Способ очистки суспензий и фильтр для его осуществления

 

Изобретение предназначено для использования при фильтровании высоковязких структурированных жидкостей, например полимеров и синтетических волокон, и позволяет повысить производительность и улучшить очистку фильтровальной перегородки. Способ заключается в пропускании суспензии под действием пульсирующего перепада давления через фильтровальную перегородку и вибрации последней в двух направлениях - перпендикулярном и параллельном направлению фильтрации. Частота пульсаций перепада давления равна частоте вибраций перегородки в направлении, параллельном направлению фильтрации, и совпадает с ней по фазе. Максимум давления перед фильтровальной перегородкой совмещен по времени с максимумом ее вибросмещения навстречу направлению фильтрации. Фильтр для очистки суспензий содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2 и 3 соответственно, фильтровальную перегородку 4, соединенную штоками 5 и 6 с виброприводами 7 и 8, размещенными вне корпуса 1, и пульсатор 3 давления, расположенный во входном патрубке 2. Фильтр снабжен сильфоном 10, скрепленным по торцу с фильтровальной перегородкой 4 и разделяющим входной и выходной патрубки 2 и 3. Кольцо 24, скрепленное с перегородкой 4, выполнено с Т-образным пазом. Шток 5 вибропривода 7 выполнен с ответным Т-образным выступом, расположенным в этом пазу с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, перпендикулярном поверхности фильтровальной перегородки 4. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1526760 А 1 (5И 4 В 01 D 35 20 37 00 29/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О (:Ь 3

1Ь

Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4312594/31-26 (22) 31.07.87 (46) 07.12.89. Бюл. № 45 (7l) МВТУ им. Н. Э. Баумана (72) С. В. Белов, В. А. Девисилов, В. Н. Жданов, А. К. Петренчук и А. С. Беляев (53) 66.067.362 (088.8) (56) Патент Великобритании № 1488025, кл. В Ol .D 35/20, 1977. (54} СПОСОБ ОЧИСТКИ СУСПЕНЗИЯ И

ФИЛЬТР ДЛЯ ЕГО ОСУ1ЦЕСТВ 1ЕНИЯ (57) Изобретение предназначено для использования при фильтровании высоковязких структурированных жидкостей, например полимеров и синтетических волокон, и позволяет повысить производительность и улучшить очистку фильтровальной перегородки.

Способ заключается в пропускании суспензии под действием пульсирующего перепада давления через фильтровальную перегородку и вибрации последней в двух направлениях перпендикулярнои и параллельном направлению фильтрации. Частота пульсаций перепада давления равна частоте виб2 раций перегородки в направлении, параллельном направлению фильтрации, и совпадает с ней по фазе. Максимум давления перед фильтровальной перегородкой совмешен по времени с максимумом ее вибросмегцения навстречу направлению фильтрации. Фильтр для очистки суспензий содержит корпус 1 с входным и выходным патрубками 2 и 3, соответственно фильтровальную перегородку 4, соединенную штоками 5 и 6 с виброприводами 7 и 8, размешенными вне корпуса 1, и пульсатор 3 давления, расположенный во входном патрубке 2. Фильтр снабжен сильфоном 10, скрепленным по торцу с фильтровальной перегородкой 4 и разделяющим входной и выходной патрубки 2 и 3. Кольцо 24, скрепленное с перегородкой 4, выполнено с

Т-образным пазом. Шток 5 вибропривода 7 выполнен с ответным T-образным выступом, расположенным в этом пазу с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, перпендикулярном повер .íîñòè фильтровальной перегородки 4. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1526760

11.!0()р(!(Иие относится к технике фильтРОИ:»!ИЯ. 3 именно к способам фильтрова.;l!5: выс<)K()BH. <ких структурированных жидкосте!1, н;!пример раствором высокомолекулярных сослинений, полимеров, синтетических ИО,(ОкОИ, а также к конструкциям вибj) 0(t> It. ь г ров.

11«л ь изобретения — повышение произги>ди Гол ьности и улучшение очистки фильтроB;;I»I<>It 1tt)P(I 0POДКИ. !!:. фи, 1 ltd<>C>ð?tæåí3 схема фильтра для

<>суlll(.!ения способ;1; !Га фиг. 2- узес(1 HH (» Itf 1; »3 Иг. 3 разрез А -Л на фиг. 2, на фи!. 4 ре ft IBTHThf испытаний по влияllI1K) 1 г! ьсаци и давления и вибраций (!> l,!ь(1>ОН,!л! I«)it ff(Pet <>Ро, tK«Ha фильTPOBaнн ° рас(ьч>р;1 н< лимера. (л! > >б .<;)Kifê> с(>ел пропускdK)T и рез фильтров(<, ll>ii? I<) рО LKt полверг3K)! воздейсти:IK) L,IIC>p If(lift B нерп llдикулярном и парал.10.;.,н<>м н;)нр IL).êниях фильтрации среды

Фн,!ьтронан!и Ос ц(ествг!як)Г под действием

IIxitf (èj>1 к>щего Ilt Р If(I(3;(3f3лення. Частота ннбр IILlf!1 II(.1>огород и B направлении, парал. It,»)ll()))!»!ранленик) фильтрации, выбиj) !It ГС)l (> ll t»l<) II ЧИСТОТ Е Н), Л ЬС:11(И и ПЕ РР!13Лf,:!р;! j>(),,! Н ll II(P() lid. (3 .1

>;li0il ((>;«(.,Ч(!ксичум .(3вления перел филь-! i>< > Bi!, I Ь Н< >И П(Р(I (>P(>Л КОИ СO< >T(3(T(f B>)(. Ò Г10

„pt м(ни;1,<1.:ft!(It Kfh ннбросменLения !ереf Îр >лкн ll фильтрхемомх потокх,

tl;I I f II %1% >1 ( МХ Bit()PÎ(: Mt—

1), (!)И>Я (j>t . (>1)(), LKИ ll Hd IIPH H. 1(Н ll 11 фи,(Ь

11> (!>l!, i l, ji,, Ill ()(), ) lit. 01;)л(. ни Я с lto(. 00) 3 сОл(. p<>(II! i <)p»x \ (. Ихо (ным >2 и выхолны 1 3

II,< р ()... »l l: p;lt IB) f<>rht il нуl<) в нем фильтрОli, » lit K) и((>е: о (>О,(кх 4, со ;(it H(>ш ) K) IIIT() K3u и,> ll (1, I>IIC) pOII pit f)(>T3 v It 7 и ?, pac.I<),<»+сffftf>i fit Н !е к)()flat 1, причем )l () t ;) . (11(11(I Я О,(I I Î ГО I! 3 11 и х 113 р 3. !в . lt, 1 II(), ), ()>t f 01 0 Н(PП(. IIЛИКt. I )f(>НО IIOщ р н(и I I (1>il,(ьтрова.)ьной перегородки 4.

Фи,!щ р сll(IC>уг!ь(атором,! .(авл(ния, 1, < ) I (1) 1>» l,t . () 51(() ) О ы 1 ь B t>f f I O. н (. и, i l I f, (< I l t P it 0. Т И И (С К И 0 Т K P t)f (3 3 K) f I ((i (>. ß К. 1 3 НИ.(Е И()(ЦЕП)). 5I ДИСКИ С

<> ) :.!((.t, lI )l,iIl. (I(,>И();Ill I(OКИ IIС P(KРЫВНК)il(ЕГО

»рок,!if<)c t t !t Hit(. жиклера. ВО. можны и л(>) ) ис н;!рнанты исп<)лнения Н Г!ьс(! (Ора 9.

1 (<>(, l< ()»»i i>Tp>, ОФ;I,» I р сli!1()>K 1! Гремя сильфонамн

1!1 (Ii (. «)(Я llpt, ими компенсаторами 13 ((! l) I(I! II)1 (.111!l <. и.lьфон 10 pj) fit 0 1 1, p

)!!.>3)л!!<)и .) IIHT(>t C)Klt, и на с

: „>. (>(.). (!,<,(>II.,I t> 1 pOB<1. 1 ьна Я I(t. p(. ГО ()О)1ка 4 . ) ) . 1))я) I!) >Г l I K> н((>(«10 н(сния (,и IL>((>0 нь 1 и

), l >жt I! I BHЕ KОРIlt Са il 3<1K()()П,"(. .,<, (и)м н;! корпу< t 1,;! «р»-! и :ll! Ока . <) и 6 лля >б.t IIOчення

1О

5Г1

55 герметизации зазоров (5 и 16 между штоками 5 и 6 корпусом !. Зазоры 15 и 16 должны быть минимальными и выполнять функции дросселей. Компенсаторы 13 и 14 выполнены в виде пружин 17 и 18 сжатия, которые расположены между сильфонами 11 и 12 штоков и опорными шайбами 19 и 20 и стянуты винтовыми соединениями 2! и 22.

Фильтр снабжен разъемной обоймой 23 в виде внешнего и внутреннего колец 24 и 25.

Во внешнем кольце 24 выполнен T-образный паз 26, перпендикулярный поверхности фильтровальной перегородки 4, а на конце штока 5, направ.!ение вибросмещения которого параллельно поверхности перегородки 4, выполняется ответный T-образный выступ 27, расположенный в пазу 26 с возможностью перемещения вдоль него.

Фильтр работает следующим <) бразом.

Жидкость из входного патруб.. 2 под действием перепада давления фильтруется через перегородку 4 и проходит в выходной патрубок 3. Высоковязкие структурированные жидкости типа растворов полимеров

oодер.;нт крупные молекулы полимеров в виде длинных цепей или клубков макромолек,л и нри этом макромолекулы могут б(,!ть связаны между собой и окружены сольватными оболочками с образованием каркаса. При фильтровании на поверхности перегородки li >исходит гелеобразование и

От;(е.IHloòñÿ Кр Нные конгломераты макромолекул, кроме Ого, макромолекулы сорбирук>тся в ftopdK фильтроматериала пере(оролки. Размеры НОр постепенно уменьшаютoÿ,;1 на поверхности перегородки образус los! f е.!е»бразный слой из макромолекул

ff(>5f(tf5tt pd, окруженный Ольватной оболочкО;1 и соединенный между собой в рыхлый с грук! урный каркас. Размеры этого слоя !!<и Геtl(. н!10 уве IItNHB IK)-ся и перепад давле)!Ня ll;l фильтроперег<)po;IKE увеличивается

1(ри подлеp?KdHHH постоянного расхода. !

1ри наложении вибрации к фильтроваль; Ои ff(p(.Bo()0лке 4 в днуx взаимно перпенлик;лярных направлениях происходит разрыхление гелеобразного слоя. Образующегося на пере!Ородки. Глой, накопленный на неpcl Оролкс, Отходит от ее поверхности, разрыхляется и становится более проницаеМ(,!Х1, II()11 этОМ ЗНЗЧИтЕЛЬНО СНИжастСЯ СОРбирОBÇHие и удержание полимера в порисгом м;!териале. Вибрации перегородки в напр((ь.)еi»if!, перпендикулярном направлению (!)IK!Нграц;!и, способствуют срыву накопленИОГО t,IOH с перегородки, а вибрации в наfIp,iB,Iеilè 1, параллелшгом направлению фи,!ьтрации, способствуют разрыхлению ,,l05l, л О()ась!в смог» От перегородки, разру:II (ник> связей меж.(у макромолекулами и

;;I tæ(tæL нию < 10 гелеобра !Иой структуры.

1!3лож Bitt н?льс;.ции давления усиливает эффекl вО:,(сйo1ния вибраций, снос»бствует

К3 ()) ill<)i!ÈK) Гt, 1) OО) HЗНОГÎ СЛОЯ, TdK И

1526?60 прохождению )олекул полимсра через поры.

Максимальная проп:cv) H пособность фильтровальной п.регородки 1фиг. 4) достигается при равенстве частот пульсации давления и вибрации перегородки В направлении, параллельном направленик) фильтрации. Г1ри этом необходимо, чтобы максимум давления соответствовал максимуму внбросмещения герегородки навстречу,оТоку. В этом случае разрушающий эффект воздействия на слой, который образуется на фильтроперегородке, максимален, TBK как под действием резко возросшего давлени>1 слой резко сжимается, а перегородка, на пример сетка, перемещаясь навстр(.чу c)KHмающемуся слою, разрушает его, сцен.гение между молекулами и их когломератами нарушается, и молекулы проходят через пере городку. При максимd ibíoì давле)iии сл<);i разрыхляется, чему способствует трыв перегородки от слоя за счет ее пер(:мещения В направлении фильтрации. Компенсаторь) 13 и

14 давления настраиваются на задан Ое абсолютное давление на входе в фильтр.

Это достигается сжатием пружин 17 и 18 посредством винтов 21 и 22, за счет чего компенсируется растягивани; сильфонов 11 и 12 под действием давл<.ния. Зазоры 15 и 16 между штоками 5 и 6 и коппусом 1 выплнены минимальными для демпфирования колебаний давления внутри сильфонов

1! и 12. По мере снижения пропускнОН способности перегородки 4 перепад дав.(ения на ней возрастает, в результате сильфон 1(: сжимается и Обойма 23 с перегородкой 4 перемещ«ется в направлении к Выходному п«трубку 3. При этом Г-Образный Выступ

27 свободно TIt. ремещается по пазу 26.

Благо;1аря совместному дейс В;!к) пульсаций давления и вибраций фильтровальнои перегородки в двух направлен IHK и указанному их сочетанию по частотам и фазам обеспечивается максимальная эффективность вибраций, повышается пропускная способность фильтра, его ресурс до замены фильтроэлемента. За счет наличия герметизируЮщИХ СИЛЬфОНОВ ИСКЛЮЧВЮтСя утеЧКИ Кндкости при высоких давлениях, а значит, повышается надежность работы фильтра, особенно на таких средах, утечки которых недопустимы с т >чки зрения безаварийной работы. Наличие компенсаторов давления позволяет уме)(ь(т)ить требуемые виброусилия виброприводов. а значит. снизить их мощность, габариты и вес.

Использование изобрет<.ния позволяет су(цественно увеличить пропускную сп< соб))есть фильтра, . низи1ь начальнь и и р,I;i.1 даВЛЕН))я На Н..М, ) Be .:!Ч >;Ь рОК СЛ ж<».„ до достижения Опр: д=.lãHHo) О пре;ельно (Опустимого пере) ад, даь.":ения, который oijj)e деляется прочностными свойствами фи. ьтроьа.". г(ой перег зродки.

@o p & gal < и (o (> p c т (> и (. l

1. Способ очистки с спензий, заключ«к>щийся в пропускании суспензии через фи."I.— т()-ваlbHófo перегородк; BHoj)".cëhío и:.правде;IHIo филь, ра:)ии, отли <ающий(я м, чго, с ц(льк>

;(ОН-,) I(le HHH произв >дите. ьнс сти и ул у ч ц)ен и я

ОЧИСтки фИЛЬтРОВаЛЬНОй ПЕРЕГОРОД) и. ПРОи > <,;->,)ие суспе» f:! <>су.;:< t TI ..1 к т;):.. д:1(и.) ьи.",) > 1)>,(fj.vk) llсг<> «< p па,.: . >Вас>ill>i. I d ..,i T<>Ih pBB HO!i Ill(г(>ТВ В иб(),!,i>! И пс )<. Г() .

Р<. ДКИ Б Нац>> .В 1(. Hei), ПВРа 1.1<. .>Ь)>ОМ НаПРВВ.)(Ии:-, филь1pd!(H)и,,i В »дH<»t фаз<- . . Способ по и. 1, ог.)и><а>О<.,ий< i тем, ч То ,.i „h. Н)(ух),1а Вл ния перед фильтра)s.!ci) н() и перt l ОГ>oдкoЙ сонме(цен по вр(мсHi! с максимум >м ее ьибросмещения навстречу на2 пjilB,IBHHêi фильтрации.

Фи <ь р 11H < истки сх<ч! н <ий, (<>г((ржаший корпуt с Входны) и Выхо.)ным Il;. òp> <)к(!м >I, фильтрОВа.! Ви k) и(p le>p<> lh>>, cot,тин(н>(ую )итоками с Виг>р );,>ив<>(ими, p;Iзмс 1!et! )f Вне хори са, напр, В.I(и )е Вибр<>30 с 1< l«нии О lli<)I(> и к(т(>рых п«р« lле it н(>

ij)) ГО> О (!<. рпсидИКХ.(яр)(О j .OB< ()ХИОС ГП ф<(г)hl рук»цей I!Op< oð; ..ки, о:.)<)саюи<ийг)) т(м. что, t iit. ьк) )1()выи":ения (>рои >ВО.))

le;! Нос ги и х луч >ц.").:1>l i)HI>c! .-;:(1)>ил г, IiH.1hIl<)It пе)цг<>роlKI, фил, гр с), бж н )у,;ь

35 t «т(>ром давления, ре! t)и>ложениь!м Во Вх< дН< х";IBT()V0>,C

4. Фьлt>òð и<> .)). 3, <>г.)и«аюи(и)(((т. м, что

OII CII В К(>РII(< (Сп, lh<> нол>. скр<. II IBHИ j>iм и(> 10рцу с фиг)BTp<>В".:h40 нои перегородкой> и раздел я Он(ич B> o l!i() If и Выхо lнои I!атр>>бки.

5. Фи.)ьгр по !I 3. Огличающиигя Te it. что

< H c)f;foæcí кольцом, скрепlc)IH) I!i) с фильтроBd,It I<ой иере)ородкой, н;! Вне)пней понерхн<>сти которого выполнеH T-образный паз, э il i) li это м II! Ок Вибр(> )) и ВО 1 el н!i В 1(н и<

Виб;>(>(. е)цен и я котор ) го и ар,>лл(I hH(> ) >верхн<ц ти фильтр<:Вал ьной lit р(горо.тки, ВыПО»lcH с ответных; T-Образным Выс)упом, р1(и >ложенным в t помянутом Ii;t:!) B<> м d(Hot ьк) Воз Вj)а > )I< >-))О< т > и;!т(. . I ьноl () ) .<. pе50; п.еHI ) В»а )р. Н.>Внии, (itр н,()th)T!Hj>«<,t)

П >Вe> .tfj<>("I È 1», !hTj)()BB lf HL j;t: <)j)<>,!hi!

1526760

Об

0,5

02

15 Z

@02. 4

Ю Т чжао (.о» I Iítt I<.tü Г (1ишllяt (>It

Р» IIII T(>(> (I. Ро> i.t>t f> р t к т (I р (> I < f!Et и.1;tк;>з < 4,14,9 TIE(>;t к бЭ) I1о,1о и <н к (1(((11!111! Го», аар»те»нн<>го ком>ит»та но изобр»t< ttttstv и открь>тина> нри (((HT С(.(.Р

1 (.I()35, М<>окна, Ж 15, Рат шская наб, л 4 5

llf>(>E13B(>,I»TB< нно-издат»ль»кий комбинат «((а>»нт>, г кгород, (л Га арина, l(ll