Установка для фильтрования суспензий

 

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий с использованием пористых перегородок и может быть использовано в микробиологической, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение производительности и стабильности фильтрования, а также упрощение конструкции. Установка для фильтрования суспензий содержит емкость 1 для суспензии с технологическими магистралями патрубками 2 - подвода суспензии, 3 и 4 - подвода сгущенной суспензии на рециркуляцию, 5 - вывода осадка. 6 - отвода суспензии к циркуляционному насосу 7. Циркуляционный насос 7 подключен к входу блока 8 трубчатых фильтрующих элементов 9. Выход блока 8 соединен с емкостью 1 для суспензии. Блок 8 размещен в сборнике фильтрата 10 с патрубком 11 для его отвода. Устройство для генерирования пульсаций потока суспензии в фильтрующих элементах 9 размещено между емкостью 1 для суспензии и блоком 8 фильтрующих элементов 9. Фильтрующие элементы 9 подключены параллельно один другому в блоке 8. Блок 8 соединен с магистралями с помощью гибких шлангов 12 и подвешен в сборнике фильтрата 10 на эластичных опорах 13. Устройство для генерирования пульсаций включает з себя два установленных на входе и зыходе блока 8 фильтрующих элементов 9 клапана 14 и 15 (тарелочных, пластинчатых, шарикоаых и т.п). Клапаны 14 и 15 смонтированы с возможностью их поочередного срабатывания для создания пульсаций Б потоке суспензии , проходящей через фильтрующие элементы 9. Клапан 14 установлен в магистрали , соединяющий выход блока 8 с емкостью 1 для суспензии, а клапан 15 подключен к входу блока 8 параллельно магистрали , соединяющей этот вход с емкостью 1 для суспензии. 1 ил. сл 1C vi о ю о ю

е - Обыски 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (п)5 B 01

ГОСУДАРСТВЕННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

lcm (К АВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 482 51 97/2 б (22) 14.05.90 (46) 15.09.92, Б юл. ¹ 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательск и и технологический институт биологическои промышленности (72) И,И,Дамиров, А.И,Албулов, В,Н.Качалов, Л.И.Ковальчук v Е.А,Орлов (56) Перри Д.Г. Справочник инженера-химика, т,2, Л.Изд. Химия, 1969, с.207, Авторское свидетельство СССР

¹ 1022724, кл. В 01 D 37!00, 1981. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ФИЛЬТРОВАНИЯ

СУСПЕНЗИЙ (57) Изобретение относится к устройствал для разделения суспензий с использован«ем пористых перегородок и может быть спользовано в микробиологической, химической. пищевой и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение производительности и стабильности фильтрования, а также упрощение конструкции, Установка для фильтрования суспензий содержит емкость 1 для суспензии с технологическими магистралями патрубками 2 — подвода суспензии, 3 и 4 — подвода сгущенной суспензии на рециркуляцию, 5 — вывода осадка, б — отвода

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензии с использованием RG ристых перегородок и может быть использовано в микробиологической, хил1ической, пищевой и других отраслях и ромы шлен ности.

Известны установки для фильтрования суспензий, содержащие в качестве фильтру„„. Ж „,, 1761209 А1 суспенз и иркуля„лонно:",, нзсосу 7.

Циркуля цион н ы1" насос / г1одкл ючен K Входу блока 8 трубчатых ф«ль;рую.цих элемеьпов

9. Выход блс;а 8 саед,: не --: с емкост.;о 1 для суспензии. Блок 8 размещен в сборнике фильтрата 10 с патр>бком 11 для его отвода.

Устройство для генерирования пульсаций потока суспензии в ф,1льтрую,цих элементах 9 разме.цено между емкостью 1 для суспе зи«и блоком 8 фильтрующих элементов

9. Фильтруюьцие элементы 9 подключень параллельно один „-ругому в блоке 8. Блок 8

CОЕДИhÅH С МВГИCTРаЛЯi",И С ПСгМОЩЬЮ ГИ КИХ шлангов ", 2 и подвешен В сбор ике (I> ÷üòðàта 1!0 на эластичнь,х опорах 13. Устройство для генерирова ия пульсаций Включает B себя дВа ycòçíc!ÂÃCH ных на Входе «Выходе блока 8 фильтрующих элементов 9 клапана

14 и 15 (тарело-IH х, пластинчатых, шари- ковых и т.п), Клапань, .4 и 15 смонтированы с возможностью их псочередного срабатывания для создания пульсаций В потоке суспензии, проходящей через фильтрующие элсменты 9, Клапан 14 установлен в магистрали, соединяющий выход блока 8 с емкостью 1 для суспензии, а клапан 15 подключен к входу блока 8 параллельно л1агистрали, соединяюгцей этот вход с ел1коСть О 1 для СуСпЕнэи 1. 1 лл, ющих элементов цилиндрические патроны, установленные на трубопроводах, по KcTQрым прокачивается суспензия.

Недостатком известных установок является низкая производительность из-за непроизводительных затрат рабочего

1761209 времени на периодическую регенерацию фильтрующих элементов.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению (прототипом) является установка для фильтрования суспен- 5 зии, содержащая емкость для суспензии с технологическими патрубками, установленный на Få выходе циркуляционный насос, подключенный к входу блока трубчатых фильтрующих элементов, выход которого 10 соединен с емкостью для суспензии, сборник фильтрата и устройство для генерирования пульсаций потока суспензии в фильтрующих элементах, размещенное между емкостью для суспензии и блоком !5 фильтрующих элементов, Устройство для генерирования пульсации потока состоит из пневматических клапанов и командного устройства, обеспечивающего их импульсный режим работы, что позволяет генерировать 20 пульсации потока суспензии в трубчатых фильтрующих элементах и препятствует осаждению твердой фазы на их поверхности.

Недостатками известной установки 25 (прототипа) является недостаточно высокая производительность и стабильность фильтрования. При прохождении суспензии по соединенным последовательно трубчатым фильтрующим элементам скорость потока 30 снижается в уменьшающем объеме фильтруемой среды. Это приводит к уменьшению интенсивности пульсаций потока и частичному осаждению твердой фазы на фильтрующих повер„íîñòÿõ. .Кроме того,,35 поддержание пульсационного режима в потоке за счет поочередного переключения пневмоклапанов с помощью командного устройства достаточно сложно в конструктивном отношении и не обеспечивает 40 эффективного использования энергии гидроудара в потоке для поддержания интенсивных вибраций фильтрующих элементов.

Целью изобретения является повышение производительности и стабильности 45 фильтрования, а также упрошение конструкции, Указанная цель достигаешься тем, что в установке для фильтрования суспензий, содержащей емкость для суспензии с техноло- 50 гическими патрубками, установленный на ее выходе циркуляционный насос, подключенный к входу блока трубчатых фильтрующих элементов, выход которого соединен с емкостью для суспензии, сборник фильтра- 55 та и устройство для генерирования пульсаций потока суспензии в фильтрующих элементах, размещенное между емкостью для суспензии и блоком фильтрующих элементов, согласно изобретению, фильтрующие элементы подключены параллельно один другому в блоке, соединенном с магистралями установки с помощью гибких шлангов и подвешенном в сборнике фильтрата на эластичных опорах, а устройство для генерирования пульсаций включает в себя два установленных на входе и выходе блока фильтруюгцих элементов клапана, при этом клапаны cìонтированы с BoзможI остью их поочередного срабатывания для создания пульсаций в потоке суспензии, проходящей через фильтрующие элементы.

На чертеже показана схема предлагаемой установки, Установка для фильтрования суспензий содержит емкость для суспензии с технологическими магистралями патрубками 2подвода суспензии, 3 и 4-подвода сгущенной суспензии на рециркуляцию, 5вывода осадка, б-отвода суспензии к циркуляционному насосу 7, Циркуляционный насос 7 подключен к входу блока 8 трубчатых фильтрующих элементов 9. Выход блока

8 соединен с емкостью 1 для суспензии.

Блок 8 размещен в сборнике фильтрата 10 с патрубком 11 для его отвода, Устройство для генерирования пульсации потока суспензии в фильтрующих элементах 9 размещено между емкость о 1 для суспензии и блоком 8 фильтруюгцих элементов 9. Фильтрующие элементы 9 подключены параллельно один другому в блоке 8. Блок 8 соединен с магистралями установки с помощью гибких шлангов 12 и подвешен в сборнике фильграта 10 на эластичных опорах 13. Устройство для генерирования пульсаций включает в себя два установленных на входе и выходе блока 8 фильтрующих элементов 9 клапана 14 и 15 (тарелочных, пластинчатых, шариковых и т.п). Клапан 14 и 15 смонтированы с возможностью их поочередного срабатывания для создания пульсации в потоке суспензии, проходящей через фильтрующие элементы 9. Клапан 14 установлен в магистрали, соединяющий выход блока 8 с емкостью 1 для суспензии, а клапан 15 подключен к входу блока 8 параллельно магистрали, соединяющей этот вход с емкостью 1 для суспензии, Установка работает следующим образом.

Суспензия подается в емкость 1 через патрубок 2, а из нее через патрубок б насосом 7 — в фильтрующие элементы 9. Жидкая фаза суспензии фильтруется через пористые стенки трубчатых элементов 9 и собирается в сборнике фильтрата 10, откуда выводится через патрубок 11. Твердые частицы, увлекаеMые íoTîком суспензии, непрерывно циркулируют, сгущаясь в

1761209 уменьшающемся объеме фильтруемой суспензии. Прошедшая цикл фильтрования сгущенная суспензия через патрубки 3 и 4 сливается в емкость 1, а из нее насосом 7 снова подается на рециркуляцию в фильтрующие элементы 9. Сгущенная масса суспензии (осадок) периодически выводится из нижней части емкости 1 через патрубок 5. .Осаждению твердой фазы на внутренней поверхности фильтрующих элементов 9 препятствует пульсационно-турбулентный режим, создаваемый в потоке сусгензии, прокачиваемой через эти фильтрующие элементы. Параллельное подключение фильтрующих элементов 9 в блоке 8 обеспечивает постоянную высокую скорость потока в них, что способствует эффекту гидродинамической очистки поверхности фильтрующих элементов. При включении насоса 7 суспензия, проходя внутренние полости фильтрующих элементов 9, через открытый клапан

14 сливается в емкость 1, При этом под действием давления суспензии клапан 14 закрывается и в питающей магистрали, включая и внутренние полости элементов 9, происходит гидравлический удар, сопровождающийся резким повышением давления. Под действием этого давления происходит открытие клапана 15 и суспензия, теперь уже через клапан 15, сливается в емкость 1.

Происходящее при этом падение давления в питающей магистрали, включая и внутренние полости элементов 9, вызывает. в свою очередь, открытие клапана 14, а клапан 15 закрывается, Система возвращается в исходное состояние и пульсационный цикл повторяется, при этом обеспечивается поочередное автоматическое срабатывание клапанов 14 и 15. Для поддержания стабильности частоты пульсаций потока в полостях фильтрующих элементов 9, на входе в блок 8 обеспечивается постоянство гидродинамического напора суспензии, подаваемой насосом 7 из емкости 1. Стабильность давления на входе в насос 7 обеспечивается поддержанием постоянного уровня суспензии в емкости 1 с помощью, например, поплавкового регулятора уровня (на фиг. не показан).

Таким образом в системе реализуется автоматически поддерживаемый пульсационно-турбулентный режим, препятствующий осаждению твердой части суспензии на внутреннюю поверхность фильтрующих элементов 9. Происходящие при этом гидроудары вызывают вибрации блока 8 фильтрующих элементов 9, что способствует

Г ) 5

55 исключению популяризационных явлений пои фильтровании. При этом обеспечивается высокая интенсивность вибраций блока 8, т.к. он подключен к остальной части установки с помо.дью гибких шлангов 12 и установлен в сборнике 10 на эластичных, например, пружинных. огорах 13. Вибрации фильтрующих элементов 9 и пульсации потока в их внутренних полостях препятствуют осаждению твердых частиц на фильтрующих поверхностях в процессе фильтрации. В результате этого повышается производительность фильтрования и обеспечивается его стабильность во времени, т,к. исключается забивание пор фильтрующих элементов и связанное с этим падение пропускной способности пористых стенок. Кроме тсгс, в предлагаемой установке отсутствует необходимость в специальном командном устройстве для управления переключением клапанов, т.к, под воздействием напора суспензии происходит их автоматическое срабатывание, в результате чего реализуется режим течения, сопровождающийся непрерывно повторяющимися в неизменной частотой гидроударами в потоке, прокачиваемом через внутренние полости фильтрующих элементов. В результате этого упрощается конструкция установки, снижается ее стоимос1 ь и облегчается техническое обслуживание и эксплуатация участка фильтрования технологической лиHèи.

Формула изобретения

Установка для фильтрования суспензий, содержащая емкость для суспензии с технологическими магистралями, установленный на входе емкости циркуляционный насос, соединенный с входом блока трубчатых фильтрующих элементов, выход которого соединен с емкостью для суспензии, сборник фипьтрата и устройство для генерирования пульсации потока суспензии, размещенное между емкостью для суспензии и блоком фипьтрующих элементов, о т л и ч а.о щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности установки, стабильности фильтрования и упрощения конструкции, фильтрующие элементы в блоке подключены параллельно, при этом блок соединен с магистралями установки посредством гибких шлангов и установлен в сборнике HB эластичных опорах, в устройстводпя генерирования пульсаций выполнено в виде установленных на входе и выходе блока фильтрующих элементов клапанов, смонтированных с возможностью их поочередного срабатывания.

1761209 ; 7

1 и

7 1

Составитель Э. Андреева

Техред М.Моргентал Корректор Н, Бучок

Редактор Н. Соколова

Заказ 3206 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101