Фильтр для очистки жидкости и способ очистки фильтра

 

Изобретение относится к конструкции фильтров, промываемых фильтруемой жидкостью. Фильтр, содержащий корпус, установленные в нем фильтрующие элементы в виде проницаемой стенки, покрытой мягким фильтрующим полотном с образованием кольцевого канала, трубные диски для крепления фильтрующих элементов, разделяющие корпус на камеры исходной жидкости, фильтрата и сбора осадка, промывают путь создания обратного потока фильтрата, который волнообразно и последовательно деформирует фильтрующее полотно между уровнями жидкости в камере фильтрата и вакуумированном кольцевом канале. Изобретение обеспечивает повышение качества и производительности фильтрования, упрощение конструкции и повышение надежности фильтра. 2 с.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к конструкциям и способам очистки фильтров, промываемых фильтруемой жидкостью. Изобретение может быть использовано любой отраслью промышленности в технологических процессах фильтрования.

Известно техническое решение по авторскому свидетельству СССР N 142626, в котором через трубчатый фильтрующий элемент, образующий кольцевой канал с непроницаемой концентричной стенкой, исходную жидкость подают по каналу непрерывном потоком вдоль фильтрующего элемента под избыточным давлением. В кольцевом канале жидкость делится на два потока - фильтрат и промывной поток, снижающий интенсивность образования осадка и рециркулирующий в установке.

Недостатками этого устройства и способа очистки является то, что они не обеспечивают полную регенерацию фильтрующих элементов в процессе фильтрования и требуют дополнительных простоев оборудования для замены элементов. Кроме того, относительно высокое давление подаваемой жидкости ограничивает применение фильтрующих тканей для тонкого фильтрования.

Также известен самоочищающийся фильтр по авторскому свидетельству СССР N 1558430 B 01 D 24/46, содержащий корпус с патрубками подвода исходной жидкости, отвода фильтрата и промывного потока, трубные диски, образующие в корпусе камеры приема исходной жидкости, фильтрата и сбора осадка, выносимого промывным потоком, фильтрующие элементы с кольцевым каналом. Очистка фильтрующей поверхности производится обратным потоком фильтрата при последовательном отключении кольцевых каналов фильтрующих элементов от камеры приема и подключении их к камере сбора осадка, посредством электроприводного кулачкового механизма, управляющего клапанами. Недостатком данного фильтра является сложность конструкции, низкие надежность и качество регенерации фильтрующих элементов.

Наиболее близким техническим решением к настоящему изобретению является фильтр и раскрытый в его описании способ очистки по авт. свид. N 1232126 B 01 D 27/14. В установке, содержащей корпус с патрубками подвода исходной жидкости, отвода фильтрата и промывного потока, трубные диски, образующие в корпусе камеры приема исходной жидкости и фильтрата, фильтрующие элементы, содержащие проницаемую стенку, покрытую мягким фильтрующим полотном, очистка полотна производится гидравлическими ударами обратного потока фильтрата при последовательном переключении фильтрующих элементов с камеры приема на камеру сбора осадка, выполненную в виде поворотного колена всасывающей трубы насоса. Промывной поток с осадком подается насосом в центрифугу для отделения осадка и далее в линии давления фильтра. Поворот колена производится посредством электроприводного механизма. Недостатки решения заключатся в сложности многоагрегатной установки, низких надежности и качестве регенерации фильтрующих элементов.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением - повышение качества и производительности фильтрования, упрощение конструкции и повышение надежности фильтра.

Поставленная задача решается применением гидромеханического стряхивания для удаления осадка с фильтрующей поверхности, что достигается путем прекращения подачи исходной жидкости в фильтр, прекращения отвода фильтрата из камеры фильтрата, соединения камеры фильтрата с атмосферой и последующего вакуумирования кольцевого канала фильтроэлементов сливом жидкости из фильтра через отвод загрязнений, при этом обратный поток фильтрата в кольцевой канал волнообразно и последовательно деформирует фильтрующее полотно, разрушая и удаляя с него слой осадка.

Эффективная регенерация при малых давлениях обратного потока позволяет снизить износ фильтрующего полотна, применять ткани для тонкой очистки и сократить периоды обслуживания фильтра.

Для осуществления указанного способа в фильтре, содержащем корпус с патрубками подвода исходной жидкости, отвода фильтрата и отвода промывного потока, трубные диски, образующие в корпусе камеры приема исходной жидкости, фильтрата и сбора осадка, и фильтрующие элементы с кольцевым каналом, камера сбора осадка выполнена в виде гидроциклона и снабжена патрубком слива осадка, а проницаемые стенки фильтрующих элементов выполнены в виде сеток, покрытых мягким фильтрующим полотном, установленным с возможностью волнообразной деформации обратным потоком фильтрата между уровнями жидкости в камере фильтрата и кольцевом канале фильтрующего элемента при вакуумировании последнего сливом жидкости, причем размеры канала и натяжение полотна фильтрующего элемента связаны соотношением: 0,8 ≅ h/(R-r) ≅ 1,5, где h - свободный прогиб фильтрующего полотна под действием силы тяжести при горизонтальном положении фильтрующего элемента; R - наружный радиус кольцевого канала; r - внутренний радиус кольцевого канала.

На фиг. 1 изображен общий вид фильтра, разрез.

На фиг. 2 изображен разрез А-А фиг. 1.

На фиг. 3 изображен разрез Б-Б фиг. 1.

На фиг. 4 изображен выносной элемент В фиг. 1.

На фиг. 5 изображено сечение Г-Г фиг. 4.

На фиг. 6 изображен разрез Д-Д фиг. 5.

На фиг. 7 - фильтрующий элемент в горизонтальном положении.

Предпочтительная конструкция фильтра содержит корпус 1, разделенный трубными дисками 2, 3 на три камеры: камеру исходной жидкости 4 с подводящим патрубком 5, камеру фильтрата 6 с патрубком отвода фильтрата 7 и с атмосферным патрубком 8, камеру сбора осадка 9 с двумя патрубками: для промывного потока 10 и для слива осадка 11. Между дисками 2, 3 в жестких сетках 12 установлены фильтрующие элементы 13. Фильтрующий элемент 13 состоит из полого глухого цилиндра 14 с фланцами 15 и 16, в которых закреплено мягкое фильтрующее полотно 17. Сетка 12 с мягким полотном 17 образуют проницаемую стенку кольцевого канала 18 вокруг цилиндра 14. Кольцевой канал 18 соединен отверстиями 19 и 20 с камерами 4 и 9. Камера сбора осадка 9 выполнена в виде гидроцилиндра с коническим днищем 21, цилиндрической обечайкой 22 и кольцевым каналом 23.

Фильтр работает следующим образом.

Исходная жидкость подается через подводящий патрубок 5 в камеру 4, откуда через отверстия 19 поступает в кольцевой канал 18, где она делится на два потока - один проходит через фильтровальное полотно 17 и сетку 12 и удаляется через патрубок отвода фильтрата 7, другой - промывной поток, проходя вдоль кольцевого канала 18, удаляет отложения осадка с полотна 17, проходит через отверстия 20, поступает в камеру сбора осадка 9. Цилиндрическая обечайка 22 направляет промывной поток к вершине конуса. Поток приобретает вихревое движение за счет тангенциально расположенного патрубка 10. При этом происходит отделение крупных агломератов осадка и их сползание в коническое днище 21. Откуда осадок периодически удаляется через патрубок слива осадка 11.

Процесс удаления мелкодисперсного осадка с поверхности полотна 17 производится гидромеханическим стряхиванием, осуществляемым следующим образом.

Прекращают подачу исходной жидкости и отвод фильтрата на время, необходимое для естественного слива жидкости из камер 4 и 6 при открытом атмосферном патрубке 8 и одном из патрубков 10, 11, чем достигается вакуумирование кольцевого канала 18 и последовательная, волнообразная деформация полотна 17 обратным потоком фильтрата, который разрушает слой мелкодисперсного осадка и удаляют его с полотна.

При постепенном снижении разных уровней жидкости в камере фильтрата 6 и вакуумированном кольцевом канале 18 будет происходить послойная очистка полотна 17.

Наиболее эффективное гидромеханическое стряхивание осадка с полотна 17 происходит при условии, что размеры канала и натяжение полотна фильтрующего элемента связаны соотношением: 0,8 ≅ h/(R-r) ≅ 1,5, где h - свободный прогиб фильтрующего полотна под действием силы тяжести (контролируется при горизонтальном положении фильтрующего элемента); R - наружный радиус кольцевого канала; r - внутренний радиус кольцевого канала.

Проведенные испытания показали, что предлагаемый способ эффективнее известных решений и обеспечивает повышение качества очистки и производительности процесса за счет применения тканей для тонкого фильтрования и сокращения периодов обслуживания. Предложенная конструкция фильтра проще и надежней аналогов.

Промышленная применимость предлагаемого способа и устройства подтверждена испытаниями опытного образца на Нижегородском предприятии АООТ "Лакокраска", показала хорошие результаты. Простота предлагаемой конструкции фильтра позволяет осуществить изготовление на любом из предприятий, занимающихся производством фильтровального оборудования.

Перечисленные признаки отличаются предлагаемые технические решения от прототипов и обуславливают соответствие этих решений требованиям изобретения.

Формула изобретения

1. Фильтр, содержащий корпус с патрубками подвода исходной жидкости, отвода фильтрата и отвода промывного потока, трубные диски, образующие в корпусе камеры приема исходной жидкости и фильтрата, камеру сбора осадка, фильтрующие элементы, проницаемая стенка которых покрыта мягким фильтрующим полотном, отличающийся тем, что камера сбора осадка выполнена в виде гидроциклона и снабжена патрубком слива осадка, а мягкое полотно фильтрующего элемента установлено с возможностью последовательной и волнообразной деформации обратным потоком фильтрата между уровнями жидкости в камере фильтрата и вакуумированном кольцевом канале фильтрующего элемента, размеры которого и натяжение фильтрующего полотна связаны соотношением
0,8 ≅ h/(R - r) ≅ 1,5,
где h - свободный прогиб фильтрующего полотна под действием силы тяжести при горизонтальном положении фильтрующего элемента;
R - наружный радиус кольцевого канала;
r - внутренний радиус кольцевого канала.

2. Способ очистки фильтра противотоком при наличии у фильтра подвода исходной жидкости, отводов фильтрата и загрязнений, камеры фильтрата и установленных в ней фильтрующих элементов, содержащих канал с проницаемой стенкой, покрытой мягким фильтрующим полотном, отличающийся тем, что удаление осадка с фильтрующего полотна производится гидромеханическим стряхиванием осадка, путем прекращения подачи исходной жидкости в фильтр, прекращения отвода фильтрата из фильтра, соединения камеры фильтрата с атмосферой и последующего вакуумирования каналов фильтроэлементов сливом жидкости из фильтра через отвод загрязнений, при котором обратный поток фильтрата волнообразно и последовательно деформирует мягкое фильтрующее полотно между уровнями жидкости в камере фильтрата и вакуумированном канале фильтрующего элемента, разрушая и удаляя с полотна слой осадка.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7