Фильтрующий элемент дискового фильтра
Изобретение относится к дисковым фильтрам для фильтрации жидкостей. Дисковый фильтр содержит фильтрующие элементы, расположенные на валу ротора с обеспечением возможности прохождения жидкостей между внутренней областью фильтрующих элементов и внутренней областью вала ротора. Фильтрующий элемент содержит раму, на обеих поверхностях которой размещена фильтрующая ткань. Рама и фильтрующая ткань жестко соединены с образованием одноразового фильтрующего элемента. На каждой кромке фильтрующего элемента имеется по меньшей мере один проход для прохождения жидкостей между внутренними областями соседних фильтрующих элементов. В результате обеспечивается ускорение процесса фильтрации, снижение веса фильтрующего элемента и возможность его быстрой замены. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к фильтрующему элементу дискового фильтра для фильтрации жидкости, содержащей частицы, в котором ряд фильтрующих элементов расположен на валу ротора с обеспечением возможности прохождения жидкостей между внутренней областью фильтрующих элементов и внутренней областью вала ротора с целью фильтрации жидкостей. Фильтрующий элемент содержит раму, на обеих боковых поверхностях которой размещена фильтрующая ткань.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Для осуществления фильтрации изнутри наружу вал ротора имеет полую сердцевину, а подлежащую фильтрации жидкость подают во внутреннюю область вала ротора. Фильтрующий элемент и вал ротора имеют подходящие отверстия, через которые подлежащая фильтрации жидкость подается во внутреннюю область фильтрующего элемента. Фильтрация осуществляется изнутри фильтрующего элемента наружу через фильтрующую ткань. Находящиеся в жидкости частицы отделяются и осаждаются на внутренней поверхности фильтрующей ткани.
Ряд фильтрующих элементов прикрепляется по периферии вала ротора, так что вместе эти элементы формируют диски фильтра. На валу ротора обычно можно разместить ряд таких дисков. При работе вал ротора, на котором закреплены диски фильтра, поворачивается, так что диски фильтра частично погружаются в фильтрованную жидкость. Уровень жидкости во внутренней области дисков фильтра выше, чем уровень жидкости за пределами дисков фильтра. Частицы, отделенные на внутренней стороне фильтрующей ткани, вымываются с использованием разбрызгивающих сопел, расположенных таким образом, что струи жидкости из указанных сопел ударяют по внутренней стороне фильтрующей ткани, когда последняя находится на открытом воздухе. После вымывания частицы протекают через фильтрующий элемент в вал ротора, где они улавливаются в лоток для отходов.
Фильтрующий элемент согласно настоящему изобретению также может использоваться в дисковых фильтрах для фильтрации в направлении от внешней области фильтрующих дисков к валу ротора, в которых частицы осаждаются на внешней стороне фильтрующей ткани, а фильтрованная жидкость протекает в вал ротора. Лоток для отходов может быть установлен снаружи фильтрующих дисков для улавливания вымытых отходов, для обеспечения возможности их стекания вниз и «снятия».
Фильтрующие элементы, известные из уровня техники, обычно включают раму, на которой натянут мешок из фильтрующей ткани с загнутыми краями, или раму и сменные панели из фильтрующей ткани. Основной идеей является возможность многократного использования рамы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью настоящего изобретения является создание фильтрующего элемента, который отличается простотой и экономичностью изготовления, имеет небольшую массу и может быть легко заменен. Указанная цель достигается описанным в настоящем изобретении фильтрующим элементом, рама которого жестко соединена с фильтрующей тканью с образованием одноразового фильтрующего элемента, и на каждой кромке которого имеется по меньшей мере один проход для прохождения жидкостей между внутренними областями соседних фильтрующих элементов в тех случаях, когда фильтрующие элементы установлены с примыканием кромок друг к другу и образуют диск фильтра. Фильтрующий элемент согласно настоящему изобретению состоит из одной части, в то время как традиционный фильтрующий элемент мешочного типа для дисковых фильтров состоит по меньшей мере из двух частей, а традиционный фильтрующий элемент, который оснащен сменными тканевыми фильтрующими панелями, состоит по меньшей мере из четырех компонентов, таких как рама, две сменных фильтрующих тканевых панели и крышка, которая удерживает в нужном положении указанные фильтрующие тканевые панели. Наличие указанных проходов на концах обеспечивает возможность протекания жидкости и газа между фильтрующими элементами в ходе вращения фильтрующих дисков. Благодаря этому ускоряется наполнение и опустошение фильтрующих элементов, ускоряется процесс фильтрации и, как следствие, повышается производительность фильтра.
Для рационализации процесса изготовления фильтрующий элемент согласно настоящему изобретению предпочтительно должен изготавливаться по меньшей мере из одного полимерного материала. Фильтрующий элемент значительно легче традиционного фильтрующего элемента, благодаря чему обеспечивается возможность создать вал ротора с меньшей толщиной стенок по сравнению с известной конструкцией и вести эксплуатацию фильтра с меньшими затратами.
Еще одним преимуществом фильтрующего элемента является возможность его легкой замены вследствие его малого веса. Фильтрующий элемент также не требует такого сложного крепления, как известные фильтрующие элементы, ввиду чего его значительно легче заменить, например, при повреждении насадки фильтра. Поскольку фильтрующий элемент согласно настоящему изобретению может быть изготовлен только из полимерных материалов, его можно легко утилизировать, например, путем сжигания.
Фильтрующий элемент в соответствии с одним из конструктивных исполнений согласно настоящему изобретению может прикрепляться к валу ротора с использованием только одного средства крепления. Его удерживает в нужном месте крепежное приспособление, включающее длинную шпильку и гайку, которого достаточно ввиду малой массы фильтрующего элемента.
В указанном конструктивном исполнении фильтрующего элемента между самим фильтрующим элементом и валом ротора может быть размещено уплотнение. Уплотнение также может быть размещено вокруг прохода к соседнему фильтру только на одной кромке. Использование только двух уплотнений вместо традиционно используемых четырех позволяет снизить риск протечки нефильтрованной жидкости в фильтрованную жидкость.
Согласно одному из конструктивных исполнений расстояние между боковыми поверхностями фильтрующей ткани фильтрующего элемента предпочтительно в 1.15-1.40 раз превышает ширину прохода внутри вала ротора для прохождения жидкостей. Поскольку фильтрующие элементы имеют узкую конструкцию, то на одном валу ротора можно разместить большее число фильтрующих дисков по сравнению с дисковыми фильтрами, которые оснащены традиционными фильтрующими элементами, благодаря чему можно создать более компактный дисковый фильтр. В результате получается дисковый фильтр значительно большей производительности.
В соответствии с настоящим изобретением также может быть создан дисковый фильтр, собранный из фильтрующих элементов согласно настоящему изобретению.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Заявляемое изобретение далее будет описано на примере конструктивных исполнений со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 показывает перспективный вид дискового фильтра согласно настоящему изобретению, включающему фильтрующие элементы, заявляемые в настоящем изобретении,
Фиг.2 показывает перспективный вид рамы фильтрующего элемента согласно одному из заявленных вариантов исполнения,
Фиг.3 показывает один из конструктивных исполнений крепежного приспособления, предназначенного для прикрепления фильтрующего элемента к дисковому фильтру,
Фиг.4 показывает перспективный вид фильтрующего элемента согласно одному из заявленных вариантов исполнения, и
Фиг.5 показывает уплотнения, расположенные на фильтрующем элементе согласно настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ИСПОЛНЕНИЙ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг.1 показан дисковый фильтр 1, имеющий ряд фильтрующих элементов 2, расположенных на валу 3 ротора и образующих фильтрующий диск 25. Жидкости могут проходить между внутренней областью 4 фильтрующих элементов 2 и внутренней областью 5 вала 3 ротора через по меньшей мере один разрез или отверстие 9 в валу 3 ротора и по меньшей мере один разрез или отверстие 10 в фильтрующем элементе 2. На фиг.2 показан фильтрующий элемент 2, содержащий раму 6, на обеих поверхностях 8 которой (см. фиг.4) закреплена фильтрующая ткань 7. Рама 6 жестко соединена с фильтрующей тканью 7 с образованием одноразового фильтрующего элемента 2.
Рама 6 предпочтительно содержит каркас 11, поперечину 12 для каждой боковой поверхности 8 и центральную опору 13, которая проходит от внешней части 14 каркаса 11, образуя при эксплуатации часть периферии фильтрующего диска 25, до соединительной части 15, примыкающей при эксплуатации к валу 3 ротора. Фильтрующий элемент 2 изготавливается целиком из одного или нескольких полимерных материалов, включая усиленные полимерные материалы или аналогичные материалы, состоящие главным образом из полимера. Этим термином также обозначается фильтрующий элемент, который содержит компоненты небольших размеров, таких как винты, сделанные из разных материалов, например из металла.
На фиг.3 показано крепежное приспособление 16, включающее длинную шпильку 17 и гайку 18. Шпилька 17 имеет резьбу на обоих концах. Когда фильтрующий элемент 2 прикреплен к валу 3 ротора, шпилька 17 проходит через отверстие 19 и вдоль центральной опоры 13. Фильтрующий элемент удерживается в нужном месте на валу 3 ротора, а шпилька 17 ввинчивается в резьбовое отверстие 20 в валу 3 ротора, после этого гайка 18 навинчивается на часть шпильки 17, которая выступает из отверстия 19. Таким образом, фильтрующий элемент 2 может быть прикреплен к валу 3 ротора с использованием только одного крепежного приспособления 16. Рама 6 фильтрующего элемента 2 имеет по меньшей мере один проход 21 на каждой кромке 22 для обеспечения прохождения жидкости между внутренними областями 4 соседних фильтрующих элементов 2, когда фильтрующие элементы 2 установлены с примыканием кромок 22 друг к другу и с образованием фильтрующего диска 25. Аналогичным образом центральная опора 13 имеет по меньшей мере один проход 21. Таким образом внутренняя область 4 фильтрующего элемента формирует одно отделение для жидкостей.
На фиг.5 показано первое уплотнение 23, размещенное между фильтрующим элементом 2 и валом ротора 3, и второе уплотнение 24, размещенное вокруг прохода 21 к соседнему фильтрующему элементу 2 только на одной кромке 22.
Расстояние между боковыми поверхностями 8 фильтрующей ткани 7 в 1.15-1.40 раз больше ширины отверстия 9 для прохождения жидкости в вал 3 ротора. Эксперименты показали, что при отверстии 9 в валу 3 ротора, равном 55 мм, ширина фильтрующего элемента 2 согласно настоящему изобретению должна составлять по меньшей мере 65 мм, в то время как ширина традиционного фильтрующего элемента при отверстия в 55 мм должна составлять по меньшей мере 90 мм.
Выше описаны предпочтительные конструктивные исполнения фильтрующего элемента и дискового фильтра. Очевидно, что варианты реализации могут варьироваться в рамках прилагаемой формулы изобретения, без выхода за рамки идеи настоящего изобретения.
1. Фильтрующий элемент (2) дискового фильтра (1), фильтрующие элементы (2) которого расположены на валу (3) ротора с обеспечением возможности прохождения жидкостей для их фильтрации между внутренней областью (4) фильтрующих элементов (2) и внутренней областью (5) вала (3) ротора, содержащий раму (6), на обеих поверхностях (8) которой размещена фильтрующая ткань (7), отличающийся тем, что указанная рама (6) и фильтрующая ткань (7) жестко соединены с образованием одноразового фильтрующего элемента (2), на каждой кромке (22) фильтрующего элемента (2) выполнен по меньшей мере один проход (21) для прохождения жидкостей между внутренними областями (4) соседних фильтрующих элементов (2), когда фильтрующие элементы (2) установлены с примыканием одной кромки (22) к другой кромке (22) с образованием фильтрующего диска (25).
2. Фильтрующий элемент (2) по п.1, отличающийся тем, что он изготовлен по меньшей мере из одного полимерного материала.
3. Фильтрующий элемент (2) по п.1 или 2, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью прикрепления к валу (3) ротора с использованием одного крепежного приспособления (16).
4. Фильтрующий элемент (2) по п.1, отличающийся тем, что он имеет уплотнение (23), размещенное между фильтрующим элементом (2) и валом (3) ротора, и уплотнение (24), размещенное вокруг прохода (21) к соседнему фильтрующему элементу (2) только на одной кромке (22) указанного фильтрующего элемента (2).
5. Фильтрующий элемент (2) по любому из пп.1, 2, 4, отличающийся тем, что расстояние между боковыми поверхностями (8) фильтрующей ткани (7) в 1,15-1,40 раз больше ширины отверстия (9) для прохождения жидкости в вал (3) ротора.
6. Фильтрующий элемент (2) по любому из пп.1, 2, 4, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью фильтрации изнутри наружу через фильтрующую ткань.
7. Фильтрующий элемент (2) по любому из пп.1, 2, 4, отличающийся тем, что внутренняя область (4) фильтрующего элемента образует одно отделение для жидкостей.
8. Дисковый фильтр (1), содержащий фильтрующий элемент (2) по любому из пп.1-7.
