Ротационный фильтр

Авторы патента:

B01D33/21 - с полыми фильтрующими дисками, установленными поперек оси на полом вращающемся валу

Владельцы патента RU 2557595:

Большаков Владимир Алексеевич (RU)

Изобретение относится к устройствам фильтрования и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется эффективная очистка жидких сред от механических примесей. Ротационный фильтр включает вертикальный цилиндрический корпус 1, имеющий патрубки входа фильтруемой среды 12, отвода отфильтрованной среды 9 и дренажа 14, расположенный внутри корпуса 1 полый вал 2 с закрепленным пакетом фильтровальных элементов. Полый вал выполнен в виде вращающегося ротора с продольными сквозными пазами, установленного в опоре скольжения 7, через корпус 8 которой соединен с патрубком отвода отфильтрованной среды 9 с установленным на нем штуцером воздушной регенерации 11. Пакет фильтровальных элементов представляет собой фильтрационный модуль 4 в виде набора фильтровальных дисков, установленных с заданным шагом и закрепленных в месте расположения продольных сквозных пазов. На крышке 15 корпуса закреплены штанги 18 со статическими рассекателями потока, установленными между фильтровальными дисками и обеспечивающими увеличение вихревого потока в фильтрационном модуле. Технический результат: обеспечение непрерывной фильтрации, повышение эффекта самоочистки фильтра, увеличение ресурса его работы, сокращение эксплуатационных затрат. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройствам фильтрования и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется эффективная очистка жидких сред, например воды, технологических жидкостей, бензиновой и дизельной фракции, газойля, растворов метилдиэтаноламина (МДЭА), стоков, шламов, эмульсий и масел, пищевых жидкостей (пиво, соки и т.д.) от механических примесей.

Известен фильтр, предназначенный для очистки жидкости или суспензии и содержащий контейнер для жидкости или суспензии, подлежащей фильтрованию, и роторное устройство, расположенное в контейнере, причем роторное устройство имеет на своей наружной периферии фильтрующий материал, через который фильтруется жидкость и на котором осаждается материал в виде осадка, причем фильтрующий материал размещен в форме по меньшей мере одного кольца, центр которого совпадает с осью вращения роторного устройства и которое проходит в радиальном направлении в основном от наружной окружной поверхности роторного устройства.

Патент РФ №213,1291, МПК B01D 33/21, B01D 33/46, опубл. 10.06.1999. Данный фильтр имеет достаточно сложную и громоздкую конструкцию и не позволяет осуществлять непрерывную фильтрацию из-за образования на поверхности фильтрующего кольца покрывающего слоя (фильтрационного кека).

Известен фильтр, выполненный в виде вертикального цилиндрического корпуса с коническим днищем и сферической крышкой, патрубками для фильтрующего масла и фильтрата. В корпусе вертикально расположен полый вал с отверстиями для отвода фильтрата, на вал насажен пакет фильтровальных элементов. Фильтровальный элемент состоит из решетчатого стального диска, обтянутого с обеих сторон фильтровальной тканью (бельтингом). Фильтрование осуществляется при неподвижных фильтровальных элементах.

Авторское свидетельство SU №380332, МПК В01D 29/34, опубл. 01.01.1973.

Очистка рабочей поверхности дисков от осадка, накопившегося в процессе фильтрования, производится посредством центробежных сил, возникающих при вращении дисков от специального электропривода. В момент очистки при помощи центробежных сил происходит частичная регенерация фильтроткани под воздействием цикличного действия центробежного поля.

Однако подвергается регенерации совсем небольшая площадь фильтроткани из-за недостаточной величины центробежных сил; если увеличить скорость вращения дисков, эта величина увеличится, но тогда фильтроткань быстро изнашивается, происходит частая ее смена.

Задачей изобретения является создание фильтра, обеспечивающего непрерывную фильтрацию, в том числе микрофильтрацию и ультрафильтрацию, повышение эффекта самоочистки фильтра за счет постоянной очистки фильтрующих элементов, увеличение ресурса работы фильтра, сокращение эксплуатационных затрат.

Решение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что в ротационном фильтре, включающем вертикальный цилиндрический корпус, имеющий патрубки входа фильтруемой среды, отвода отфильтрованной среды и дренажа, расположенный внутри корпуса полый вал с закрепленным пакетом фильтровальных элементов, полый вал выполнен в виде вращающегося ротора с продольными сквозными пазами, установленного в опоре скольжения, через корпус которой соединен с патрубком отвода отфильтрованной среды с установленным на нем щтуцером воздушной регенерации, пакет фильтровальных элементов представляет собой фильтрационный модуль в виде набора фильтровальных дисков, установленных с заданным шагом и закрепленных в месте расположения продольных сквозных пазов, на крышке корпуса закреплены штанги с статическими рассекателями потока, установленными между фильтровальными дисками и обеспечивающими увеличение вихревого потока в фильтрационном модуле.

Кроме того, между фильтровальными дисками установлены промежуточные разделительные втулки с уплотнениями.

Кроме того, патрубок входа фильтруемой среды установлен в зоне расположения фильтрационного модуля.

Кроме того, фильтровальные диски могут быть изготовлены из нержавеющей стальной сетки.

Кроме того, фильтровальные диски могут быть изготовлены из высокопрочной керамики на основе оксида алюминия.

Кроме того, на боковой поверхности корпуса в зоне опоры скольжения расположен технологический смотровой люк.

Изобретение поясняется чертежами.

Фиг. 1 - общий вид фильтра.

Фиг. 2 - вид А-А.

Фиг. 3 - фильтровальный диск.

Ротационный фильтр включает в себя вертикальный цилиндрический корпус 1, внутри которого расположен полый вал 2 в виде ротора, в котором выполнены продольные сквозные пазы 3, в месте расположения которых на полом валу 2 закреплен пакет фильтровальных элементов - фильтрационный модуль 4 в виде набора фильтровальных дисков 5, в ступицах которых имеются отверстия для прохода отфильтрованной жидкости, количество дисков может быть от 1 до 100, при этом площадь фильтрующей поверхности может составлять от 0,14 до 200 кв. м, диски 5 установлены с заданным шагом, с расположенными между ними промежуточными разделительными втулками 6 с уплотнениями. Ротор в виде полого вала 2 установлен в опоре скольжения 7, через корпус 8 которой соединен с патрубком отвода отфильтрованной среды 9. Корпус 8 установлен на кронштейне 10, закрепленном на внутренней поверхности корпуса 1. На патрубке отвода отфильтрованной среды 9 установлен штуцер воздушной регенерации 11 фильтрационного модуля 4. На боковой поверхности корпуса 1 установлены патрубок входа фильтруемой среды 12, расположенный в зоне фильтрационного модуля 4 и технологический смотровой люк 13, расположенный в зоне опоры скольжения 7. В нижней части корпуса установлен патрубок дренажа 14. Корпус 1 закрыт крышкой 15, на которой установлен мотор-редуктор 16, расположен штуцер выхода воздуха 17, и параллельно полому валу 2 закреплены штанги 18 с статическими рассекателями потока 19, установленными между фильтровальными дисками 5. Фильтровальные диски 5 могут быть изготовлены из нержавеющей стальной сетки или высокопрочной керамики на основе оксида алюминия, и обеспечивают высокую степень фильтрации: 2,0, 0,5, 0,2 мкм (микрон); и 60,0, 30,0, 7,0 нм (нанометров) соответственно.

Работа ротационного фильтра заключается в следующем.

Фильтруемая среда подается в полость корпуса 1 через патрубок входа фильтруемой среды 12. Происходит заполнение ротационного фильтра с одновременным удалением воздуха из него через штуцер выхода воздуха 17. После полного заполнения фильтра фильтруемой средой включается мотор-редуктор 16, вращающий ротор в виде полого вала 2 с закрепленным на нем фильтрационным модулем 4. Фильтруемая среда проходит поперечным потоком вдоль фильтровальных дисков 5, при этом механические примеси, попадая на фильтровальные диски 5, отбрасываются к стенкам фильтра за счет центробежной силы, возникающей при вращении.

Рассекатели потока 19, установленные между фильтровальными дисками, обеспечивают увеличение вихревого потока в фильтрационном модуле, при этом на поверхности фильтровального диска возникает эффект всасывания, обеспечивающий дополнительное отделение механических примесей от фильтруемой среды, которые оседают в нижней части корпуса 1 у патрубка дренажа 14. Отфильтрованная среда через отверстия ступиц фильтровальных дисков 5 и продольные сквозные пазы 3 попадает в полый вал 2, вращающийся с большой скоростью и далее выводится из фильтра через патрубок отвода отфильтрованной среды 9. Происходит непрерывный процесс фильтрации, большая скорость вращения ротора обеспечивает высокий эффект самоочистки фильтровального модуля 4. Данный процесс позволяет значительно снизить скорость засорения фильтровального модуля 4 и удлинить рабочие циклы между регенерациями.

После полного засорения фильтрационного модуля 4 запускается процесс регенерации. Мотор-редуктор 16 останавливают. Сжатый воздух через щтуцер воздушной регенерации 11 подается внутрь полого вала и через продольные сквозные пазы 3 и отверстия ступиц фильтровальных дисков 5 попадает в полости между фильтровальными дисками 5 и статическими рассекателями потока 19. Механические примеси выносятся потоком воздуха и оседают на дно фильтра. Накопившиеся на дне фильтра загрязнения выводятся через патрубок дренажа 14.Технологический смотровой люк 14 позволяет провести осмотр состояния опоры скольжения 7.

Преимущества ротационного фильтра заключаются в обеспечении непрерывной фильтрации, в том числе микрофильтрации и ультрафильтрации, повышении эффекта самоочистки фильтра за счет постоянной очистки фильтрующих элементов, сокращении эксплутационных затрат.

1. Ротационный фильтр, включающий вертикальный цилиндрический корпус, имеющий патрубки входа фильтруемой среды, отвода отфильтрованной среды и дренажа, расположенный внутри корпуса полый вал с закрепленным пакетом фильтровальных элементов, отличающийся тем, что полый вал выполнен в виде ротора с продольными сквозными пазами, установленного в опоре скольжения, через корпус которой соединен с патрубком отвода отфильтрованной среды с установленным на нем штуцером воздушной регенерации, пакет фильтровальных элементов представляет собой фильтрационный модуль в виде набора фильтровальных дисков, установленных с заданным шагом и закрепленных в месте расположения продольных сквозных пазов, на крышке корпуса закреплены штанги с статическими рассекателями потока, установленными между фильтровальными дисками и обеспечивающими увеличение вихревого потока в фильтрационном модуле.

2. Ротационный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что между фильтровальными дисками установлены промежуточные разделительные втулки с уплотнениями.

3. Ротационный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что патрубок входа фильтруемой среды установлен в зоне расположения фильтрационного модуля.

4. Ротационный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что фильтровальные диски могут быть изготовлены из нержавеющей стальной сетки.

5. Ротационный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что фильтровальные диски могут быть изготовлены из высокопрочной керамики на основе оксида алюминия.

6. Ротационный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что на боковой поверхности корпуса в зоне опоры скольжения расположен технологический смотровой люк.

Изобретение относится к фильтрационной установке под давлением. .

Сектор дискового фильтра и дисковый фильтр // 2452553

Установка для получения отфильтрованного осадка из суспензии // 2425710

Изобретение относится к вакуум-фильтрам с вращающимися вокруг горизонтальной оси фильтрующими элементами и может быть использовано в угольной, горно-рудной, металлургической, химической отраслях промышленности.

Установка фильтровальная с барабанным или дисковым вакуум-фильтром // 2350374

Изобретение относится к области обогащения сырья в горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности, где нашли применение вакуум-фильтры с приводом вращения, например, в цветной металлургии при подготовке сырья в технологическом процессе получения алюминия.

Дисковый вакуум-фильтр // 2334541

Изобретение относится к дисковым вакуум-фильтрам и может быть использовано в угольной, химической, металлургической и других отраслях промышленности для фильтрования суспензий.

Дисковый вакуум-фильтр // 2238784

Дисковый вакуум-фильтр // 2220757

Вращающийся фильтр // 2194563

Дисковый фильтр // 2166351

Вращающийся фильтр // 2131291

Дисковый вакуум-фильтр // 2565713

Изобретение относится к дисковым вакуум-фильтрам и может быть использовано в черной и цветной металлургии, а также в химической и в других отраслях промышленности. Дисковый вакуум-фильтр содержит ванну для суспензии, расположенный на ней на подшипниках скольжения ячейковый вал с полыми каналами внутри, с закрепленными на нем по окружности и рядами в виде дисков секторами, обтянутыми фильтровальной тканью, установленными с возможностью погружения при вращении вала в ванну с суспензией и через которые происходит удаление фильтрата вакуумом, подающимся через ресиверы, вакуум-проводы и распределительные головки. В распределительных головках, установленных на площадках ванны, конструктивно соединены зоны набора и сушки. Вакуум-проводы соединены с распределительной головкой с ее торца по ходу движения фильтрата и выполнены из эластомера. Технический результат: снижение влажности кека, увеличение производительности вакуум-фильтра. 3 ил.

Секторный элемент дискового керамического фильтра и фильтровальная установка на его основе // 2572991

Группа изобретений относится к фильтровальным установкам с дисковыми вращающимися фильтрующими элементами и может быть использована при проведении различных технологических процессов, связанных с разделением суспензий на жидкую и твердую фазы. Керамический секторный элемент дискового фильтра включает два фильтрующих слоя, разделенных между собой дистанцирующими элементами и внутренней камерой, сообщенной через горловину и полый вал с распределительной головкой фильтровальной установки. Внутренняя камера сформирована в виде совокупности двух полостей, каждая из которых выполнена в виде системы радиальных и поперечных трубчатых каналов, сообщенных между собой в форме сетевой структуры, распределенной с равномерной плотностью в керамическом материале у одной из фильтрующих поверхностей сектора. Радиальные каналы каждой из полостей сообщены между собой и радиальными каналами другой полости в центральной части сектора и подсоединены к двум патрубкам, размещенным со смещением между собой в поперечном направлении. Фильтровальная установка для разделения суспензии содержит корпус, ванну для суспензии, вращающийся полый вал, на котором закреплены дисковые фильтрующие элементы, собранные из керамических секторов с внутренней камерой. Внутренняя камера соединена патрубком с полостью вала и с распределительной головкой, подключенной к вакуумному насосу. Техническим результатом является повышение надежности фильтровальной установки за счет повышения прочности керамического сектора фильтровального элемента в условиях воздействия гидродинамических ударных нагрузок в режиме регенерации фильтрующих свойств сектора. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для уменьшения трения между уплотняющими пластинами фильтров и применение этого устройства в способе фильтрации // 2579393

Изобретение относится к устройству для уменьшения трения между двумя пластинами фильтра. Пластины (4, 5) фильтра вращаются относительно друг друга под действием сжимающих осевых сил и поддерживаются продольным концом барабана (1), прикрепленного к вращающемуся валу, установленному на опоре (6), и имеющего внутренние коллекторы, и обращенным к ним концом корпуса (2), вращение которого заблокировано и который поддерживается указанным валом. Устройство содержит, по меньшей мере, одну тяговую систему (8), действующую на корпус (2) путем приложения силы, обеспечивающей по меньшей мере частичную компенсацию осевых сил, прижимающих одну пластину (5) к другой пластине (4), с обеспечением уменьшения трения и при этом с обеспечением поддержания взаимного уплотняющего контакта. Технический результат: уменьшение трения между двумя контактирующими пластинами фильтра. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Вакуум-фильтр дисковый // 2603801

Изобретение относится к дисковым вакуум-фильтрам и может быть использовано в горно-обогатительной, угольной, химической, металлургической и других отраслях промышленности для фильтрования суспензий. Вакуум-фильтр дисковый содержит фильтровальные диски, состоящие из независимых секторов, закрепленные на полом несущем секционированным валу, имеющем на концах распределительные головки и цапфы, лежащие в подшипниках, установленных в станине ванны для суспензии, и привод вала. Секции вала и головки выполнены в виде комбинированной конструкции в виде стального сварного каркаса, соединенного с каркасом из литого полиуретана, из которого целиком сформированы каналы секции и головок. В торцевых подшипниках одна часть из пары скольжения выполнена из металла, преимущественно из чугуна, другая - из износостойкого полимера. В качестве износостойкого полимера используют форполимеры горячего отверждения на основе сложного полиэфира П-6 или ОМА 1950 (полиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 2000), соединенного с 2-4-толуилендиизоцианатом. В распределительной головке соотношение периодов времени (площади секторов окон каналов) вакуумирования и отдувки увеличено от 14:1 до 30:1. Технический результат: увеличение эффективности работы вакуум-фильтра, увеличение срока эксплуатации фильтра, снижение металлоемкости фильтра, уменьшение трудоемкости ремонтных работ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Фильтрационное устройство для высокоэффективного динамического разделения суспензии-жидкости и способ фильтрации для него // 2607745

Изобретение предназначено для высокоэффективного динамического разделения суспензии-жидкости. Фильтр-сепаратор содержит цилиндрический корпус (1), трубу (2а), расположенную в корпусе, и ядро фильтра, расположенное на трубе (2а), впуск (3) для материала, расположенный на корпусе, выпуск (4) для твердого остатка, расположенный в нижней части корпуса, и выпуск (5) для фильтрата, расположенный в средней-нижней части корпуса. Ядро фильтра содержит множество фильтрационных дисков (2b), присоединенных к трубе. Верхний конец трубы (2а) присоединен к оси вращения двигателя (7) переменной частоты. Верхняя часть корпуса и передаточный вал двигателя герметизированы посредством твердого уплотнения высокого давления. Нижняя часть трубы (2а) присоединена к трубе выпуска (5) для фильтрата посредством трубного соединителя (2с). Верхнее отверстие трубного соединителя (2с) и вращающаяся соединяющаяся часть нижней части трубы (2а) фильтра герметизированы посредством твердого уплотнения высокого давления. Нижняя часть трубного соединителя (2с) герметизирована. Нижняя часть корпуса имеет коническую конструкцию. Внешняя стенка корпуса обеспечена слоем (1а) изолирующей рубашки. Вход (6) пара расположен в средней-верхней части корпуса. Способ динамического разделения включает предварительный нагрев фильтра, добавку материалов в корпус, регулировку скорости вращения фильтрационных пластин в интервале между 10 и 100 об/мин, отделение фильтрационного остатка, выпуск фильтрата. Фильтрацию продолжают и предоставляют возможность фильтрационному кеку фильтрационного остатка накапливаться на фильтрационном диске, достигая определенной толщины до тех пор, пока разницы давлений внутри и снаружи трубы фильтра не достигнет 2,0 МПа. Увеличивают скорость вращения двигателя, приводящего в движение фильтрационный диск до между 100 и 300 об/мин, чтобы удалять фильтрационный кек фильтрационного остатка с фильтрационного диска. Когда фильтрационный кек фильтрационного остатка удаляется с фильтрационного диска и разница давлений внутри и снаружи составляет меньше чем 50 кПа, регулируют скорость вращения двигателя. Когда операция фильтрации заканчивается или фильтрационный остаток в нижней части фильтра необходимо выпускать, останавливают фильтрацию, удаляют фильтрационный остаток для подготовки следующего процесса фильтрации. Технический результат: высокая эффективность фильтрации. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ и установка для уменьшения толщины слоя фильтрующего материала дискового фильтра // 2615382

Изобретение относится к дисковым фильтрам, содержащим два или более фильтровальных дисков, в которых слой фильтрующего материала, осаждаемый на поверхности фильтра, используется для помощи в фильтрации твердых включений суспензии. Изобретение в особенности пригодно для фильтрации каутизационного шлама в химической целлюлозно-бумажной промышленности. Способ для уменьшения толщины слоя фильтрующего материала, накопленного на фильтрующей поверхности фильтровального диска, от твердых веществ суспензии в бассейне дискового фильтра заключается в том, что упомянутый дисковый фильтр имеет два или более фильтровальных дисков, расположенных на валу, и между ними по меньшей мере один разгрузочный лоток, снабженный скребком на обеих сторонах, причем скребок будет соскабливать фильтрационный осадок, отфильтрованный из суспензии на фильтрующие поверхности фильтровальных дисков, в разгрузочный лоток посредством упомянутого скребка, при этом толщина слоя фильтрующего материала на фильтрующей поверхности уменьшается за счет сокращения расстояния между кончиками скребков и фильтрующей поверхностью, уменьшение толщины слоя фильтрующего материала осуществляют для двух слоев фильтрующего материала на фильтрующей поверхности фильтровальных дисков на обеих сторонах разгрузочного лотка не одновременно. Изобретение обеспечивает существенное уменьшение изменения производственного потока фильтра на каждый разгрузочный лоток, а также общего производственного потока, упрощение структуры фильтра, меньшее количество деталей, требующих технического обслуживания внутри аппарата. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ удаления слоя покрытия с вращающегося фильтра // 2615384

Изобретение относится к вращающимся фильтрам, таким как дисковые и барабанные фильтры, в которых для содействия фильтрации используется слой покрытия. Особенно хорошо данное изобретение подходит для удаления слоя покрытия при фильтрации известкового шлама в целлюлозно-бумажной промышленности. Способ удаления содержащего известковый шлам покрытия, накопившегося на фильтрующей поверхности диска или барабана фильтра, фильтрующего известковый шлам в целлюлозно-бумажной промышленности, заключается в том, что покрытие удаляют при помощи струй жидкости, направленных на фильтрующую поверхность поверх скребка, при этом фильтрующая поверхность в ходе процесса фильтрования движется вниз по направлению к скребку, фильтрующая поверхность во время удаления покрытия вращается в направлении, противоположном направлению вращения во время процесса фильтрования. Изобретение обеспечивает высвобождение покрытия более простым, надежным и эффективным образом, с использованием минимального количества жидкости и давления нагнетания, почти без нарушения работы устройства. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.