Фильтр-сгуститель Советский патент 1991 года по МПК B01D24/36 

Изобретение относится к оборудо- ванию для сгущения суспензий, может найти применение в химической, строительной и других отраслях промышленности и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 710579.

Известен фильтр, включающий корпус с цилиндрическим полым фильтровальным элементом, делящим корпус на рабочую камеру и камеру для сброса фильтрата, патрубок подвода суспензии и патрубки отвода сгущенной суспензии и фильтрата.

Недостатком фильтрата является то, что в нем при равномерном возвратно-поступательном движении поршня продолжительность стадии фильтрования, т.е. производительная стадия удаления осадка с поверхности фильтровального элемента, составляет всего лишь половину рабочего времени аппарата.

i Наиболее близким известным техническим решением по своей сущности и достигаемому эффекту является фильтр-сгуститель, включающий вертикальный цилиндрический корпус с коак- сиально расположенной внутри него цилиндрической фильтрующей перегородкой, разделяющей корпус на рабочую камеру, снабженную зернистой загрузкой, размещенной над распределительной решеткой,и расположенным в верхней части камеры усеченным расширяющимся кверху конусом с патрубком отвода сгущенной суспензии, камеру сбора фильтрата с патрубком его отвода и размещенный над распределительной решеткой патрубок подачи исходной суспензии.

В известном фильтре-сгустителе благодаря очистке фильтрующей перегородки взвешенной под действием восходящего потока суспензии зернистой загрузкой несколько повышается интенсивность процесса разделения, однако эта интенсивность остается все же недостаточной из-за того, что зерна взвешенной в потоке суспензии загрузки поднимаются вверх хаотично, и лишь малая их часть касается стено фильтрующей перегородки и производит оттирку ее поверхности от осадка. При этом значительная часть, зернистой загрузки увлекается сгущенной суспензией и выводится с ней из фильра. Это объясняется тем, что в пристенных слоях верхнего усеченного

конуса образуются зоны с малой скоростью перемещения вверх сгущенной суспензии из-за трения о стенки ко- нуса, в то время как по центральной части конуса скорость подъема сгущенной суспензии значительно возрастает, что приводит к захвату некоторой части зернистой загрузки, из-за Q чего повышается ее расход при работе фильтра.

Цель изобретения - интенсификация процесса разделения суспензии и снижение расхода плавающей зернистой 5 загрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом фильтре-сгустителе, включающем вертикальный цилиндрический корпус с коаксиально 0 расположенной внутри него цилиндрической фильтрующей перегородкой, разделяющей корпус на рабочую камеру, снабженную зернистой загрузкой, раз-, мещенной над распределительной решет- 5 кой и расположенным в верхней части камеры усеченным расширяющимся кверху конусом с патрубком отвода сгущенной суспензии, камеру сбора фильтрату с патрубком его отвода и размещенный под распределительной решеткой патрубок подвода исходной суспензии, распределительная решетка выполнена в виде конуса с вершиной, направленной внутрь рабочей камеры, а по образующим конуса укреплены наклонные направляющие пластины, причем в верхней части рабочей камеры по центру закреплен обтекатель в виде двух соединенных между собой основаниями конусов, снабженных закручивателем в виде лопаток.

На фиг,. 1 изображена схема предлагаемого фильтра, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.

Фильтр-сгуститель включает вертикальный цилиндрический корпус 1 с цилиндрической фильтрующей перегородкой 2, разделяющей корпус на рабочую камеру 3 с зернистой загрузкой 4 и камеру 5 сбора фильтрата с патрубком 6 его отвода.

Перегородка 2 расположена внутри корпуса 1 коаксиально, зернистая загрузка 4 размещена над распредели- 5 тельной решеткой 7, прикрепленной к нижней части камеры 3.

В верхней части камеры 3 укреплен усеченный расширяющийся кверху конус

0

5

0

5

0

51699507

8 с патрубком 9 отвода сгущенной суспензии.

Под распределительной решеткой 7 размещен патрубок 10 подвода исходной суспензии. Распределительная решетка 7 выполнена в виде конуса с вершиной, направленной внутрь рабочей камеры 3 и по образующим конуса укреплены наклонные к поверхности конуса направляющие пластины 11.

В верхней части рабочей камеры 3 по центральной оси закреплен на ра- диальных стержнях 12 обтекатель в виде двух соединенных между собой основаниями конусов 13 и 1А, снабженных завихрителем в виде лопаток 15 и 16. На патрубке 9 укреплен запорный элемент 17.

Фильтр-сгуститель работает следующим образом.

Поток суспензии поступает через патрубок 10 под распределительную решетку 7, проходит через ее перфорацию в сторону стенок перегородки 2 и под действием пластин 11 приобретает вращательное движение. Зернистый материал k приходит в псевдоожижен- ное состояние в потоке восходящей суспензии, также приобретает вращатель- но-восходящее движение и прижимается центробежными силами к перегородке 2. Частицы зернистого материала непрерывно воздействуют на фильтрующую перегородку 2, осуществляя тем самым непрерывное удаление осадка с ее поверхности.

Так как частицы зернистого материала все время прижимаются к стенке перегородки 2 центробежными силами и испытывают вращательно-поступательное движение, их концентрация на единицу поверхности перегородки 2 значительно увеличивается за счет снижения концентрации этих частиц в центральной части рабочей камеры 3 с одновременным повышением интенсивности оттирки осадка от поверхности перегородки, что интенсифицирует отвод фильтрата в камеру 5 под действием разности давления, обеспечиваемой регулируемым запорным элементом 17. Из камеры 5 фильтрат через патрубок 6 отводится из фильтра-сгустителя.

По мере перемещения вверх суспензии вместе с зернистым материэлом k из-за трения снижается скорость ее вращения. При подходе к верхней части рабочей камеры 3 поток суспензии

0

5

5

рассекается конусом 1 и г.отйткзми 16 одновременно закручивается, что повышает интенсивность оттирки перегородки 2 в ее верхней части. При этом частицы зернистого материала поднимаются по центральной части рабочей камеры и отбрасываются к перегородке 2.

При дальнейшем подъеме сгущенной суспензии и ее вхождении в распределяющуюся часть конуса 8 ее центральная зона продолжает закручиваться лопатками 15 верхнего конуса 13, а части,цы зернистой загрузки, попавшие в эту зону, отбрасываются к стенкам конуса 8.

Ввиду того, что скорость восхождения потока сгущенной суспензии в зоне Q распределяющегося конуса 8 уменьшается, а трение потока о стенки конуса выше, чем в центральной части, скорость восхождения потока у стенок конуса 8 значительно меньше, чем в центральной части, поэтому отсепари- рованные центробежными силами частицы зернистого материала преодолевают ослабленный грением о стенки конуса поток и под действием своей массы опускаются а сгущенная суспензия удаляется вверх по патрубку 9.

Технике-экономическая эффективность предлагаемого фильгра-сгустите- ля по сравнению с известным заключается в повышении интенсивности до 25-30% процесса разделения фильтрата от суспензии благодаря созданию вра- щательно-поступательного движения зернистого материала непосредственно у поверхности фильтрующей перегородки. При этом под воздействием центробежных сил почти весь зернистый материал перемещается в.сторону фильтрующей перегородки и вступает в активный контакт с ее поверхностью, что также повышает интенсивность очистки из-за увеличения концентрации частиц зернистого материала на единицу поверхности перегородки.

Одновременно с этим в 1,2 - 1,3 раза снижается расход зернистого материала за счет предотвращения его уноса потоком суспензии через выходной патрубок благодаря его сепарации из центральной части с большой скоростью потока б периферийную зону со значи-| тельно меньшей скоростью его восхождения из-за трения с поверхностью конуса, что облегчает опускание час0

0

5

0

5

7 .

тиц зернистого материала вием собственной массы вторное использование.

Формула изобретения

Фильтр-сгуститель по авт. св. № 7Ю579, отличающийся тем, что, с целью интенсификации про- цесса разделения и предотвращения выноса загрузки из фильтра, он снаб8

жен расположенным по оси корпуса в верхней части рабочей камеры обтека телем в виде конусов, основаниями соединенных один с другим, по образующим которых расположены лопатки для закручивания потока, распределительная решетка выполнена в виде конуса и снабжена наклонными направляй щими пластинами, расположенными по ее образующим.

Изобретение относится к фильтрам-сгустителям и позволяет интенсифицировать процесс разделения и предотвратить вынос загрузки из фильт ра. Фильтр имеет корпус 1 с цилиндрической фильтрующей перегородкой 2, разделяющей корпус на рабочую камеру . . 3 и камеру 5 сбора фильтрата. Камера 3 снабжена зернистой загрузкой k, размещенной над распределительной решеткой 7, выполненной в виде конуса и снабженной направляющими пластинами 11. В верхней части рабочей камеры на обтекателе в виде конусов 13 и И укреплен закручиватель в виде лопаток 15 и 16. Исходный поток суспензии через патрубок 10 и распределительную решетку 7 направляется в рабочую камеру 3, где он пластинами 11 закручивается вместе с зернистой загрузкой k, которая очищает по- , верхностъ фильтрующей перегородки 2. Лопасти 15- и 16 дополнительно закручивают поток и отбрасывают частицы зернистой загрузки на поверхность конуса 8, откуда эти частицы опускаются. 3 ил. с SS (Л о со со ел 1Ч

А-А

11

Фиг.2.

Б-Б

ФигЗ