Установка для фильтрования жидкостей

 

Изобретение относится к устройствам для очистки технологических жидкостей полупроницаемыми мембранными фильтрами. С помощью изобретения решаются задачи повышения производительности фильтрования за счет снижения расхода фильтрата на регенерацию фильтрующего элемента и осуществления этой регенерации без привлечения посторонних источников энергии. С зтой целью система регенерации фильтрующего элемента установки для фильтрования жидкости содержит гидравлический объемный мультипликатор давления, питаемый через распределитель жидкости. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к фильтрованию, а именно к устройствам для очистки технологических жидкостей.

Известен фильтр-сгуститель пульсационный [1], содержащий корпус, внутри которого расположены фильтрующие элементы, и пульсационную камеру, разделенную мембраной на верхнюю и нижнюю части. Верхняя часть связана с пневматическим пульсатором, а нижняя - с линией отвода фильтрата. Для повышения давления фильтрата при регенерации фильтра используется импульсная подача сжатого воздуха.

Недостатком данного фильтра является необходимость постороннего источника сжатого воздуха, а также то, что сжимаемость воздуха изменяет гидравлические характеристики регенерации, снижая ее эффективность.

Известно также устройство для ультрафильтрации [2], в котором средство для регенерации содержит гидропневматический аккумулятор и вибрационный прерыватель на линии отвода фильтрата. При перекрытом сливе фильтрата его давление повышается до давления в контуре очищаемой жидкости. После сброса давления в этом контуре происходит обратноточная промывка мембраны фильтратом за счет разрядки гидропневматического аккумулятора через вибрационный прерыватель.

В этом устройстве максимальный перепад давления на мембране при ее регенерации ограничен давлением в контуре очищаемой жидкости, а в ходе регенерации этот перепад имеет тенденцию к уменьшению, что также снижает эффективность регенерации.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является установка для очистки смазочно-охлаждающего технологического средства от механических примесей [3], включающая систему смазки и охлаждения, баки, насосы, фильтр предварительной очистки и микрофильтрационный аппарат. Регенерация микрофильтрационного аппарата осуществляется путем подачи фильтрата насосом, в остальное время используемым для снабжения системы смазки и охлаждения обрабатываемой поверхности.

Однако оснащение установки дополнительным насосом усложняет ее конструкцию. Кроме того, отсутствие контроля за расходом фильтрата на регенерацию приводит к снижению общей производительности установки. И, наконец, при включении насоса на регенерацию фильтра возможны явления гидравлического удара, недопустимые для многих типов фильтров.

Предлагаемым изобретением решаются задачи повышения производительности фильтрования за счет снижения расхода фильтрата на регенерацию фильтрующего элемента и осуществления этой регенерации без привлечения посторонних источников энергии.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемой установке для фильтрования жидкости система регенерации фильтрующего элемента содержит гидравлический объемный мультипликатор давления, питаемый через распределитель жидкости.

На фиг. 1 и 2 изображена установка для фильтрования жидкости с различным расположением фильтрующего элемента. Установка содержит емкость 1 очищаемой жидкости, циркуляционный насос 2, фильтрующий элемент 3, распределитель жидкости 4, гидравлический объемный мультипликатор давления с полостями низкого 5 и высокого 6 давления, магистраль выхода фильтрата 7, связанную патрубком с мультипликатором, и трубопроводы 8 и 9.

Установка (фиг. 1) работает следующим образом. Очищаемая жидкость циркулирует по контуру: из емкости 1 она подается насосом 2 в фильтрующий элемент 3, где разделяется на два потока. Жидкость, прошедшая через мембрану фильтрующего элемента, образует фильтрат, который через магистраль 7 поступает потребителю. Оставшаяся часть жидкости, двигающаяся вдоль фильтрующей поверхности элемента 3, образует концентрат, который через распределитель 4 и трубопровод 9 возвращается в емкость 1, замыкая циркуляционный контур.

В процессе работы фильтрующего элемента 3 происходит его загрязнение, контролируемое по изменению перепада давления на мембране фильтрующего элемента или расхода фильтрата. При определенном заданном уровне загрязнения распределитель 4 (золотникового, клапанного или др. типа) направляет поток неочищенной жидкости через трубопровод 8 в полость низкого давления 5 мультипликатора. В процессе работы мультипликатора фильтрат из полости высокого давления 6 поступает в фильтрующий элемент 3, осуществляя его регенерацию за счет обратной промывки мембраны заданным объемом фильтрата по заданной циклограмме давления. После завершения регенерации распределитель 4 устанавливается в исходное положение, а через магистраль 7 возобновляется поступление фильтрата потребителю. Распределитель 4 может приводиться в действие как независимой системой управления, так и с помощью связи (механической, электрической или др.) от мултьтипликатора давления.

В установке на фиг. 2 фильтрующий элемент 3 расположен на магистрали 9, связывающей распределитель 4 с емкостью 1 очищаемой жидкости. За счет этого во время регенерации давление в элементе 3 падает, что позволяет создавать требуемый перепад давления на мембране при меньших затратах энергии.

По схеме на фиг. 1 была создана опытно-экспериментальная установка, на которой проводилась очистка отработанного индустриального масла типа И-40. Фильтрование осуществлялось с помощью мембранных элементов со средним диаметром пор 0,2 - 0,5 мкм. При расходе фильтрата на регенерацию мембран 4 - 5 л/ч·м² была получена производительность установки по выходу фильтрата 140 - 180 л/ч·м², что в 2 - 3 раза превысило результаты работы с регенерацией по принципу, использованному в прототипе. Полученное очищенное масло соответствовало ГОСТу.

Таким образом предлагаемая установка позволяет проводить регенерацию фильтрующего элемента обратным потоком ограниченного объема фильтрата под давлением, полученным путем преобразования давления подачи циркуляционного насоса объемным мультипликатором давления.

Использованная литература 1. Авторское свидетельство СССР N 461733, кл. B 01 D 35/20, опубл. 28.02.75.

2. Авторское свидетельство СССР N 1667912, кл. B 01 D 61/20, опубл. 07.08.91.

3. Патент СССР N 1834696, кл. B 01 D 61/18, опубл. 15.08.93.

Формула изобретения

1. Установка для фильтрования жидкости, содержащая циркуляционный контур с емкостью очищаемой жидкости, насосом и фильтрующим элементом и устройство для регенерации фильтрующего элемента, отличающаяся тем, что устройство для регенерации содержит гидравлический объемный мультипликатор давления, питаемый через распределитель жидкости.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что фильтрующий элемент расположен в циркуляционном контуре между циркуляционным насосом и распределителем жидкости.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что фильтрующий элемент расположен в циркуляционном контуре между распределителем жидкости и емкостью очищаемой жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2