Способ фильтрования суспензий и фильтр для его осуществления
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.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (191 (10 (б11 1 В 01 D 35/20
3ГЮВЗЧН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (56) Патент ФРГ № 2449817, кл. В 01 )) 15/20, 1976.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬ(ТИЯМ
ПРИ П(НТ СССР (21) 4309307/31-26 (22) 20.Г)8. 87 (46) 23.07.89. Бвл. ¹ 27 (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (72) С.В.Белов, В.А.Девисилов, В.H.Æäàrrîâ, А.С.Беляев и Е.А.Симуков (53) 66.06:.3(088.8) 2 (54) СПОСОБ ФИЛЬТРОВА11ИЯ СУСПЕНЗИЙ
И ФИЛЬТР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к способам фильтрования суспензии, высоковязких структурированных жидкостей, а также к конструкциям гидродянамических фильтров и позволяет повысить ресурс работы фильтра путем улучшения очистки фильтровальной перегородки и производительность путем
932
3 1-б 94 исключения непроизводительного сбро— са пропускаемои части среды, направляя ее после использования для гидродинамического смыва в диспсргатор, где частицы загрязнений разрушаются до величины меньше требуемой тонкос— ти фильтрования и впрыскиваются под повышенным давлением в виде струй, направленных на фильтровальную перегородку, которую подвергают воздействию продольно-поперечной вибрации.
Фильтр содержит закрытый 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
15 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 8 пульсатор 19 B виде диска 20 с расположенными по окружности отверстиями
21. Выходной патрубок 3 снабжен перегородкой 22 с каналом 23, проходящим по диаметру расположения отверстий 2! диска 20, и установленной с зазором 24 относительно диска 20.
Насос 7 снабжен рабочим колесом 9, импеллерными лопатками 32 и имеет спиральный или кольцевой отвод 33.
2 с.п. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится.к технике фильтрования, а именно к способам фильтрования суспензий, вь:соковязких структурированных жидкостей, а также к конструкциям гидродинамических фильтров, и может найти широкое примс нение в химической промышленности, дизельном двигателестроении и т.д.
Цель изобретения — повышение ресурса работы фильтра путем улучшения очистки фильтровальной перегородки и повышение его производительности путем иск |ючения непроизводительного сброса пропускаемой части среды.
На фиг. 1 изображена конструкция фильтра; на фиг. 2 — вариант выполнения фильтра с пульсатором давления.
Способ фильтрования заключается в том, что фильтруемую среду пропускают че„ез вращающуюся фильтровальцую перегородку, осуществляя при этом гидродинамический смь1в осадка эа счет перепуска части фильтруемой среды вдоль фильтровальной перегородки. Перепускаемую часть фильтруемой среды после использования для гидродинамического смыва направляют в диспергатор, где осуществляют разрушение частиц загрязнений до величины меньше требуемой тонкости фильтровалия, а затем впрыскивают под давлением н виде струй, направленных на вращакхцуюся фильтровальную перегородку, При этом фильтровальную перегороцку могут подвергать воздействию про;тольно-поперечной вибрации, 25
55 а фильтрование осуществляют под действием пульсирующего перепада 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 сильфоном 18, посредством которого филь494932.) 1 трс)нл»ьнля >Гс:рс-I р )д>сл 6 >а«реп»с»л
»а с.тупице 8 !Гас..гл 7, и пульслто1 9, I!J f»O>J!I! H>lb . f H вид(. дис
26, на Koòîðoм е3»пт(шипниклх 27 ycraHoIv(eff насос. ст, >»>цл 8 уплотне»л
ПОСрЕдстВОМ >»Л»жС rli 28. Прн ус та»ОНкс внутри c T . Гп>цы 8 . !у.->ьсл i op;l 19
I3blходHoи Гтатpу«Aк .! Г>ыпoлнен!!ьи!
НЕГ<ОД ВI»ж )Н >l! УС Тit! !О BJ(г lf В С т Я нл подшиптп»клх 29. Клттал 23 упчотнетт от»о-.;Гтсльнс >»»скл - 0 уплотне иями 30 тпрцо»с)>п типа. Па ступице 8»ы»о. Г»е>п > шпицы 31 для соедин(ния : Гl()IГВ(>дом (Hp показа>I), )>л-гt)c 7 с набже H 1fMII! л>тс р)п<1)>и лопаткамии 3? г>>дрс ц>!на. я«>гс кого уплотне-! пя и и>;еет с»ирл.>ьli>!i! илп кольцеHOiI ) TBo)I 33. СHoc(; с помо >>ью:, )и»т трл осу>>(естГз. (яется следующим образом. )К>>дкс)сть (сус:пензия) поступает тз плт()убо> 2 lr ф>ц>ь-,руется через филь-тpo>faFI». Ió:î ilcðt.городку б. Последняя ВM c ге г насосом 7 приводится чере 3 I!»i!! lI "I 3 1 Ifpll llo iloM (>:.!. Поl(л э <ч н ), При вращении фильтроваль»<)й перегородl(I() за c tie T цейс твl>я це Hт!)о беж!>ой г силы частицы загряз» >и!я отбрлcь>тза ютс» к перифер>(и и, элхвлтываясь поток )и пере>>ускаем)й 3(ит(кс)сти поЭ ступа or в насос 7. В рабочем колесе 9 пасс сл 7 давление пс репускаемой )кидкости повышлетс.я и оН;1 поступает в дисперглтор )О, где осуществляютс.я разрушение и размол частиц суспепэий, которые превышают размер ячеек фильтровальной перегородки 6. Раэ>(ер irpopp. и 16 (с)тверстт!й) обеспечивает размол д ) ра.змеров менее рлэмерл ячеек фильтровальной перегородк;1 6, из oтвода 33 суспензия перепускается по кл»ллу 11 в коллектор 12, откуда о»а впрыскивлется под высоким давле>В>ем и с высокими скоростями чгреэ кл»алы 13 в зазор 5. В резу:>ьтате осу!)>ест в»)тется интенсивтн>й гидр >!I>f>r,>>п><>ос«>>й мыв с тоя загрязнений li с слдкл с ппв "рхности фильтровальной пс ре городки. Это энаS ilfTpльно улучшлет очистку фильтроВлльной перс городки 6 и повышает ресурс работы фильтра, что особенно J3;I)f.Но при филь трона>ип! суспенэии в не ньютоновской Среде на полимерной основе, так как такая средл склонна к oбp;lэовлнию боль(шfõ конгломератов к быстрому эабпвлнт!>а пористых nePt I oPo7o«, Л.I c I r To i R, t>TO JI ДисГ!ерглторе 10 прс иг)(о<7ит рл >py>пение б) )ЛЬШИХ КОНГЛ()МЕp»òÎH ЧаСтИц ПрИ прохождении вращающихся относительНп друг друга F(o) .< ц 1i >Ivr<)» pP г )р с>..у 6 и тем ,Ч самы r полез!и) . »с:»опь уктся. Тлким образом, фильтр >31! тозтн>iPT рсль "cell JIp «т!»>>нс) гo ф>(ль тра, пропускающего частицы г усп lf:31»li не цре вышлющие опр.деленного размера. Такие фильтры 25 »спбходимы в химичс ской технологии и л>зигателестрос»1>п для фильтрования су<.»енэион»ых Toïë>113. При установке Внутри ступицы 8 пульсаторл 19 созд;IfoTcFf пульсации длвле»ия за счет и< менения гидрав>»!»еского сопротивлетп!я выходного плтрубка 3 фильтра i!pi! периодическом совплцении отверстий 21 с каналом 23. Пульсирующий перепад давления Воздействует нл ос>к)ванне 25, >3 ре э,.ч! тате чего соз— 3 ) длгтся сила, пгрипд>тчсс«и сжимающая упру>ий сильфпн 18. За счет выполнения основания 2 ) нлкло»ным, сила разлагается на две составляющие плраллель»ую и перце>»дикулярную оси фильтроперегорпд!(и 6. В реэулт тате создаются про;толь»о-поперечные вибрации. Сочетание продольно-поперечных вибраций с врлще>п!См перегородки 6 и с гидродинлмическим смывом осадка струями и расходом перепускаемой с успенэгп! обеспгчив IP I высокую эфф<ективность непрер IJIHolf Очистктт фильтровальной пере! орпдки 6, обеспечивает возможность фильтрования полимерных Ht.ньютонот<сf If) )>атдкостет! и суспенэий. Зл счет нл)»(чия диспер55 гатора 10, пере»ускл гуспенэии на входной патрубок 2 фильтра повь.шает< ся произ водитс.»ь нос тт, и обеспечивается исключетп!е сс рога суспензии на слив . 1494932 П р» м е р. Для оценки эффективности способа выполнялись сравнительные испытания предлагаемого фильтра и фильтра, и котором осуществляется известный способ. Испытания проводились в одинаковых условиях (давлении на входе) и на од»ой среде — суспензии (157. по массе кварцевого леска, средний медианный диаметр частиц 10-15 мкм) в растворе сополимера акриповой кислоты и алпиловых эфиров пентаэритрита. В результате испытаний установлено, что ресурс работы фильтра возрастает в среднем на 70-757 за счет улучшения очистки фильтровальной перегородки 6 в процессе фильтрования. Конструкция фильтра компактна, имеет небольшие габариты и вес, обладает высокой герметичностью, что особенно важно при фильтровании токсичных и пожаро- и взрывоопас.ных сред. Фор мул аизобретени я 1. Способ фильтрования, заключаю-! щийся в том, что фипьтруемую среду пропускают через вращающуюся фильтровальную перегородку, осуществляя при этом гидродинамический смыв осадка с фильтровальной перегородки эа счет перепуска части фильтруемой среды вдоль фипьтровальной перегородки, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы фильтра путем улучшения очистки фипьтровальной перегородки и повышения его производительности путем исключения непроизводительного сброса пропускаемой части среды, часть фильтруемой среды после использования для гидродинамического смыва направляют в диспергатор, где осуществляют разрушение частиц загрязнен»й до величины меньше требуемой тонкости фипьтрован»я, а затем впрыскивают под повышенным давлением в виде струй, направленных на вращающуюся фипьтровальную пере) ородку. 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что фипьтравапьную перегородку подвергают воздействию продольно-поперечной вибрации, а фильтрование осуществляют под действием пульсирующего перепада давления. 3. Фильтр, содержащий корпус с входным, выходным и перепускным патрубками и установленную в нем с зазором относительно стенок корпуса вращающуюся фильтровальную перегородку, соединенную с приводом вращения,отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса и производительности фильтра, он снабжен насосом со ступицей и рабочим колесом, диспергатором и каналом перепуска жидкости, соединяющим диспергатор с зазором между фильтровальной перегородкой и корпусом, »р» этом фильтровальная перегородка закреплена на ступице перед насосом, причем корпус снабжен кольцевым коллектором и в нем выполнены каналь| в виде сверлений, направленных под углом к поверхности фильтровапь1юй перегородки и соединенных через коллектор с каналом перепуска. 4. Фильтр по п. 3, о т л и ч аю шийся тем, что диспергатор выполнен в виде не менее чем двух концентричных колец с прорезями, установленных с зазором относительно друг друга, причем одно кольцо закреплено на периферии рабочего коле35 са, а другое — неподвижно на корпусе. ! 5. Фильтр по пп. 3 и 4, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен сильфоном, посредством которого 40 » ровальная перегородка закреплена на ступице насоса, и пульсатором, выполненным в виде диска с выполненными в нем по окружности отверстиями и закрепленного внутри 45 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 фипьтровальной перегородки. 1494932 Составитель К.Пильшук едактор И.Горная Техред А.Кравчук Корректор .!!.Патай Заказ 4145/3 Тираж 600 Подписное ВНИИПИ Госуда ственного к уд р венного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, 1осква, Ж-35, Раушская наб., л. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент" r. жгород, ул. Гагарина, 101 
