Фильтрующий элемент Советский патент 1993 года по МПК B01D33/19 B01D33/327 

Изобретение относится к фильтрующему элементу, содержащему: резервуар, имеющий основную стенку, боковые стенки, вытянутые кверху от основной стенки, и отверстие кверху; фильтрующий слой, находя- щийся на основе в резервуаре и разделяющий последний на верхний отсек для фильтруемого вещества и на нижний отсек для фильтрата; выпускное отверстие для фильтрата, предусмотренное в нижней части первой из указанных боковых стенок, при этом указанная основная стенка содержит два боковых водосборных участка, рас- положенных по обеим сторонам дренажного канала, наклоненных книзу в направлении к последнему, при этом сам дренажный канал имеет наклонное дно между верхним концом и нижним концом, при этом его нижний конец выходит напротив выпускного отверстия.

Целью изобретения является улучшение параметров фильтрующих элементов, не создавая, в частности, проблем габаритов этого аппарата для переполнения трубопроводов, и без ухудшения фильтрующей поверхности этих элементов.

Для решения этих задач, согласно изобретению, предусмотрен фильтрующий элемент вышеописанного типа, в котором основная стенка содержит концевой участок, который расположен наклонно книзу между второй боковой стенкой резервуара, лежащей против первой указанной боковой стенки, и верхним концом дренажного канала.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, уклон для дренажного канала неизменен. Согласно варианту выполнения изобретения, дренажный канал содержит, со стороны своего нижнего конца, первый отрезок, имеющий уклон, меньший, чем уклон второго отрезка, расположенного со стороны его верхнего конца.

Согласно другому варианту осуществления изобретения, дно дренажного канала или соответственно второго его отрезка и концевой участок основной стенки резерву f

Ё

00

го о ю ел о

Сл

ара расположены в той же самой плоскости, или, согласно еще одному варианту, в иной плоскости.

Согласно частному варианту осуществлений изобретения, конечный участок ос- новной стенки резервуара расположен в параллельной плоскости, находящейся выше дреиажного канала или соответственно его второго отрезка, и верхний конец дренажного канала закрыт фронтальной стен- кой, которая проходит кверху до указанной плоскости.

Согласно целесообразному варианту выполнения изобретения, конечный участок основной стенки находится над горизон- тальной плоскостью, проходящей через верхнюю точку выпускного отверстия.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, концевой участок основной стенки резервуара соединен с указанной его второй боковой стенкой в горизонтальной плоскости, слегка лежащей ниже по отношению к плоскому фильтрующему слою.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, каждый из боковых водосборных участков имеет экран, который отклоняет истечение фильтрата, направленное поперечно к части дренажного канала, расположенной на верхнем конце последнего, с тем, чтобы направить этот поток наклонно к той части этого канала, которая расположена ниже по течению.

На фиг. 1 схематически изображен вид в плане фильтрующего элемента согласно изобретению; на фиг. 2 - вид в разрезе этого элемента по линии IHI на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - виды в разрезе этого элемента по линиям Ill-Ill и IV-IV на фиг. 1; на фиг. 5 - вид в плане другого варианта осуществле- ния фильтрующего элемента согласно изобретению; на фиг. 6 - вид в разрезе этого элемента по линии VII-VII на фиг. 5. v

На чертежах идентичные элементы или аналогичные элементы обозначены теми же самыми номерами.

Как следует из фильтрующего элемента, изображенного на фиг. 1-4, этот элемент содержит резервуар, обозначенный позицией 1, имеющий основную стенку 2, боко- вые стенки 3-6 вытянутые кверху от основной стенки 2, и отверстие кверху. В плане этот элемент имеет приблизительно трапециевидную форму или форму участка многоугольника, и это выполнено ток пото- му. что этот элемент предназначен для размещения рядом с другими подобными элементами с целью создания непрерывного фильтрационного аппарата, вращающегося наподобие карусели. Такие аппараты

известны и описаны, например, в бельгийском патенте № 847088. Следует понимать, что элемент, согласно изобретению, не ограничен ни этой формой, ни применением в оборудовании.

Резервуар 1 такого фильтрующего элемента содержит фильтрующий слой 7, изображенный только схематически на фиг. 2 пунктирными линиями. Такой фильтрующий слой сам по себе известен (см, в частности вышеуказанные известные документы), и обычно он состоит из несущей решетки, на которой лежит полотно из фильтрующей ткани. Сама по себе несущая решетка опирается известным образом, в частности, на ребре 8, которые проходят практически поперек этого элемента и которые служат одновременно ребрами жесткости.

Фильтрующий слой 7 делит резервуар 1 на верхний отсек 10 для приема фильтруемого материала и на .нижний отсек 11 для фильтрата.

о Как следует, в частности, из фиг. 2, выпускное отверстие 2 предусмотрено в нижней части боковой стенки 4, для удаления фильтратов через выпускной трубопровод 12.

Основная стенка резервуара 1 содержит два боковых водосборных участка 13 и 14, расположенных по обеим сторонам от дренажного канала 15, наклонно вниз в направлении к последнему. Эти боковые сборные участки 13 и 14 образуют таким образом две наклонных плоскости, которые начинаются от основания боковых стенок 3 и 5 резервуара, и каждый из них имеет уклон, ориентированный поперечно к дренажному каналу 15, причем этот уклон может составлять порядка 3-8°, предпочтительно 4-6°.

Сам дренажный канал 15 имеет дно 16, наклоненное между своим верхним концом 17 и его нижним концом 18, который выходит напротив вышеописанного выпускного отверстия 9.

И наконец, на уровне дренажного канала 15, так же как и сбоку по отношению к нему, опорные ребра 8 фильтрующего слоя 7 имеют небольшие щели 19 (см. фиг. 2), которые позволяют прохождение жидкостей в продольном направлении резервуара, а также возможно прохождение газа.

Изображенный здесь элемент предусматривает возможность его опрокидывания вокруг оси 20. с целью удаления пирога из отфильтрованного материала в конце обработки. Для подшипника 21 и 22 несут элемент так, чтобы позволить его поворачивание вокруг этой оси. Трубопровод вывода 12 подсоединен к отверстию 9 через один из этих подшипников 21.

Согласно изобретению, основная стенка 2 содержит концевой участок 23, который расположен наклонно книзу между баковой стенкой б, лежащей напротив стенки 4, содержащей выпускное отверстие 9. и верхним концом 17 дренажного канала.

Следовательно, это значит, что дренажный канал уже не вытянут, как в предшествующей технологии, по всей длине фильтрующего элемента. Отсюда следует. что при той же глубине, что и ранее, дренажного канала, в его нижнем конце 18. дно 16 канала имеет уклон, значительно превышающий уклон на одинаковую длину элемента, что в известных фильтрующих элементах, и, следовательно, при той же фильтрующей поверхности, что и у них. В зависимости от длины этого элемента, уклоны будут равны, напротив, порядка 4-8°, предпочтительно 5-6°.

С другой стороны, в части элемента, находящейся между верхним концом 17 дренажного канала 15 и боковой стенкой 6 резервуара, уже незачем ограждать дренажный канал наклонными плоскостями, проходящими поперечно к этому каналу. Следовательно, можно в значительной мере приподнять концевой участок 23 к боковой стенке 6 до горизонтальной плоскости, отстоящей от фильтрующего слоя 7 на минимально возможное расстояние. Такая конструкция позволяет сообщить в результате этому концевому участку 23 уклон, равный или возможно превышающий уклон дна дренажного канала 15. Совершенно очевидно, что при необходимости можно предусмотреть также меньший уклон концевого участка 23.

В примере осуществления, изображенном на фиг. 1-4, в частности, из фиг. 2 следует, что дио дренажного канала 15 и конечный участок 23 основной стенки 2 расположен в одной и той же плоскости. Следо- вательно, они имеют, от одного конца элемента до другого, такой же самый уклон, который настолько же велик, что и уклон .боковых участков стекания 13 и 14.

В этом примере осуществления верхние кромки 24 дренажного канала 15 являются горизонтальными, а высота выпускного отверстия 9 приблизительно равна глубина канала 15 или меньше нее. Концевой участок 23 основной стенки 2, следовательно, в результате оказывается, в этом примере осуществления, полностью над горизонтальной плоскостью, проходящей через верхнюю точку выпускного отверстия 9.

Как следует в частности из примера осуществления, проиллюстрированного на

фиг. 1, уклоны боковых участков истечения 13 и 14 следует, в виде в плане, по взаим- нопротивоположным направлениям, изображенным стрелками FI и F2. Уклон 5 концевого участка 23 основной стенки 2 имеет одно направление, обозначенное стрелкой Рз, которое ориентировано практически под 90° по отношению к вышеуказанным уклонам с направлениями FI и F2. 0 Как следует, в частности, из фиг. 1 и 2. средства опоры фильтрующего слоя содержат, кроме вышеописанных поперечных ребер 5, продольные ребра 25, расположенные на концевом участке 23 и ориентированные

5 практически в направлении его уклона.

Работа фильтрующего элемента будет следующей.

После заполнения верхнего отсека 10 шламом, который должен быть подвергнут

0 процессу разделения на твердое и жидкое,

жидкий фильтрат вытекает в нижний отсек

.11, возможно с применением разрежения в

этом отсеке с помощью известных по себе

средств.

5 На боковых участках истечения 13 и 14 жидкости.вытекает поперечно, согласно направлениям FI и F2, либо к дренажному каналу 15. ли.бо к концевому участку 23 основной стенки 2 резервуара 1. На этом

0 концевом участке 23 жидкости вытекают согласно направлению Рз, либо к верхнему концу 17 дренажного канала 15, либо к боковым участкам истечения 13 и 14. Вдоль ребер 26 и 27, где концевой участок 23 сое5 диняется с боковыми участками истечения . 13 и 14, различные течения, имеющие примерно равную скорость истечения, учитывая тот же самый порядок значений применяемых уклонов, встречаются под углом 90°.

0 Следовательно, вместо взаимного устранения, эти потоки продолжают динамическое и наклонное истечение в направлении к концу 17, где они проникают в дренажный канал 15. В этом месте не только потоки

5 фильтрата проникают с сохранением в значительной степени своих кинетических свойств, но и, кроме того, они попадают в дренажный канал, уклон которого имеет настолько же большую величину, что и наклон-

0 ныё плоскости, образованные каждым из участков 13, 14 и 23 основной стенки. И наконец, по мере продвижения жидкости в дренажном канале 15, динамическая энергия, созданная большой массой жидкости,

5 поступающей из верхней части элемента, достаточна для увеличения жидкостей, которые текут в противоположных направлениях от боковых участков истечения 13 и 14.

Как можно отметить, все принятые меры способствуют беспрепятственное истечение жидкостей сверху вниз данного элемента, и они позволяют достичь наиболее быстрым возможным образом состояния, в котором отводящий трубопровод 12 захватывает жидкости через широко раскрытый канал, то есть при максимальном расходе, причем это состояние поддерживают как можно дольше.

Пример выполнения фильтрующего элемента согласно изобретению, изображенный на фиг. 5 и 6, отличается от предшествующего тем. что он представляет несколько дополнительных мер для предотвращения возможного захлебывания верх- ней части дренажного канала 15. Действительно, в своем верхнем конце 17 в этот канал поступает поток от четверти до одной трети фильтрата, проходящего сквозь фильтрующий слой 7.

В целях максимального предотвращения опасности образования застойной воды в каком-либо месте этого элемента, здесь предусматривают, чтобы концевой участок 23 основной стенки 2 резервуара был расположен в параллельной плоскости, выше дна дренажного канала, и в любом случае на дне отрезка 28 канала, который расположен со стороны его верхнего конца 17.

Верхний конец 17 канала в этом случае закрыт передней стенкой 29, которая проходит до концевого участка 23.

Это резкое понижение дна дренажного канала позволяет последнему забирать одновременно большее количество жидкости. Предпочитают сохранять в верхней части канала повышенный наклон порядка 3-8°, предпочтительно 4-6°, в зависимости от длины элемента. Для того, чтобы дно оставалось, несмотря ни на что, над нижней точкой выпускного отверстия 9, предусматривают отрезок 30 с более слабым уклоном в нижней части канала 1-5. Этот отрезок также будет иметь наименьшую возможную длину. В этом месте увлечение массами жидкости, идущей сверху элемента, достаточно для того, чтобы истечение не испытывало неблагоприятного воздействия от слабого уклона порядка 1-3° отрезка 30. Кроме того, боковые участки истечения также могут иметь каждый отклоняющий экран 31 и 32. Эти экраны отклоняют поток, ориентированный поперечно, к части канала дренажа 15, расположенной на его конце в верху 17, с тем, чтобы направить этот поток наискось (так, как изображено стрелками FI и FS) к той части канала, которая расположена дальше вниз по потоку. Таким образом они способствуют предотвращению возможного застаивания фильтратов на конце 17 канала.

Формула изобретения 1. Фильтрующий элемент, включающий основную и боковую стенки, проходящие кверху от основной стенки и образующие

резервуар, плоский фильтрующий слой, находящийся на опоре в резервуаре и разделяющий его на верхний отсек для отфильтровываемого материала и на нижний отсек для фильтрата, выпускное отверстие,

0 расположенное в нижней части первой из боковых стенок, причем основная стенка содержит два боковых участка истечения, расположенных по обеим сторонам дренажного канала наклонно книзу, а дре5 нажный канал имеет наклонное дно и его нижний конец расположен напротив выпускного отверстия, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса фильтрации, основная стенка

0 снабжена концевым участком, расположенным наклонно книзу между второй боковой стенкой резервуара, находящейся напротив первой боковой стенки, и верхним концом дренажного канала,

5 2. Элемент по п, 1,отличающийся тем, что дренажный канал выполнен с постоянным уклоном дна.

3.Элемент по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что дренажный канал выполнен из двух

0 отрезков, первый из которых имеет уклон 1-2°, второй-уклон 3-8°.

4.Элемент по п. 1,отличающийся тем, что дно дренажного канала у его верхнего конца и концевой участок основной

5 стенки резервуара расположены в одной плоскости.

5.Элемент по п. 1,отличающийся тем. что дно дренажного канала у его верхнего конца имеет уклон, отличный от уклона

0 концевого участка основной стенки резервуара.

6.Элемент по п. 1,отличающийся тем, что концевой участок основной стенки резерауара расположен выше дна дренаж5 ного канала у его верхнего конца, а верхний конец дренажного канала закрыт перпендикулярной стенкой.

7.Эдемен г по п. 1.отличающийся тем, что оба боковых участка истечения, кон0 цевой участок основной стенки и дно дренажного канала выполнены с уклоном от 3 до 8° в зависимости от длины фильтрующего элемента.

8.Элемент поп. 1 .отличающийся 5 тем, что концевой участок основной стенки

расположен выше выпускного отверстия.

9.Элемент по п. 1,-отличающийся тем, что концевой участок основной стенки ориентирован под углом 90° относительно уклона боковых участков истечения.

10. Элемент поп. 1, отличаю щи йс я тем. что концевой участок основной стенки резервуара соединен с второй боковой стенкой непосредственно под плоским фильтрующим слоем.

11. Элемент поп. 1,отличающийся тем. что каждый боковой участок истечения снабжен отклоняющим экранвм, расположенным на верхнем конце дренажного канала под углом к нему для направления потока наклонно.

Использование: для фильтрации на непрерывно вращаемом круговом конвейере, установленном с возможностью опрокидывания относительно своей оси. Сущность: основная стенка содержит два боковых участка истечения, расположенных по обеим сторонам дренажного канала. Последний имеет наклонное дно и выполнен из отрезков с уклоном 1-8°. Боковые участки истечения оснащены отклоняющими экранами под углом к дренажному каналу. Дно дренажного канала имеет уклон, отличный от уклона концевого участка основной стенки резервуара. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

ПГ|

15

U 7 8 2 3

15

фи$.4

ГО