БАРАБАННЫЙ ВАКУУМ-ФИЛЬТР

БАРАБАННЫЙ ВАКУУМ-ФИЛЬТР


RU (11) 2307697 (13) C1

(51) МПК
B01D 33/27 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2006100629/15 
(22) Дата подачи заявки: 2006.01.10 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.01.10 
(45) Опубликовано: 2007.10.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 973143 А, 15.11.1982. SU 1674904 A1, 07.09.1991. SU 1745293 A1, 07.07.1992. SU 1442258 A1, 07.12.1988. JP 2003001021 А, 07.01.2003. ЕР 1086735 А1, 28.03.2001. 
(72) Автор(ы): Голованчиков Александр Борисович (RU); Гавриленко Павел Владимирович (RU); Ивашиненко Елена Павловна (RU); Мишта Светлана Петровна (RU); Мишта Валерий Павлович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU) 
Адрес для переписки: 400131, г. Волгоград, пр. Ленина, 28, ВолгГТУ, отдел интеллектуальной собственности 

(54) БАРАБАННЫЙ ВАКУУМ-ФИЛЬТР

Изобретение относится к устройствам для фильтрования и может быть использовано в химической, нефтехимической, биохимической, микробиологической, фармакологической, лакокрасочной, пищевой промышленности, связанных с разделением тонкодисперсных жидких систем, и в экологических процессах при очистке промышленных и хозяйственных бытовых сточных вод. Барабанный вакуум-фильтр содержит корыто для суспензии, вращающийся в опорах барабан с ячейками, соединенный с распределительной головкой, фильтровальную перегородку, выполненную в виде перфорированной ленты из эластичного материала, приспособление для регенерации перфорированной перегородки. Барабан выполнен в виде винтовой спирали из упругого материала, а опоры барабана установлены под углом друг к другу таким образом, что поверхность барабана имеет криволинейный профиль с выпуклостью в зоне регенерации фильтровальной перегородки и с вогнутостью в зоне фильтрования. Технический результат: улучшение качества фильтрования и регенерации фильтровальной перегородки. 2 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для фильтрования и может быть использовано в химической, нефтехимической, биохимической, микробиологической, фармакологической, лакокрасочной, пищевой промышленности, связанных с разделением тонкодисперсных жидких систем, и в экологических процессах при очистке промышленных и хозяйственных бытовых сточных вод.

Известен барабанный вакуум-фильтр с внешней фильтрующей поверхностью.

Барабанный вакуум-фильтр имеет горизонтальный цилиндрический перфорированный барабан, покрытый снаружи фильтровальной тканью. Поверхность фильтрования барабана разделена на ряд ячеек-секторов, изолированных одна от другой. Ячейки при движении по окружности присоединяются к источникам вакуума, промывной жидкости и сжатого воздуха от распределительного устройства, установленного внутри барабана.

В зоне удаления осадка ячейка соединяется с источником сжатого воздуха в направлении, противоположном направлению фильтрата, сквозь фильтровальный материал (А.Г.Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. Издание восьмое, переработанное. - М.: Химия, 1971, стр.213-216).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность удаления осадка с фильтровального материала и его регенерация от тонких частиц осадка, что приводит к большим затратам энергии и сжатого воздуха.

Известен барабанный вакуум-фильтр, содержащий перфорированный барабан с ячейками, бесконечную фильтровальную перегородку, распределительную головку и приспособление для регенерации фильтровальной перегородки. Барабан установлен на опорах, соединен с распределительной головкой и частично погружен в корыто с суспензией.

Процесс фильтрования осуществляется в нижней части барабана, а регенерация фильтровальной перегородки производится на барабане продувкой ее воздухом или промывкой чистой жидкостью (Авт. св. СССР №405563, В01D 33/06, 1973).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невозможность полного извлечения осажденных в фильтровальном материале твердых частиц осадка, особенно его тонкодисперсной фазы. Это приводит к снижению эффективности работы фильтра и требует частой замены фильтровальной перегородки на новую.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является барабанный вакуум-фильтр, содержащий корыто для суспензии, вращающийся в опорах перфорированный барабан с ячейками, соединенный с распределительной головкой, фильтровальную перегородку, выполненную в виде перфорированной ленты из эластичного материала с ребордами по краям, прижимные, приводные валки и направляющие ролики, при этом приводные валки размещены над барабаном, прижимные валки установлены в местах схода перегородки с барабана так, что реборды по краям эластичного материала взаимодействуют с направляющими роликами (Авт. св. СССР №973143, В01D 33/06, 1982 г.).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность конструкции, связанная с закреплением реборд по краям эластичного материала, необходимостью установки приводных и прижимных валков и направляющих роликов для перемещения перфорированной ленты из зоны фильтрования на барабане в зону регенерации, где происходит растяжение эластичного материала с раскрытием его отверстий. Это увеличивает стоимость фильтрования и усложняет технологию очистки суспензии от частиц дисперсной фазы.

Задачей предлагаемого технического решения является создание барабанного вакуумного фильтра упрощенной конструкции и увеличение срока службы фильтровальной перегородки, выполненной в виде перфорированной ленты из эластичного материала.

Техническим результатом является улучшение качества фильтрования и регенерации фильтровальной перегородки и упрощения конструкции барабанного вакуумного фильтра.

Поставленный технический результат достигается тем, что в барабанном вакуумном фильтре, содержащем корыто для суспензии, вращающийся в опорах барабан с ячейками, соединенный с распределительной головкой, фильтровальную перегородку, выполненную в виде перфорированной ленты из эластичного материала и приспособление для регенерации фильтровальной перегородки, при этом барабан выполнен в виде винтовой спирали из упругого материала, а опоры барабана установлены под углом друг к другу, таким образом, что поверхность барабана имеет криволинейный профиль с выпуклостью в зоне регенерации фильтровальной перегородки и с вогнутостью в зоне фильтрования.

Выполнение барабана в виде винтовой спирали из упругого материала позволяет изгибать его с образованием криволинейного профиля, так что он имеет выпуклость в зоне регенерации фильтровальной перегородки за счет увеличения зазора между витками винтовой спирали, а значит растяжение фильтровальной перегородки и увеличение размера пор перфорированной ленты из эластичного материала. В зоне фильтрования винтовая спираль барабана образует вогнутый профиль за счет уменьшения зазора между витками винтовой спирали, а значит сжатия фильтровальной перегородки и уменьшение размера пор перфорированной ленты из эластичного материала, что улучшает качество фильтрования и регенерации фильтровальной перегородки.

Установка опор барабана под углом друг к другу позволяет при вращении барабана его части, погруженной в корыто с суспензией в зоне фильтрования, проводить процесс фильтрования при минимальном размере пор перфорированной ленты из эластичного материала, что способствует улавливанию тонких частиц и увеличению качества фильтрата, а части барабана, находящейся в зоне регенерации, проводить этот процесс при максимально растянутых порах фильтровальной перегородки, выполненной из эластичного материала, что значительно облегчает отделение частиц из пор фильтровальной перегородки, уменьшает время регенерации и расход регенерирующего газа при обратной продувке фильтровальной перегородки.

Схема поперечного разреза барабанного вакуумного фильтра представлена на фиг.1, а на фиг.2 представлен общий вид продольного сечения А-А в зоне регенерации фильтровальной перегородки.

Барабанный вакуум-фильтр содержит корыто 1 для суспензии с патрубком 2 для ее подачи в корыто 1, частично погруженный в корыто 1 барабан 3, выполненный в виде винтовой спирали из упругого материала, например стальной проволоки, и установленный на опорах 4 и 5 под углом друг к другу, обеспечивающий изгиб барабана 3 таким образом, что поверхность барабана имеет криволинейный профиль с выпуклостью в зоне регенерации фильтровальной перегородки и с вогнутостью в зоне фильтрования.

На внешней стороне винтовой спирали барабана 3 закреплена в ненапряженном свободном состоянии фильтровальная перегородка 6 из эластичного материала, например ткани или трикотажа с высокорастяжимыми нитями типа спандекс или резины. Внутри барабана 3 расположены распределительная головка 7 с ячейкой вакуумного фильтрования I, охватывающей зону барабана 3, погруженную в корыто 1, и патрубком 8 отвода фильтрата, ячейку промывки осадка II с патрубком 9 подачи промывной жидкости, ячейку обезвоживания III с патрубком 10 отвода промывной жидкости и ячейку IV, представляющую собой приспособление 11 для регенерации фильтровальной перегородки с патрубком 12 для подачи сжатого воздуха или греющего газа и его выхода по форсункам 13 к ячейкам фильтровальной перегородки. Ячейки I-IV разделены разделительными радиальными перегородками 14.

Вакуумирование ячейки I, подача промывочной жидкости в ячейку II, ее отвод в ячейку III и подача сжатого газа в ячейку IV происходит в распределительной головке 7, соединенной трубками и шлангами 15, 16, 17, 18 через полые валы 19, 20 барабана 3 с соответствующими внешними магистралями. Для вращения барабана 3 на валу 19 закреплено зубчатое колесо 21, присоединенное к приводу (не показано). Отвод отработанной промывной жидкости осуществляется из кожуха 22 по патрубку 23, а отвод частиц осадка 24 с потоком сжатого воздуха или газа осуществляется из кожуха 25 по патрубку 26.

Необходимо особо отметить, что опоры 4 и 5 установлены под углом друг к другу так, что обеспечивают изгиб витков спирали барабана 3 с выпуклой стороны в зоне регенерации фильтровальной перегородки, охватывающий ячейку IV распределительной головки 7, где происходит подача сжатого воздуха или газа на фильтровальную перегородку, и изгиб витков спирали вогнутой стороной в зоне фильтрования, охватывающий ячейку I.

Барабанный вакуум-фильтр работает следующим образом.

По патрубку 2 подают исходную суспензию в корыто 1 так, что фильтровальная перегородка 6 погружена в нее в зоне ячейки вакуумного фильтрования I. Включают привод, который через зубчатое колесо 21 приводит во вращение барабан 3 с валами 19 и 20. По патрубкам 8, 9, 10 и 12, соединенным с соответствующими магистралями вакуума, подачи промывной жидкости, ее отвода и подачи сжатого воздуха или газа внутри распределительной головки 7 патрубками или шлангами 15, 16, 17, 18 через полые валы 19 и 20, подают или отводят соответствующие материальные потоки.

Так при вакуумировании ячейки вакуумного фильтрования I под действием перепада давления идет фильтрование сплошной фазы суспензии с образованием осадка 24 на фильтровальной перегородке 6.

Так как ячейка вакуумного фильтрования I развернута почти на 180° относительно ячейки IV с зоной регенерации фильтровальной перегородки, то витки винтовой спирали барабана 3 находятся в сжатом или ненапряженном состоянии, а поры фильтровальной перегородки 6, выполненной из эластичного материала, имеют минимальный размер, что обеспечивает задержку частиц тонкодисперсной фазы суспензии на фильтровальной перегородке 6 с образованием слоя осадка 24. Образовавшийся осадок 24 поступает при вращении барабана 3 к ячейке промывки осадка II, в которой через патрубок 9 происходит подача промывной жидкости. Так как в этой ячейке, развернутой также почти на 180° относительно ячейки IV витки винтовой спирали находятся в сжатом или нейтральном ненапряженном состоянии, то промывка осадка осуществляется без размывания его структуры с сохранением на фильтровальной перегородке. Тоже касается ячейки III, смежной с ячейкой II, куда промытый осадок 24 поступает при вращении барабана 3 на отвод промывной жидкости из пор осадка и его осушку. Избыток промывной жидкости в месте с жидкостью суспензии, вымытой из пор осадка, поступает в кожух 22 и по патрубку 23 выводится наружу, а промывная жидкость, вымытая из пор осадка в ячейке III, по патрубку 10 выводится наружу из распределительной головки 7.

Промытый и осушенный осадок из ячейки III при вращении барабана 3 поступает в зону регенерации с ячейкой IV, где витки винтовой спирали барабана 3 предельно растянуты, так как находятся на его выпуклой стороне в зоне приспособления 11 для регенерации фильтровальной перегородки. Вместе с витками винтовой спирали барабана 3 растягиваются поры фильтровальной перегородки 6, выполненной из эластичного материала. При подаче сжатого воздуха или горячего газа через форсунки 13 он поступает в раскрытые поры эластичного материала фильтровальной перегородки 6 и легко удаляет наружу в кожух 25 частицы дисперсной фазы, а сам осадок, образовавшийся в процессе фильтрования, также легко сдувается в кожух 25 и по патрубку 26 выводится наружу в бункер или в циклон.

Кроме того, поток воздуха или горячего газа отдувает эластичный материал фильтровальной перегородки 6 от поверхности витков винтовой спирали барабана 3, что еще больше увеличивает размер пор и облегчает удаление из них частиц и разрушение осадка. При пульсирующей подаче воздуха или газа в приспособление 11 для регенерации фильтровальной перегородки 6 эффект очистки пор эластичного материала и разрушения осадка идет еще эффективнее. Таким образом, конструкция барабанного вакуум-фильтра позволяет упростить процесс регенерации фильтровальной перегородки и увеличить скорость регенерации, уменьшить длину эластичного материала фильтровальной перегородки и размера самого устройства, упростить обслуживание и увеличить срок службы фильтровальной перегородки.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Барабанный вакуум-фильтр, содержащий корыто для суспензий, вращающийся в опорах барабан с ячейками, соединенный с распределительной головкой, фильтровальную перегородку, выполненную в виде перфорированной ленты из эластичного материала, и приспособление для регенерации фильтровальной перегородки, отличающийся тем, что барабан выполнен в виде винтовой спирали из упругого материала, а опоры барабана установлены под углом друг к другу, таким образом, что поверхность барабана имеет криволинейный профиль с выпуклостью в зоне регенерации фильтровальной перегородки и с вогнутостью в зоне фильтрования.








ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru