Центробежный фильтр
Владельцы патента RU 2361643:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)
Изобретение относится к области устройств для разделения жидких неоднородных сред и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. Фильтр включает корпус, трубчатый фильтрующий элемент, состоящий из перфорированной трубы с размещенной на ней винтовой спиралью, на которых с помощью ленты или проволоки укреплена фильтровальная перегородка, крышку, патрубки для ввода исходной суспензии, вывода сгущенной суспензии и фильтрата. Направление патрубков для входа исходной суспензии и вывода сгущенной суспензии совпадает с направлением оси винтового канала, образованного фильтровальной перегородкой. Патрубки для входа исходной суспензии и вывода сгущенной суспензии расположены тангенциально относительно стенки корпуса. Технический результат: повышение производительности фильтра за счет изменения геометрической формы фильтрующего элемента и площади фильтрующей поверхности. 2 ил.
Техническое решение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных сред под действием центробежной силы и силы давления, в частности к фильтрам, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической, строительной и других отраслях промышленности.
Известен фильтр [1], содержащий неподвижный цилиндрический корпус с патрубками и расположенный в нем фильтрующий элемент. К недостаткам данного устройства можно отнести следующие: небольшая площадь фильтрующей поверхности; низкая производительность и высокая трудоемкость регенерации фильтрующей поверхности.
Известен фильтр-сепаратор [2], содержащий цилиндрический корпус с крышкой, входным, выходным и дренажным патрубками, разделенный перегородкой на фильтровальную и отстойную зоны, фильтрующий элемент, состоящий из перфорированных обечаек и двух перфорированных цилиндров, между которыми заключен фильтровальный слой и водоотделяющий слой, уплотненный сверху и снизу кольцевыми крышками, внутренняя перфорированная обечайка снабжена отводной трубкой. Недостатками фильтра являются низкая производительность, сложность конструкции, длительность ее сборки и разборки, необходимость частой замены фильтрующего слоя.
Известен полый дисковый фильтр [3], содержащий цилиндрический корпус с крышкой, патрубками ввода исходной среды, вывода среды и фильтрата, перфорированную трубу, с установленными на ней дисками и фильтровальной перегородкой. Недостатками фильтра являются малая производительность, длительность процесса удаления осадка, периодичность работы.
Предлагаемое техническое решение позволяет расширить возможности использования трубчатого фильтра, повысить производительность фильтра за счет воздействия центробежной силы на частицы дисперсной фазы, находящейся в суспензии, и изменения геометрической формы фильтрующего элемента.
Это достигается тем, что предлагаемый центробежный фильтр, включающий корпус с расположенным в нем трубчатым фильтрующим элементом, состоящим из перфорированной трубы, на которой укреплена фильтровальная перегородка, крышку, патрубки для ввода исходной суспензии, вывода сгущенной суспензии и фильтрата, содержит винтовую спираль, установленную на перфорированной трубе, на которых с помощью ленты или проволоки укреплена фильтровальная перегородка. Спираль изготовлена из упругого материала и перемещается вдоль перфорированной трубы. Направление патрубков для входа исходной суспензии и вывода сгущенной суспензии совпадает с направлением оси винтового канала, образованного фильтровальной перегородкой. Патрубки для входа исходной суспензии и вывода сгущенной суспензии расположены тангенциально относительно стенки корпуса.
Использование в центробежном фильтре винтовой спирали, установленной на перфорированной трубе, на которых с помощью ленты или проволоки укреплена фильтровальная перегородка, позволяет создать в фильтре поток суспензии, движущейся по винтовой траектории. Это приводит к возникновению центробежной силы, действующей на частицы твердой фазы, присутствующей в суспензии, что препятствует осаждению твердой фазы на фильтровальной перегородке. Спираль, изготовленная из упругого материала, при ее сжатии или растяжении позволяет изменять габаритные размеры фильтрующего винтового канала и площадь фильтрующей поверхности в широком диапазоне в зависимости от свойств и расхода исходной суспензии.
На фиг.1 представлен центробежной фильтр, продольный разрез; на фиг.2 - вид фильтра сбоку, вид А.
Центробежный фильтр состоит из корпуса 1 с патрубком 2 подачи исходной суспензии, патрубком 3 вывода сгущенной суспензии и крышки 4. Внутри корпуса расположен фильтрующий элемент 5, состоящий из перфорированной трубы 6 с отверстиями 7, закрытой с одной стороны пробкой 8. На трубе 6 установлена спираль 9. На спирали 9 и трубе 6 с помощью проволоки или ленты 10 укреплена фильтровальная перегородка 11. Труба 6 содержит патрубок 12 для выхода фильтрата.
Центробежный фильтр работает следующим образом.
Подлежащая разделению неоднородная среда через входной патрубок 2 поступает в корпус 1 и за счет создаваемого в потоке суспензии давления часть жидкости проходит через фильтровальную перегородку 11 и через отверстия 7 поступает в трубу 6, откуда через патрубок 12 отводится в виде фильтрата. Суспензия движется между стенкой корпуса 1 и фильтрующим элементом 5 по винтовой траектории, что вызывает появление центробежной силы, действующей на частицы твердой фазы, и сгущенная суспензия отводится из корпуса через патрубок 3 на дальнейшую переработку или повторное сгущение. В случае необходимости увеличения площади фильтрования спираль 9 сжимается или растягивается, перемещаясь вдоль трубы 6, изменяя размеры винтового канала и площадь фильтровальной перегородки 11.
Использование предлагаемого технического решения позволяет регулировать площадь фильтрующей поверхности; изменять размеры фильтрующего винтового канала; повысить производительность устройства за счет воздействия центробежной силы на частицы дисперсной фазы и увеличения площади фильтровальной перегородки в единице рабочего объема фильтра.
Источники информации
1. Малиновская Т.А., Кобринский И.А., Кирсанов О.С., Рейнфарт В.В. Разделение суспензий в химической промышленности. - М: Химия, 1983. - С.120-121 (рис.3-20, г).
2. Авт. свид. СССР №1158214, В01D 25/00, 1985.
3. Патент US 2165931, В01D, 1939 - прототип.
Центробежный фильтр, включающий корпус, установленный в нем трубчатый фильтрующий элемент, состоящий из перфорированной трубы с размещенной на ее наружной поверхности винтовой спиралью, на которых с помощью ленты или проволоки укреплена фильтровальная перегородка, крышку, патрубки для ввода исходной суспензии и вывода сгущенной суспензии, расположенные тангенциально относительно стенки корпуса, и патрубок для вывода фильтрата, отличающийся тем, что направление патрубков для входа исходной суспензии и вывода сгущенной суспензии совпадает с направлением оси винтового канала, образованного фильтровальной перегородкой.
