Установка для получения отфильтрованного осадка из суспензии

Авторы патента:

Красный Борис Лазаревич (RU)

Гутин Юрий Викторович (RU)

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

Владельцы патента RU 2425710:

Красный Борис Лазаревич (RU)
Гутин Юрий Викторович (RU)

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 для получения фильтровального осадка из суспензии содержит ванну, два параллельно вращающихся в противоположных направлениях пустотелых вала, на которых расположены пустотелые керамические сектора, стенки которых содержат проницаемые поры, увеличивающиеся в размерах от поверхности фильтрации по ходу движения фильтрата. Керамические сектора соединены патрубками через пустотелый вал с распределительной головкой. Диски с секторами одного вала расположены между дисками второго вала с зазором, обеспечивающим бесконтактное вращение секторов со слоем отлагающегося на их фильтрующей поверхности осадка. Параллельные пустотелые валы объединены общим приводом и вакуумным насосом. В придонном пространстве установлены две горизонтальные мешалки, оси которых параллельны осям пустотелых валов. Технический результат: получение осадка с минимальным влагосодержанием, увеличение производительности и степени чистоты фильтрата. 3 ил.

Среди вращающихся фильтров наиболее прогрессивными конструкциями являются устройства с использованием в качестве фильтрующих средств керамических фильтрующих пустотелых элементов, позволивших решить проблему механической очистки фильтрующей поверхности и процесс регенерации с использованием ультразвуковых устройств (FI №77161, 10.02.89; FI №82388, 11.03.91; RU 2200613, 20.03.2003; RU 2142319, 18.04.95; RU 2007115470, 10.27.2008).

По технической сущности и комплектующим узлам наиболее близким к предложенному техническому решению является дисковый вакуум-фильтр, содержащий ванну, фильтрующие диски, расположенные на двух параллельных полых валах, причем диски одного вала установлены между дисками другого вала с зазором, каждый диск выполнен из отдельных секторов, обтянутых фильтровальной тканью, которая образует фильтрующую поверхность дисков (SU, А.с. №406553, 12.04.1974, В01Д 33/20).

Недостаток известного дискового вакуум-фильтра заключается в том, что он в силу своих конструктивных особенностей может применяться только, как фильтр-сгуститель и предназначен для обезвоживания суспензий. Конструкция дисков фильтра не позволяет получить равномерную толщину осадка на поверхности фильтрующих дисков, что снижает эффективность процесса фильтрования, а снижение влагосодержания в этом фильтре в результате дополнительного механического отжима осадка между поверхностями смежных дисков параллельных валов не обеспечивает номинальной влажности осадка (кека), например, в горно-металлургической промышленности и требует дополнительной сушки, что увеличивает энергоемкость получения кека и готовой продукции.

Целью настоящего изобретения является получение осадка с минимальным влагосодержанием, увеличение производительности, уменьшение энергопотребления и металлоемкости, увеличение степени чистоты получаемого фильтрата.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для получения фильтровального осадка из суспензии, содержащей ванну, внутри которой на двух параллельных вращающихся в противоположных направлениях пустотелых валах размещены фильтрующие диски, указанные диски выполнены из пустотелых керамических секторов, стенки которых содержат проницаемые поры, увеличивающиеся в размерах от поверхности фильтрации по ходу движения фильтрата, керамические сектора, соединение патрубками через пустотелый вал с распределительной головкой, диски с секторами одного вала расположены между дисками второго вала с зазором, обеспечивающим бесконтактное вращение секторов со слоем отлагающегося на их фильтрующей поверхности осадка, снимаемого керамическими ножами, параллельные пустотелые валы объединены общим приводом, в придонном пространстве установлены две горизонтальные мешалки, оси которых параллельны осям пустотелых валов.

Сущность изобретения. заключается в том, что выполнение конструктивных узлов установки вышеописанным образом позволяет увеличить срок службы фильтрующих элементов и снизить металлоемкость фильтра. Структура проницаемого керамического материала секторов позволяет создать условия для действия капиллярных сил, которые способствуют более полному отводу жидкой фазы из образующегося на фильтрующей поверхности секторов слоя осадка, увеличить степень очистки до 99,9%, уменьшить расход проходящего через сектор воздуха и, как следствие этого, уменьшить энергозатраты. Разделение вала на две части и их параллельное расположение позволяет снизить гидравлическое сопротивление коллекторной системы, что обеспечивает снижение энергозатрат на отвод фильтрата и уменьшить занимаемую площадь в плане при равной площади фильтрования.

Сравнение заявленного изобретения с прототипом позволяет утверждать о соответствии критерию «новизна», а отсутствие в известных аналогах отличительных признаков заявленного изобретения говорит о соответствии критерию «изобретательский уровень».

Пилотные испытания позволяют судить о работоспособности установки и о возможности ее промышленного использования.

На фиг.1 представлен вид со стороны привода.

На фиг.2 представлен вид сверху (в плане).

Установка для получения отфильтрованного осадка из суспензии содержит ванну (1), два пустотелых вала (2), фильтрующие диски (3), установленные с зазором (4), керамические сектора (5), стенки которых содержат проницаемые поры (6), патрубки для отвода фильтрата (7), распределительную головку (8), ножи для съема осадка (9), привод фильтрата (10), мешалки с приводом (11), коллекторы для подачи суспензии (12).

Установка работает следующим образом:

Исходная суспензия заполняет ванну (1) до заданного уровня, с одновременно работающими мешалками (11). После заполнения суспензией до заданного уровня ванны (1) включается привод фильтра (10), обеспечивающий радиальную скорость пустотелых валов (2) от 0,3 до 1.5 об/мин. Скорость движения регулируется бесступенчато и определяется плотностью суспензии. Под действием всасывающего устройства (не показано) через распределительные головки (8) и пустотелые валы (2) во внутреннем пустотелом объеме керамических секторов (5) создается разряжение, в результате которого на фильтрующей поверхности в зазоре между дисками (4) образуется осадок. Вторая фаза обезвоживания осадка начинается при выходе керамических секторов из суспензии и заканчивается в зоне установки ножевого устройства (9), обеспечивающего механический съем осадка. После снятия осадка через регулирующий орган в распределительных головках (8) и пустотелые валы во внутренний объем керамических секторов (фиг.3) подается противотоком под давлением импульс промывочной воды в течение 2-3 с и осуществляется физический процесс капиллярной промывки. Все циклы технологического процесса осуществляются при каждом обороте фильтрующих дисков с керамическими секторами. Через нормированный период времени, в зависимости от химического состава суспензии, производят комбинированную регенерацию фильтрующих элементов противотоком с помощью кислотных растворов с наложением ультразвуковой кавитации.

Сравнительные испытания предложенной конструкции показали явное преимущество перед аналоговым решением, что подтверждает достижение поставленного технического результата.

Установка для получения отфильтрованного осадка из суспензии включает ванну, внутри которой на двух параллельных вращающихся в противоположных направлениях пустотелых валах размещены фильтрующие диски, причем диски одного вала установлены между дисками другого вала с зазором, отличающаяся тем, что диски выполнены из пустотелых керамических секторов, стенки которых содержат проницаемые поры, увеличивающиеся в размерах от поверхности фильтрации по ходу движения фильтрата, керамические сектора соединены патрубками через пустотелый вал с распределительной головкой, диски с секторами одного вала расположены между дисками второго вала с зазором, обеспечивающим бесконтактное вращение секторов со слоем отлагающегося на их фильтрующей поверхности осадка, снимаемого керамическими ножами, параллельные пустотелые валы объединены общим приводом, в придонном пространстве установлены две горизонтальные мешалки, оси которых параллельны осям пустотелых валов.

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 // 2085254

Изобретение относится к оборудованию для обезвоживания суспензий, пульп и шламов и может быть использовано в технологических процессах обезвоживания различных тонкоизмельченных материалов, в частности, концентратов руд.

Способ получения вытяжки из сапропеля // 2057726

Изобретение относится к способам получения вытяжек из влажных илов, например, сапропеля. .

Дисковый фильтр // 2044555

Сектор дискового фильтра и дисковый фильтр // 2452553

Скребковое устройство для фильтрационной установки под давлением // 2488423

Изобретение относится к фильтрационной установке под давлением

Ротационный фильтр // 2557595

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.

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.