения. Фильтровальные рамы 6 независимо от оболочек А корпуса поддерживаются опорными плитами 2.

Чтанги 9 и труба 10 равномерно распределены по периметру фильтровальных рам (фиг. 6).

Предусмотрены опорные обечайга

12,работающее на впуск и выпуск. В нижней части каждая оболочка 4 корпуса имеет минимум один затвор 13. Каждая из камер ограничена по торцам с одной стороны средней опорной плитой 2, а с другой стороны - торцевой стенкой 14. Торцейые стенки 14 аксиально связаны с опорными плитами

2и поддерживаются ими. Их расстояние от наружных опорных плит 2 примерно соответствует осевой длине оболочки 4 корпуса, тем самым благодаря осевому перемещению соответствующая камера фильтрата может полностью освобождаться (фиг. 2). Дпя опор фильтровальных рам 6 в опорных плитах 2 предусмотрены две различные |формы выполнения опорных устройств.

По первой форме выполнения (фиг.2

3и 6) выполнена левая камера фильтрата. Согласно этому примеру выполнения через фильтрацион1дае камеры проходят две расположенные по оси

штанги 9, закреппенные и на опорной плите 2, и на торценых стенках 14, а торцевые стенки 14 установлены в осевом положении и держат фильтровальные рамы 6, снабженные для этой цели соответствуюп 1ми выступами. Снзу рамы 6 подпираются трубой 10, проходящей аксиально через фильтрационные камеры и опору, минимум, в средней опорной плите 2. Штанги 9 и труба 10 равномерно распределены по периметру фильтровальных рам (фиг. 6).

Правая фильтрационная камера на фиг. 2, 3 и 7 выполнена по второй форме выполнения.

По этому примеру средняя опорная плита 2 и торцевые стенки 14 в верхней части периметра сЫльтровальной рамы 6 связаны друг с другом с помощью опорных обечаек 11, имеющих в поперечном сечении примерно форму четверти круга и закрепленных по обеим сторонам верхней высшей точки фильтровальной 6 на средней опорной плите 2 и торцевых стенках 14, а обечайки 11 перекрывают камеры в верхней части примерно до середины (фиг. 4).

Опорные обечайки 11 представляют собой пластины из металла, жести или полимерного материала и на них закреплены камеры 6 с ПОМОРЬЮ пальцев с резьбой, а снизу камеры 6 поддерживаются трубой 10. Секционирование опорной конструкции в фильтра- 1Р1ОННОЙ камере на две опорные обечайки 11 имеет то преимущество, что при техобслуживании одна из опорг1ых обечаек может быть демонтирована, а другая держит фильтрационную раму. Во избежание загрязняющих налетов в пространстве между опорными обечайками на опорных плитах.2 и торцевых стенках 14 желательно заполнять их насадкой в виде полос (фиг. 7).

С помощью гидравлического блока (фиг. 3) (цилиндр 15 и поршневая тяга 16) каждая оболочка 4 корпуса перемещается по оси, причем цилиндр 15 закреплен на оболочке 4 корпуса, а поршневая тяга 16 - на внешней опорной плите 2. Предусмотрено устройство для перемещения полого вала в осевом направлении относительно станины. Для этого на шинах 3 уста- {Новлена передвигаемая по оси плита

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

17, на которой закреплен приводной блок 18 для вращения полого вала 8. Плита 17 с правой опорной плитой 2 связана с помощью гидравлического блока, состоящего из цилиндра 19 и поршневой тяги 20. Цилиндр i9 закреплен на плите 17, а поршневая тяга 20 - на правой опорной плите 2. С помощью этого гидравлического блока можно заменять плиты 17, приводной блок 18, вал 8 и роторные диски 7. Штанги 9 (фиг. 3) могут быть выполнены в виде труб, имеющих в промежуточных пространствах между роторными дисками 7 и фильтровальными рамами 6 отверстия, служащие подводящими линиями для промывочной воды сжатого воздуха и т.п. Труба 10 имеет трехходовой клапан 21, через который может выпускаться фильтрат.

Функцию штанг во втором варианте выполняет рама 22 в виде клетки или тубуса, связывающая торцевую стенку 14 с внешней опорной плитой 2 посредством болтовых соединений.

Фильтрационная камера (фиг. 4) с торцов, с одной стороны, ограничена средней опорной плитой 2, а с другой - торцевой стенкой 14 и снаружи закрыта об олочкой 4, выполненной в виде тубуса и установленной посредством опорных серы 23, в которых выполнены отверстия для направляющих шин 3 (преимущественно трех, равномерно распределенных по периметру Лильтр-пресса).

Средняя опорная плита 2 и правая торцевая стенка 14 по своему периметру имеют кольцевой паз 24 или 25, в котором расположено уплотняющее 0- образное кольцо 26. Оболочка 4 корпуса на своем конце имеет обработанные уплотнительные поверхности 27, которые в открытом положении фильтрационной камеры находятся в основном вне области ее воздействия. Кольцевые пазы 24 и 25 имеют сечение преимущественно в виде ласточкина хвоста, сужающегося в направлении к их свободной стороне, а кольцевые уплотнения 25 прилегают к их торцам. Камеры снабжены направленными наружу соединительными камерами, через которые в камеру может вводиться напорная среда, в частности сжатый воздух, что позволяет отказаться от точной обработки уплотнителыых поверхностей на оболочках 4 корпуса, средних опорных плитах 2 и торцевых стенках 14. Альтернативно ушютнительным кольцом 26 могут быть уплотнения из вспученных тел, за юлняемых сжатым воздухом. Каждый фильтровальный блок (фиг.З) состоит из рамы 6 и роторного диска 7. блоки расположены симь етрично,т.е. каждая фильтровальная рама 6 имеет по обеим сторонам вспомогательное фильтрующее средство 28, например, в виде перфорированной плиты или полотна и каждый роторный диск 7 с обеих сторон снабжен прессующими поверхностями 29. Осадок 30 фильтра (фиг. 4) находится между фильтрующим средством 28 и преееующкми поверхностями 29 (камеры для пульпы). Полости, образованные вспомогательными фильт- руюпщми средствами 28 камеры 31 фильтрата,у трубы 10 закрыты (нижняя часть фиг. 4). Роторные диски выполнены полыми и их внутреннее пространство связано с отверстием полого вала 8. Между фильтрационными камерами и валом 8 имеется зазор 32, а между роторными дисками 7 и рамами 6 с одной стороны и оболочкой 4 корпуса с другой стороны имеется зазор 33. Поэтому, как только оболочка 4 корпуса оттягивается от 0-образных колец 26 и средней опорной плиты 2 или торцевой стенки 14 или как только разъединяется уплотнение вследствие удаления воздуха из уплотнительных камер, оболочка может свободно скользить, не касаясь роторных дисков и фильтровальной рамы, и из-за имеющегося промежуточного пространства не испытывает воздействия со стороны осажденных там примесей.

Конструкция роторного диска (фиг. 7) состоит из диска ступицы 34, закрепленного на вращающемся валу 8 и имеющего несколько эксцентрично расположенных направляющих втулок 35, приваренных к диску ступицы 34. Ро- i торный диск 7, кроме того, состоит из двух жестких плит 36, которые имеют форму круга и расположены по обеим сторонам диска ступи1№1 34. Эти плиты 36 образуют прессующие поверхности роторного диска, установлены на валу 8 с возможностью осевого перемещения и уплотнены с помощью О-об- рззных кольцевых уплотнений 37, на- ходягщхся в соответствующих кольцевых пазах.

5

0

5

0

5

0

5

5

0

Плиты 36 запщщены от поворота по отношению к валу с помощью направля- юп5их цапф 38, выполненных в виде втулок, которые вставлены в направляющие втулки 33 через соответствующие отверстия в плитах 36. Обе плиты 36 роторного диска 7 втягиваются друг с другом возвратной пружиной 39. По своему наружному периметру обе плиты 36 связаны друг с другом посредством упругого кольцеобразного уплотнения 40, имеющего в основном U или П - образную форму. Внещние цапфы этого уплотнения 40 закреплены на внутрен- цних сторонах плит 36. Полость 41, замкнутая плитами 36, уплотнением

40и валом 8, по меньшей мере через одно отверстие, выполненное в вале 8, связана с осевым отверстием 42 полого вала 8. За счет нагнетания напорной средь из полого вала 8 че- рез поперечное отверстие 43 в полость

41расстояние между плитами 36 может увеличиваться несмотря на стягивающее усилие пружин 39. Каждая из плит на ее внешней стороне, образующей прессующую поверхность, имеет минимум одно поперечное отверстие

43, идущее от внутренней до внещней кромки плиты.

Направляющие втулки 38 (фиг. 8), удерживающие плиты 36 на диске ступицы 34, имеют на своем внещнем конце фланцевое кольцо 44, установленное на плите 36 с помощью болтов 45. 0-образное кольцевое уплотнение 46 в зоне паза между фланцевым кольцом 44 и 1щлиндрическим участком 47 направляющей втулки 38 уплотняют полость 41 снаружи. Возвратная пружина 39 расположена внутри пространства, замкнутого втулками 38, и установлена с помощью шайбы 48 и болта 49 на фланцевом кольце 44 одной из нап- равлягаР51х втулок. На другом конце пруткина 39 крепится с помощью такой же щайбы 48, болта 49 и гайки 50, навинченной на ее выступающий наружу конец болта 49, при таком креплении с помощью гайки 50 может быть установлено определенное усилие возвратной пружины 39. Уплотнение 40 в поперечном сечении по обе стороны и-образного участка имеет внешние цапфы 51, которые плотно зажаты между щайбами 52 и внутренней стороной плиты 36 с помощью болтов 53. При заполнении полости 41 напорной ередои обе плиты 36 разжимаются в направлении стрелки А, причем U-образно в поперечном сечении уплотнение 40 соответственно дефорьгаруется, Когда давление в полости 41 спадает, возвратные пружины 39 вновь сводят обе плиты до тех пор, пока они упрутся в торцы направляющих втулок 35.

Уплотнение со стороны вала (фиг.9 осуществляется с помощью устройства, в котором между диском ступицы 34 и каждой из плит 36 имеется эластичное уплотнитепьное кольцо 54 U-образного поперечного сечения, зажатое на плите 36 посредством кольцеобразной шайбы 55 и болта 45, а на диске ступицы 34 - зажатое посредством соответствующей кольцеобразной шайбы 56 и болта 45.

Выступы 57 и соответственно желоб ковые углубления в шайбах 56 могут .облегчить монтаж и улучшить функцию уплотнения.

Доступ от отверстия 42 вала 8 к полости 41 между плитами 36 ocynjecT- вляется через поперечное отверстие 43 в стенке вала 8, а также через продолжающее его отверстие 58 в диске ступицы 34. Материалом для уплотнений 40 и 54 и-образного поперечного сечения служит материал, преимущественно упрочненный тканью, резиной или полимерным материалом. Такие материалы могут без повреждения выдерживать при установке соответствующих геометрических размеров рабочие давления, достигающие величии порядка до 20 сохранением высокой эла с тич нос ти.

На валу 10 показана плита 36 с тремя равномерно распределенными на ней направляющими втулками 38, фланцевые кольца 44 которых закреплены на плите 36 болтами 45. От середины плиты 36 до торца проходят три равномерно распределенных nonet- речных отверстия 43. Они идут по дуге так, что при пуске против часовой стрелки происходит передвижение оСад- ка наружу по зтим ребрам.

Роторный диск 7 (фиг. 11) состоит из связанного с полым валом 8 диска ступицы 34, выполненным так же, как диск ступицы 34 (фиг. 7).

Вместо направляющих втулок 35 диск ступи1№1 34 имеет гидравшгческие или пневматические блоки (поршень 59 - цилиндр 60), плавающие на диске сту0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пицы 34, при этом поршень 59 соединен с одной из плит 36, а цилиндр 60 - с другой плитой 36. Так как блоки (поршень-1и1пиндр) передают вращение от.дисков ступиц плитам, они выполняются жесткими в направлении, поперечном их продольной оси. Плиты 36 могут иметь на своих краях противоположно направленные осевые фланцевые кольца 61 и 62, вставленные друг в друга и уплотненные по отношению друг к другу с помощью 0-образных колец 63, установленных на передней кромке внутренней стороны внешнего фланцевого кольца 61.

В качестве блоков (поршень 59 - хщлиндр 60) используются преимущественно блоки двойного действия, у которых |щлиндрические камеры 64 и 65, расположенные по обе стороны поршня, могут заполняться напорной средой. Тогда можно раздвигать плиты 36 одна от другой для заполнения камеры 65, а для заполнения другой камеры 64 напорной жидкостью - приближать плиты одна к другой. Лпя этого предусмотрены два трубопровода 66 и 67 в полом валу 8. Заполнение камер 64 и 65 возможно с помощью клапанного механизма (не показан), осуществляюще- го переключение рабочей среды в различные камеры щ линдров.

На фаг, 12 представлены упрощенные по действию блоки (поршень 68 - цилиндр 69), где возврат плит 36 в исходное положение осуществляется с помощью пружинных механизмов 70.

В этом случае для работы блоков поршень 68 - цилиндр 69 можно употреблять лишь подающий трубог ровод 71 для напорной среды.

Принцип действия фильтр-пресса следую1ций.

Перед началом работы фильтрационные камеры закрываются оболочками 4 корпуса, примыкающими к средней разделительной плите 2 фильтр-пресса. Затем подлежащая фильтрации пульпа непрерывно выводится через затвор 13. Выведенные вместе с пульпой газообразные и летучие компоненты уходят через отверстия 12. Фильтрат проходит через вспомогательные фильтрующие средства 28 в расположенные за ними камеры фильтрата и оттуда в выпускную трубу 10. В процессе движения полый вал 8 с помощью приводного блока 18 приводится в медленное вращение, котор ч: Nii ,i г реверсироваться, пследст гзие чс:Г{1 пульпа в фильтрационной камере находится Б постоянном движении, благодаря чему обеспечивается равномерное осаждение осадков на вспомогательных фильтрующих средствах 28. При этом полый вал 8 с помощью гидравлических блоков 19 и 20 может приводиться в возвратно-поступательное движение, преимущественно с уменьшаюп;ейся a mлитyдoй, чтобы осадок фильтрата равномерно обработать в соответствии с его структурой на вспомогательном фильтрующем средстве. Когда на вспомогательном фильтрующем средстве собирается достаточное количество осадка, подводится следующая порция пульпы и останавливается вал 8. Затем полым валом 8 к роторным дискам подается напорная среда (вода или гидравлическое масло) . которая разжимает плиты 36, противодействуя силе сжатия пружин 39, и прижимает осадок на вспомогательных фильтруюгщх средствах для его дальнейшего обезвоживания. Остающаяся в фильтраи онной камере пульпа выводится через затвор 13 и идет на следующий цикл фильтрования. Затем напорная среда выпускается из роторных дисков 7. Сжатый воздух при необходимости может вдуваться через трубчатые штанги 9 для дальнейшей сушки осадков в фильтрационные камеры Сжатый воздух одновременно выводит шлам из фильтрационных камер, если он еще не нолностью вьЕведан через затворы 13. Затем фильтрационные камеры открываются осевым перемегцением оболочек 4 корпуса. Пространство под блоками 5 теперь полностью открыто и осадки при вращении вала 8 и благода 1Я плитам 36, соприкасающимся с осадками, могут удаляться со вспомогательных фильтрующих средств 28. Для этого роторные диски 7 могут разжиматься упомянутым ранее образом или вал 8 с помощью гидравлических блоков 19 и 20 может совершать возвратно-поступательное движение.

С помощью трехходового клапана 21 возможна также обратная промывка, при этом в рамы подводится промывочная жидкость. Это может происходить 5 как при открытом, так и при закрытом корпусе. В дальнейшем возможно заполнять фильтрационные камеры промывоч

s

0

5

0

5

0

5

0

5

ной жидкостью, которая подводится по штангам 9 с отверстиями или соплами, а затем промывочная жидкость выпускается со стороны затвора 13.

Осадки при очистке могут свободно выводиться из камеры вниз без соприкосновения с угшотнительными поверхностями. Поэтому эти уплотнительные поверхности остаются чистыми или требуют лишь минимальных затрат на очистку. Благодаря промежуточным объемам между Фильтрующими блоками и оболочкой корпуса не требуется полная очистка фильтра1щонной камеры после ее опорожнения, так как оставшиеся загрязнения не оказывают вредного действия.

Формула изобретения

.вспомогательного фильтрующего средст-т ва, фильтровальные рамы установлены с кольцевым зазором к оболочке, об- paзyюIЩ м соединенные между собой камеры для- пульпы, а камеры фильтрата оснащены выпускной трубой с выпускным клапаном, проходящей по оси корпуса, при этом оболочка и опорные плиты закреплены в станине независимо от фильтровальных рам.

ное сечение в виде ласточкина хвоста при этом ушютнительные кольца размещены в пазах, связанных с подводом в них напорной среды.

0

,

5

0

с целью повьшения степени обезложн- вапия при обеспечении быстрого удаления сухой фильтрационной лепешки, он снабжен эксцентрично установленными подпружиненными напра.ггчюп№1ми втулками, образуюгцими полость изменяемого объема, двумя жесткими глита- ми с размещенньгм. между ними диском, установленньми на ступице, и эластичными уплотнительными элементами,зак- |рываюп1ими полость, ограниченную жecтt кими плитами, при этом расположены на полом валу с возможностью осевого перемещения.

с одной жеской плитой, а Ц11 1индр - с другой жесткой плитой, блоки связаны с линией регулируемого подвода напорной среды, проходящей вдоль полого вала.

2 22

A /j

7 6

Фаг. 2

ff 11

Сч|

00

«U

Фиг.6

ФиеЛ

36

51 г 52

Фие.8

Фие.9

36

Фиг. 10

6362 61 // /

/

6

Фиг.11

Фиг, 12