Фильтр для очистки жидкостей Советский патент 1992 года по МПК B01D27/02 B01D24/10 

р « / ;5 5 Фиг,1 /

; Изобретение относится к фильтрам для очистки жидкостей и может быть использовано в микробиологической, химической, медицинской и других отраслях промышленности.

Известен напорный фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус с крышкой, дренажно-распределительную систему, расположенную на ней зернистую загрузку и фильтрующий элемент для предварительной очистки, который выполнен в виде стаканов с наружными сетками, при этом стаканы прикреплены к крышке, частично погружены в зернистую загрузку и имеют отверстия над загрузкой и у дна, а сетки размещены над загрузкой.

Однако данный фильтр неудобен в эксплуатации, так как в нем не обеспечивается быстрое создание комбинированного фильтровального слоя с заданными параметрами при изменении состава очищаемой жидкости и извлечения при необходимости зтогослоя.

Известен фильтр с зернистой загрузкой, содержащий корпус, верхнюю и нижнюю крышки с патрубками соответственно для подачи и отвода жидкости и зернистую загрузку, он снабжен кольцами, установленными в корпусе одно над другим с возможностью вертикального возвратнопоступательного перемещения, и загрузка размещена между кольцами.

Однако данный фильтр обладает недостаточной эффективностью и он неудобен в эксплуатации, так как в нем не обеспечивается быстрое удаление фильтровального слоя и создание комбинированного фильтровального слоя с заданными параметрами при изменении состава очищаемой жидкости или изменении поставленной задачи, например, качество очистки - на извлечение редких металлов для их дальнейшего использования или снижение затрат на утилизацию вредных веществ (при малом объеме очищаемой жидкости), исключая следующие технологические этапы: промывка фильтрующего слоя, выделение твердой фазы обезвоживанием, ее сушка и т.д. Все это повышает затраты на очистку жидкости и обработку осадка, снижает производительность фильтра и качество очистки жидкости.

Цель изобретения - обеспечение удобства эксплуатации.

Указанная цель достигается тем, что в известном фильтре для очистки жидкостей, содержащем корпус, средство для подачи очищаемой и отвода очищенной жидкости, расположенный в корпусе вертикально пакет колец с размещенным между ними фильтрующим материалом и средство для последовательного извлечения колец, предусмотрены следующие отличия, заключающиеся в том, что каждое кольцо снабжено удерживающими сетками, между которыми размещен фильтрующий материал, площадь сечения кольца уменьшается к внутренней стенке корпуса, и средство для фиксации колец выполнено в виде присоединенных к наружной

0 стенке корпуса патрубков и установленных в них с возможностью возвратно-поступательного перемещения штоков, имеющих на концах шарообразные элементы для контактирования с кольцами. Кроме того, средство для подачи очищаемой жидкости выполнено в виде патрубков,присоединенных к корпусу между кольцами.

В предложенном фильтре используются новые конструктивные элементы, новые

0 взаимосвязи между ними, новое взаимное , расположение и новое соотношение размеров, что позволяет повысить эффективность работы фильтра.

На фиг. 1 изображен фильтр для очистки

5 жидкости, продольный.разрез; на фиг. 2-то же,с поворотом на на фиг, 3 - то же, разрез А-А на фиг, 2.

Фильтр содержит корпус 1, а полости которого закреплена кольцеобразная пере0 городка 2, под ней расположены кольца 3,

площадь сечения которых выполнена

уменьшающейся к периферии, например, в

виде равнобедренных треугольников, кону; сообразных, эллипсообразных и т. д,Кольца

5 3 выполнены полыми с верхними 4 и нижними 5 удерживающими сетками, В полости колец расположен фильтрующий материал 6, например, пористые материалы, войлок, опилки, активированный уголь и т,д. В кольцах 3, например, сетка 5 выполнена съемной, при этом она фиксируется на кольцах при помощи винтов 7, под которые в кольцах выполнены отверстия с резьбой (не показано). Кольца снабжены кольцеобразными уплотнениями 8, Диаметр колец соизмерим (меньше) с диаметром корпуса 1, а пористость и толщина фильтрующих элементов . 6 в полостях колец уменьшается по мере приближения их к патрубку 9 для отвода

0 очищенной жидкости с корпуса. Кольца 3 закреплены в корпусе в виде блока, при этом каждое кольцо фиксируется в блоке при помощи средства, которые выполнено в виде присоединенных к наружной стенке

5 корпуса 1 патрубков 10. Они установлены напротив отверстий 11 в корпусе 1. В патрубках установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения для контактирования с кольцами шарообразные элементы 12, закрепленные на штоках 13,

имеющих резьбовое соединение с патрубками 10. Штоки 13 снабжены ручкой 14. Отверстия 11 соизмеримы (больше) с диаметром злементов 12. Корпус 1 снабжен средством для подачи очищаемой жидкости, которое выполнено в виде ряда патрубков 15, подсоединенных к общему коллектору 16 и корпусу напротив стыка соседних колец и снабженных запорной арматурой 17. Нижний торец корпуса выполнен в виде откидной крышки 18с запорным приспособлением 19 и уплотнением (не показано). Над крышкой 18 к корпусу 1 подсоединен дренажный патрубок 20 с запорной арматурой 21. На верхнем торце корпуса 1 установлен манометр 22.

Фильтр работает следующим образом.

Устанавливаем кольца 3 в корпусе 1, при этом шарообразные элементы 12 выведены за пределы корпуса в полость патрубков 10 и кольца 3 без помех перемещают в нужной последовательности до упора в кольцеобразную перегородку 2. После чего блок колец стопорится нижними приспособлениями для фиксации колец, при этом штоки 13 ввинчиваются в патрубки 10 и перемещаются в полость корпуса 1 до контакта шарообразного элемента 12с боковыми торцами колец З.Так как кольца с профилем,выполнениыМ.яапример.в виде равнобедренных треугольников, при ввинчивании штока 13 будут смещаться в сторону перегородки 2, Таким же образом, каждое кольцо поступательно сверху вниз фиксируется с уплотнением стыков между ними за счет упругой деформации уплотнения 8. Крышка 18 закрывается, на нижнем патрубке 15 открывается запорное приспособление 17 и очищаемая жидкость поступает в корпус 1 в зазор между крышкой 18 и нижним кольцом. Жидкость (например, сточные воды гальванических производств с маленьким расходом 1-2 после обработки и осветления) фильтруется через водопроницаемые торцы 4 и 5 колец и фильтрующий материал 6, расположенные в их полостях. При этом в фильтрующем материале 6 происходит задержание твердой фазы, находящейся в очищаемой жидкости. Мелкие фракции твердой фазы задерживаются фильтрующим материалом б, расположенным в полости первого кольца 3, так как пористость уменьшается по ходу движения жидкости. Более мелкие фракции твердой фазы задерживаются фильтрующим материалом, расположенным в вышележащих кольцах. Для получения жидкости с заданными параметрами возможна комбинация фильтровального элемента, например на входе полость кольца заполнена опилками, в следующей упругим пористым материалом и на выходе активированным углем, при этом уголь помещается, например, между войлочными прокладками и т.д. Уменьшение пор в фильтрующих элементах по ходу движения жидкости увеличивает грязеемкость фильтра. В процессе фильтрации жидкости происходит кольматация пор фильтрующих материалов, при этом на входе в нижнее кольцо 3 на поверхности фильтрующего элемента образуется намывной слой твердой фазы или фильтрующий слой загрязняется эмульгированными примесями, что резко снижает скорость фильтрации. Падение скорости фильтрации контролируется по манометру 22, фиксирующего падение давления жидкости на выходе из корпуса 1. С целью устранения этого недостатка отделяем нижнее кольцо 3 от блока колец. Для этого нижние штоки 13 с шарообразными элементами 12 выводятся за пределы внутренней поверхности корпуса 1 в полости патрубков 10. Кольцо 3 больше не фиксируется и под силой тяжести опускается на дно корпуса 1, Однако под действием динамики фильтрационного потока жидкости кольцо может прижиматься к блоку колец. Для устранения такой возможности подачу очищаемой жидкости производим через патрубок 15, расположенный напротив стыка этого кольца с выше расположенным. При этом вентиль 17 на этом патрубке открывается, а вентиль 17 на ниже расположенном патрубке 15 закрывается. За счет избыточного давления в зазоре между боковыми торцами колец 3 и динамики подаваемого потока жидкости, направленного в стык колец, происходит его отделение от выше расположенного кольца. Отделенное кольцо опускается в донную часть корпуса 1, Процесс фильтрации продолжается, при этом через определенный интервал времени на поверхности фильтрующего материала следующего кольца образуе тся намывной слой или фильтрующий слой загрязняется эмульгированными примесями (нефтепродукты, масла, жиры и т.д.). Производится процедура отделения этого кольца от блока колец и т.д. После кольматации, например, последнего кольца 3 (зависит от набора фильтрующего материала в блоке колец) подача очищаемой жидкости прекращается, кольцо 3 отделяется от перегородки 2 и опускается на нижележащие кольца. Остатки жидкости из корпуса 1 выпускаются через дренажный патрубок 20. Крышка 18 открывается, кольца вынимаются из полости корпуса 1, а взамен-устанавливаются новые и т.д.

Отработанные кольца вскрываются, загрязненный фильтровальный материал извлекается и отправляется на утилизацию (сжигание, захоронение и т.д.). Полости колец 3 заполняются новой порцией фильтровального материала, и ойи готовы для дальнейшей эксплуатации.

Расположение фильтрующего материала б в полости колец 3 позволяет производить ступенчатое отделение входного кольца с закольматированным фильтрующим элементом от блока, а также способствует формированию этого блока путем фиксации жестких колец в корпусе 1.

Кроме того, это упрощает создание комбинированного фильтровального слоя с заданными параметрами при изменении состава очищаемой жидкости или изменении поставленной задачи при ее очистке. ,

Выполнение колец 3 с верхними 4 и нижними 5 удер)1$ивающими сетками способствует формированию потока очищаемой жидкости вдоль блока колец. При этом пористость и толщина фильтрующих элементов 6 в полостях колец уменьшается по мере приближения их к патрубку 9 для отвода жидкости, что увеличивает грязеемкость фильтра. Снижение толщины фильтрующих элементов объясняется тем, что по мере уменьшения пор в элементах 6 глубина кольматации их твердой фазой более крупной фракции, когда элемент в процессе фильтрации станет входным, будет уменьшаться, таким образом, должна уменьшаться и толщина этого Слоя, так как после образования намывного слоя на поверхности элемента б или загрязнения эмульгированными примесями эффективность фильтрации падает и необходим отброс этого слоя.

Периодически отброс входного закольматированного фильтрующего слоя способствует увеличению грязеемкости фильтра, так как задержанный слой твердой фазы на поверхности фильтрующего слоя увеличивается по мере увеличения количества колец в их блоке.

Вь1полнение приспособления для фиксации колец в виде патрубков 10, установленных (напротив отверстия 11 в корпусе 1, . и расположение в ней шарообразного элемента 12, закрепленного на штоке 13 с возможностью совместного возвратно-поступательного перемещения, обеспечивает возможность монтажа колец 3 в корпуса 1 (шаровой элемент в полости камеры), фиксацию колец в корпусе (шаровой элемент перемещен в полость корпуса 1 и при контакте с конусообразными торцами колец поджимает их к расположенному выше кольцу, при этом шарообразная форма элемента 12 способствует минимальному трению между ними кольцом, что уменьшает усилия и время необходимые для фиксации колец), прекращение фиксации колец при ее отделении от блока колец (шарообразный элемент перемещается в полость камеры). Все это способствует формированию блока колец и возможности периодического отделения от

него отдельных колец.

Таким образом, фильтр для очистки жидкостей позволяет повысить удобство работы путем разделения фильтрующего элемента на отдельные слои по ходу движения

жидкости с возможностью быстрого создания фильтрующего слоя с заданными параметрами, периодического отброса входного закольматированногослоя в процессе фильтрации и извлечения этого слоя, упрощения

утилизации осадка что увеличивает фильтроцикл и продолжительность работы фильтра, увеличивает его производительность и сокращает затраты на очистку от осадка, его обработку и утилизацию, позволяет при разных составах жидкости комбинировать разные виды фильтрующих материалов для обеспечения высокого качества очистки жидкостей.

Формула изобретения

1..Фильтр для очистки жидкостей, содержащий корпус, средства для подачи очищаемой и отвода очищенной жидкости, расположенный в корпусе вертикально пакет колец с размещенным между ними фильтрующим материалом и средство для последовательного извлечения колец, отличающийся тем, что, с целью обеспечения удобства в эксплуатации,

каждое кольцо снабжено удерживающими сетками, между которыми размещен фильтрующий материал, площадь сечения колец выполнена уменьшающейся к периферии, а средство для извлечения колец выполнено в виде присоединенных к наружной стенке корпуса патрубков и установленных в них с возможностью возвратно-поступательного перемещения штоков, имеющих на концах шарообразные элементы для контактирования с кольцами.

2.Фильтр по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, чтр кольца имеют в сечении вид равнобедренных треугольников,направленных

вершинами к внутренней стенке корпуса. 3. Фильтр по п,1, о т л и ч а ю (ц и и с я тем, что средртво для подачи очищаемой жидкости выполнено в виде патрубков, присоединенных к корпусу между кольцами.

22

а /

. , ;..

.:. .::л-: V-:

Фиг. 2

Изобретение относится к фильтрам для очистки жидкостей и позволяет обеспечить удобство обслуживания, Фильтр состоит из корпуса 1. расположенных в корпусе колец 3 с уменьшающейся к периферии площадью сечения, прикрепленных к каждому кольцу сеток 4 и 5, между которыми расположен фильтрующий материал 6 и средство для поочередного извлечения колец по мере загрязнения фильтрующего материала, выполненное в виде патрубков 10 и штоков 13. имею1цих шарообразные элементы 12 для контактирования с кольцами 3. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1615

Фиг. J