BR112018008592B1 - Elemento do filtro para um aparelho de filtro de discos - Google Patents

Abstract

ELEMENTO DO FILTRO PARA APARELHO DE FILTRO DE DISCO. Um elemento de filtro (1) para um aparelho de filtro de disco (2) compreende pelo menos um elemento de filtro (3). O elemento de filtro (3) compreende uma camada de membrana permeável e apresenta uma primeira superfície de filtro (9a) para receber uma pressão e direcionada para uma cavidade interna (12) disposta no interior do elemento de filtro (1), e uma segunda superfície de filtro (9b) para receber partículas sólidas filtradas de uma alimentação. O elemento de filtro (3) forma um filtro capilar. A espessura (D2, D2') do elemento de filtro (3) na direção transversal do elemento de filtro (1) é menor ou igual a 24 mm.(Figura 2b).

Description

CAMPO DE INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a um elemento de filtro de um filtro de disco.

[0002] A presente invenção se refere, adicionalmente, a um aparelho de filtro de disco.

[0003] Placas de filtro conhecidas são tipicamente pesadas, o que pode dificultar o seu manuseio durante a manutenção e até mesmo causar riscos ocupacionais.

ANTECEDENTES

[0004] A filtração é um processo amplamente utilizado pelo qual uma mistura de lama ou líquido com sólido é forçada através de um meio, com os sólidos retidos no meio, como um bolo, e a fase líquida passando através dele. Este processo é geralmente bem entendido na indústria. Exemplos de tipos de filtragem incluem filtração de profundidade, filtração por pressão e vácuo, por gravidade e filtração centrífuga.

[0005] Os meios filtrantes mais utilizados para filtros a vácuo são panos de filtro e meios revestidos, por exemplo, o meio filtrante cerâmico.

[0006] O uso de um meio filtrante de pano requer bombas de vácuo de trabalho pesado, devido a perdas de vácuo através do pano durante a delaminação do bolo. O meio filtrante cerâmico, quando úmido, não permite a passagem de ar devido a uma ação capilar. Isso diminui o nível de vácuo necessário, permite o uso de bombas de vácuo menores e, consequentemente, gera economia de energia significativas. O documento DE 4330163 descreve um filtro cerâmico rotativo para uso em micro e ultrafiltração. O documento WO 2004024291 divulga uma placa de filtro compreendendo um substrato e uma membrana posicionada no substrato. O documento WO 2005035095 divulga uma placa de filtro com uma camada interna porosa, uma camada filtrante microporosa uniforme em ambos os lados e nas bordas da camada interna.

BREVE DESCRIÇÃO

[0007] Visto de um aspecto, pode ser proporcionado um elemento de filtro para um aparelho de filtro de disco, compreendendo pelo menos um elemento de filtro, em que o elemento de filtro compreende uma camada de membrana permeável e tem uma primeira superfie de filtro para receber uma pressão e direcionada para uma cavidade interna disposta no interior do elemento de filtro e uma segunda superfie de filtro para receber partículas sólidas filtradas de uma alimentação, em que o elemento de filtro forma um filtro capilar, em que a espessura do elemento de filtro na direção transversal do elemento de filtro menor do que ou igual a 24 mm, e em que o elemento de filtro compreende ainda pelo menos um elemento de filtro disposto em cada lado de um elemento de estrutura, que proporciona duas primeiras superfies de filtro (9a), uma de cada lado do elemento de estrutura.

[0008] Deste modo, pode ser obtido, por exemplo, um elemento de filtro mais leve, que seja mais fácil e seguro de manusear durante a manutenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0009] Algumas formas de realização que ilustram a presente divulgação são descritas em mais detalhes nos desenhos anexos, em que: A Figura 1 ilustra um elemento de estrutura de um elemento de filtro para um aparelho de filtro de disco; A figura 2a é uma vista lateral de um elemento de filtro; A figura 2b é uma vista em corte do elemento de filtro mostrado na figura 2a; A figura 3 é uma vista de topo em perspectiva que ilustra um aparelho de filtro de disco; e A figura 4 é uma vista lateral que ilustra o aparelho de filtro de disco mostrado na figura 3.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] Princípios das formas de realização podem ser aplicados para secagem ou desidratação de materiais fluidos em quaisquer processos industriais, particularmente em indústrias minerais e de mineração. Em formas de realização aqui descritas, um material a ser filtrado é referido como lama, mas as formas de realização não se destinam a restringir-se a este tipo de material fluido. A suspensão pode ter uma concentração elevada de sólidos, por exemplo, concentrados de metais comuns, minério de ferro, cromita, ferrocromo, cobre, ouro, cobalto, níquel, zinco, chumbo e pirita.

[0011] A Figura 1 ilustra um elemento de estrutura 4 de um elemento de filtro 1 para um aparelho de filtro de disco 2, a Figura 2a é uma vista lateral de um elemento de filtro e a Figura 2b é uma vista em corte do elemento de filtro mostrado na Figura 2a.

[0012] O elemento de filtro 1 pode compreender pelo menos um membro de filtro 3. Tipicamente, o elemento de filtro compreende pelo menos dois membros de filtro 3, um no primeiro lado e outro no segundo lado do elemento de filtro 1, em que o primeiro e o segundo lado do elemento de filtro 1 são opostos um ao outro. Deve notar-se que na figura 1 apenas o elemento de estrutura 4 do elemento de filtro 1 é mostrado sem os membros de filtro 3.

[0013] De acordo com uma forma de realização, o elemento de filtro 1 é um elemento de filtro 1 de um setor truncado, compreendendo as superfícies de filtro secundárias ou exteriores 9b em ambos os lados S1, S2 do elemento 1. Um elemento de filtro 1 é adequado para um aparelho de filtro de disco.

[0014] O membro de filtro 3 pode compreender uma camada de membrana permeável e ter uma primeira superfie de filtro 9a para receber uma pressão. A pressão pode compreender uma subpressão durante a filtragem de uma alimentação, pelo que a subpressão fornece sucção na primeira superfície do filtro 9a. Por outro lado, a pressão pode compreender uma pressão positiva durante a limpeza e/ou manutenção do elemento de filtro 1, tal como a retrolavagem. A primeira superfie de filtro 9a pode ser dirigida para uma cavidade interna 12 disposta no interior do elemento de filtro 1. De acordo com uma forma de realização, a cavidade interna 12 pode ser usada para recolher líquido filtrado pelo elemento de filtro 1 e guiar o líquido para processamento adicional. A subpressão durante a filtragem pode, assim, ser fornecida dentro da cavidade interna 12. O membro de filtro 3 pode ainda compreender uma segunda superfície de filtro 9b para receber partículas sólidas filtradas de uma alimentação. O membro de filtro 3 pode formar um filtro capilar. Um filtro capilar se refere a um filtro, em que a estrutura e/ou o material do filtro, tal como o membro de filtro 3, permite que certa quantidade de líquido, tal como água, seja mantida no filtro por uma ação capilar. O líquido pode ser mantido em microporos fornecidos, por exemplo, no membro de filtro 3. Tal filtro capilar permite que o líquido seja filtrado para fluir facilmente através do membro de filtro 3, mas quando todo o líquido livre tiver passado através do membro de filtro 3, o líquido remanescente mantido no filtro pela ação capilar evita o fluxo de gás, tal como ar, através do membro de filtro úmido 3. Assim, a ação capilar não participa na desidratação propriamente, por exemplo, sugando a água para fora da lama. Em outras palavras, em um filtro capilar, líquido geralmente água, pode ser mantido nos microporos do membro de filtro 3 por forças capilares e nenhum fluxo de gás ocorre após a água livre no resíduo, tal como o bolo, ter sido removida. De acordo com uma forma de realização, o membro de filtro 3 formado como um filtro capilar impede que o ar entre na cavidade interna 12. De acordo com outra forma de realização, o ponto de bolha do membro de filtro 3 é de pelo menos 0,2 bar. Neste contexto, o ponto da bolha se refere a um ponto de bolha eficaz. O ponto de bolha eficaz descreve uma diferença de pressão entre a primeira superfície de filtro 9a e a segunda superfície de filtro 9b, na qual 1 litro de ar flui através de um metro quadrado da segunda superfície de filtro 9b durante um tempo de um minuto. Em outras palavras, quando é fornecida uma diferença de pressão de 0,2 bar, em tal membro de filtro 3, entre o exterior do elemento de filtro 1 e o interior do elemento de filtro 1, tal como dentro da cavidade interna 12, um máximo de 1 litro de ar deve ser capaz de passar através de um metro quadrado da segunda superfície de filtro do membro de filtro 3 durante um tempo de um minuto. Se um fluxo de ar através do membro de filtro 3 a 1 litro por minuto requer uma diferença de pressão de 0,2 bar ou superior, o ponto de bolha do membro de filtro 3 é assim pelo menos 0,2 bar. Deste modo, em formas de realização onde não é prático bloquear completamente o fluxo de ar, apenas uma quantidade muito pequena de ar pode ser capaz de fluir através do membro de filtro 3 quando o bolo está sendo seco. Quando o bolo está sendo seco, uma subpressão é provida dentro do elemento de filtro 1, tal como dentro da cavidade interna 12, o que significa que a pressão no interior do elemento de filtro 1 é inferior à pressão fora do elemento de filtro 1. De acordo com uma forma de realização, pelo menos 600 litros de água por hora e por metro quadrado da segunda superfície de filtro 9b podem passar através do membro de filtro 3 quando é proporcionada uma diferença de pressão de 1 bar entre a primeira superfície de filtro 9a e o segundo filtro superfície 9b. Assim, uma quantidade suficiente de água pode fluir através do membro de filtro 3 para fornecer uma filtragem eficiente da lama, especialmente quando a filtragem real ocorre. Durante a filtragem, uma subpressão é fornecida dentro do elemento de filtro 1, tal como dentro da cavidade interna 12, o que significa que a pressão dentro do elemento de filtro 1 é menor do que a pressão fora do elemento de filtro 1. A diferença de pressão entre o interior d elemento de filtro 1 e o exterior do elemento de filtro 1 pode ser maior durante a filtragem real do que durante a secagem do bolo. A secagem do bolo pode ocorrer, por exemplo, em um aparelho de filtro de discos 2, quando o elemento de filtro 1 em questão passou a posição de filtragem, tal como a posição mais baixa no filtro 15 e girou de volta para cima. Em outras palavras, um elemento de filtro específico 1 participa na filtragem real num ponto de tempo diferente e numa posição diferente no aparelho de filtro 2 do que na secagem do bolo. Assim, a diferença de pressão relevante para a filtragem real e a secagem do bolo pode ser diferente uma da outra. A estrutura do membro de filtro 3, tal como o tamanho médio de poro do membro de filtro 3, afeta tanto o ponto de bolha eficaz como o fluxo de água através do membro de filtro 3. A espessura D2, D2' do membro de filtro 3 na direção transversal do elemento de filtro 1 pode ser menor ou igual a 24 mm. De acordo com uma forma de realização, o elemento de filtro pode compreender pelo menos um elemento de filtro 3 disposto em cada lado S1, S2 do elemento de estrutura 4 proporcionando duas primeiras superfícies de filtro 9a, uma em cada lado S1, S2 do elemento de estrutura 4. Tal o elemento de filtro 1 pode ser adequado para um aparelho de filtro de disco e a superfície de filtragem pode ser duplicada. De acordo com tal forma de realização, a espessura D2, D2’ do membro 3 pode ser menor ou igual a 12 mm. De acordo com uma forma de realização, a espessura D2 do membro de filtro 3 está no intervalo de 3 mm a 10 mm. De acordo com outra forma de realização, a espessura D2 do membro de filtro 3 está no intervalo de 5 mm a 10 mm. Desse modo, um membro de filtro mais leve 1 pode ser fornecido, tornando o elemento de filtro 1, por exemplo, mais fácil e seguro de manusear durante a manutenção. De acordo com outra forma de realização, a maior distância D3 entre as segundas superfícies de filtro 9b dos elementos de filtro 1 pode estar no intervalo de 10 a 100 mm, de preferência no intervalo de 15 a 50 mm. De acordo com uma forma de realização, a relação entre a distância total D3 entre as segundas superfícies de filtro 9b do elemento de filtro 1 e a espessura D2, D2’ do elemento de filtro 1 pode estar no intervalo de 3 a 10. De acordo com uma forma de realização, o elemento de filtro 1 pode ainda agregar um elemento de estrutura 4 disposto para suportar pelo menos um membro de filtro 3 de tal maneira que a cavidade interna 12 seja formada. O elemento de estrutura 4 pode também ser disposto para ligar o membro de filtro 3 ao aparelho de filtro 2. Em formas de realização onde o membro de filtro 3 e o elemento de estrutura 4 são proporcionados como partes estruturais separadas, materiais do elemento de filtro 3 e do elemento de estrutura 4 podem ser selecionados independentemente. Desse modo, a adequação dos materiais a cada parte do elemento de filtro pode ser avaliada separadamente e os materiais e suas propriedades, tais como leveza e grau ou permeabilidade, podem ser selecionados com base nos requisitos específicos de cada peça. Por exemplo, um elemento de filtro 1 pode ser fornecido que seja leve e ao mesmo tempo durável para suportar mudanças na pressão relacionadas ao vácuo sendo fornecidas dentro do elemento de filtro 1 durante a filtragem e pressão positiva sendo fornecida dentro do elemento de filtro 1 durante a limpeza e/ou manutenção.

[0015] De acordo com uma forma de realização, o elemento de estrutura 4 pode compreender um material que absorve menos água do que o material do membro de filtro 3. Isto evita que o líquido seja absorvido no elemento de estrutura 4 durante o uso. Isso torna ainda mais leve o elemento de filtro 1 durante e após o uso e torna o elemento de filtro 1 mais fácil e seguro de manusear durante a manutenção, por exemplo, evitando vazamento de ácido durante a manutenção.

[0016] De acordo com uma forma de realização, o elemento de estrutura 4 pode compreender pelo menos uma peça de sustentação 6 para suportar o membro de filtro 3. Isto permite proporcionar uma estrutura mais durável do elemento de filtro também quando se utiliza membro (s) de filtro 3 com uma espessura D2 menor que ou igual a 12 mm. De acordo com outra forma de realização, o elemento de estrutura 4 pode compreender uma pluralidade de peças de sustentação 6. Neste elemento de filtro 1, a durabilidade pode ser ainda melhorada e/ou o fluxo do líquido filtrado no interior da cavidade 12 pode ser otimizado. De acordo com uma forma de realização, o elemento de estrutura 4 pode compreender uma pluralidade de peças de sustentação 6 espaçadas de outras peças de sustentação 6, de tal modo que as peças de sustentação 6 não transferem forças umas para as outras. Em formas de realização, onde o elemento de estrutura 4 e o membro de filtro 3 dispostos em contato uns com os outros compreendem materiais com diferentes coeficientes de expansão térmica, podem ocorrer forças, tais como forças de torção. Estas forças podem ser acumuladas se forem formadas superfícies de contato contínuas com uma seção transversal grande, tal como quando é proporcionada uma peça de sustentação 6 sem costura com uma seção transversal grande em contato com o membro 3 de filtro. Estas forças podem, por exemplo, comprometer a durabilidade do elemento de filtro 1 e se as peças de sustentação 6 estiverem dispostas umas às outras de tal maneira que estas forças possam ser transferidas entre elas, a falha em uma das peças de sustentação 6 pode acumular enquanto transferindo para outras peças de sustentação 6. Várias peças de sustentação 6 espaçadas uma da outra podem ser fornecidas, em vez de evitar a transferência de forças entre as peças de sustentação 6. Assim, problemas relacionados com a expansão térmica podem ser evitados e o (s) material (ais) do membro de filtro 3 e o elemento de estrutura 4, tal como o (s) material (is) das peças de sustentação 6, pode (m) ser selecionados mais livremente. Em algumas formas de realização, por outro lado, o (s) material (is) do elemento de filtro 3 e elemento de estrutura 4 pode(m) ser selecionados para evitar ou minimizar problemas relacionados com a expansão térmica em vez de ou além dos meios estruturais.

[0017] De acordo com outra forma de realização, o elemento de estrutura 4 pode agregar uma peça de sustentação 6 para sustentar o membro de filtro 3. De acordo com um corpo, essa peça de sustentação 6 pode estender-se na parte externa do membro de filtro 3 e apoiar o membro de filtro 3 nas bordas do membro de filtro 3. De acordo com outra forma de realização, essa peça de sustentação 6 pode ser posicionada na área intermediária do membro de filtro 3 suportando o membro de filtro 3 substancialmente no meio do membro de filtro 3.

[0018] De acordo com uma forma de realização, pelo menos uma peça de sustentação 6 pode agregar um material que absorve menos água do que o material do membro de filtro 3. Isto evita que o líquido seja absorvido no elemento de estrutura 4 durante a utilização. De acordo com uma forma de realização, todas as peças de sustentação 6 posicionadas na área intermediária do membro de filtro 3 suportando o membro de filtro 3 substancialmente no meio do membro de filtro 3 podem compreender um material que absorve menos água do que o material do membro de filtro 3 membro de filtro 3. De acordo com outra forma de realização, todas as peças de sustentação 6 do membro de filtro 3 podem compreender um material que absorve menos água do que o material do membro de filtro 3.

[0019] De acordo com uma forma de realização, o elemento de estrutura 4 pode compreender pelo menos uma peça de sustentação 6 e a soma das áreas de seção transversal de uma extremidade de filtro das peças de sustentação 6 pode estar no intervalo de 6% a 60%, de preferência na gama de 10% a 40%, e mais preferivelmente na gama de 15% a 25%, da soma das áreas das primeiras superfícies de filtro 9a dos membros de filtro 3 dispostas no mesmo lado de a cavidade interna 12 e na extremidade do elemento de filtro 44 das peças de sustentação 6.

[0020] De acordo com uma forma de realização, a estrutura do elemento de estrutura 4 pode ser formada para impedir a transferência de forças, tais como forças de torção, entre as peças de sustentação 6. Assim, problemas causados por expansão térmica podem ser evitados ou diminuídos por meios estruturais em vez de ou além das propriedades dos materiais que o elemento de filtro 1 compreende. Isto proporciona uma solução melhorada e duradoura para evitar o efeito de forças, por exemplo, forças de torção, que podem comprometer a durabilidade do elemento de filtro 1. Além da expansão térmica, essas forças podem incluir forças mecânicas causadas por cargas, mudanças nas pressões negativas e/ou positivas dentro e fora do elemento de filtro 1 ou algumas outras características relacionadas com a utilização do elemento de filtro 1, por exemplo.

[0021] De acordo com uma modalidade, cada peça de sustentação 6 pode ser conectada a pelo menos outra peça de sustentação 6 por um conector 8 compreendendo uma forma não linear, tal como uma forma curva. Tal estrutura, compreendendo peças de sustentação conectadas umas às outras, é fácil de manusear durante a montagem, por exemplo, enquanto a forma não linear dos conectores 8 diminui efetivamente a transferência de forças entre as peças de sustentação 6.

[0022] De acordo com uma forma de realização, pelo menos uma das peças de sustentação 6 pode ser ligada a pelo menos uma das outras peças de sustentação 6 por um conector 8 que não transfere forças ou pelo menos diminui a transferência de forças entre as peças de sustentação 6. Tal conector 8 pode compreender um conector 8 que é formado como flexível em pelo menos uma direção. A flexibilidade pode ser proporcionada pela seleção do material do conector 8 e/ou tornando o conector 8 tão fino que não pode transferir forças consideráveis entre as peças de sustentação 6.

[0023] De acordo com uma forma de realização, as peças de sustentação 6 são não estão conectadas uma a outra, mas estão apenas em contato com os membros de filtro 3. Tais peças de sustentação 6 podem ser formadas para serem fáceis de fabricar, por exemplo, por um robô, e modulares, de modo que peças de sustentação semelhantes 6 podem ser usadas em diferentes tipos de configurações de elemento de filtro. Isso pode economizar em número e custo de moldes, por exemplo. Ainda assim, um elemento de filtro 1 que é leve e durável para suportar pressão positiva e subpressão dentro da cavidade interna 12 durante o uso e a manutenção e/ou que funciona bem em diferentes temperaturas durante a fabricação e o uso pode ser fornecido. Numa forma de realização, o número de peças de sustentação 6 em um metro quadrado da primeira superfície de filtro 9a pode estar no intervalo de 50 a 4.000 peças de sustentação 6. Um número mais adequado de peças de sustentação 6 depende da forma de realização, tal como o tipo de aparelho de filtro e do objetivo para o qual é utilizado, e a área da seção transversal de cada peça de sustentação individual 6. Por exemplo, de acordo com uma forma de realização em que as peças de sustentação 6 compreendem uma seção transversal redonda, um número de peças de sustentação 6 em um metro quadrado da primeira superfície de filtro 9a pode estar na gama de 1.000 a 4.000 peças de sustentação 6, preferencialmente na gama de 1.500 a 2.500 peças de sustentação 6. De acordo com uma forma de realização em que as peças de sustentação 6 compreendem uma seção transversal alongada, várias peças de sustentação 6 em um metro quadrado da primeira superfície de filtro 9a podem estar no intervalo de 50 a 400 peças de sustentação 6, de preferência no intervalo de 100 a 200 peças de sustentação 6.

[0024] Quando da seleção de um número adequado e/ou área de seção transversal das peças de sustentação 6 podem ser ativados fluxo ótimo do líquido filtrado e suporte suficiente para o (s) elemento (s) 4 de filtragem para suportar as pressões durante a utilização e a manutenção.

[0025] De acordo com uma forma de realização, o elemento de estrutura 4 pode compreender um material ou combinação diferente de materiais do que o (s) membro (s) de filtro 3. De acordo com uma forma de realização, o elemento de estrutura 4 pode ter um coeficiente de expansão térmica diferente do membro de filtro 3.

[0026] De acordo com uma forma de realização, o membro de filtro 3 pode compreender um material cerâmico ou uma composição compreendendo um material cerâmico. Quando do emprego de um material cerâmico ou uma composição compreendendo um material cerâmico no (s) membro (s) de filtro (s) 3, podem ser obtidas muito boas propriedades de filtragem. De acordo com uma forma de realização, o material cerâmico pode compreender alumina (Al2O3), silicatos de alumínio, carboneto de silício e/ou titânia (TiO2).

[0027] De acordo com uma forma de realização, o membro de filtro 3 pode compreender pelo menos um dos seguintes: um material polimérico, uma composição compreendendo um material de polímero e um metal.

[0028] O membro de filtro 3 pode formar um filtro capilar. Um filtro capilar se refere a um filtro, em que a estrutura e/ou o material do filtro, tal como o membro de filtro 3, permitem que certa quantidade de líquido, tal como água, seja mantida no filtro por uma ação capilar. O líquido pode ser mantido em microporos, por exemplo, fornecidos no membro de filtro 3. Tal filtro capilar permite que o líquido seja filtrado para fluir facilmente através do membro de filtro 3, mas quando todo o líquido livre tiver passado através do membro de filtro 3, o líquido remanescente mantido no filtro pela ação capilar evita o fluxo de gás, tal como ar, através do membro de filtro úmido 3. Assim, a ação capilar não participa da desidratação propriamente, por exemplo, sugando a água para fora da lama. Em outras palavras, em um líquido de filtro capilar, de modo geral a água pode ser mantida nos microporos do membro de filtro 3, por forças capilares e nenhum fluxo de gás ocorre após a água livre no resíduo, tal como o bolo, ter sido removida. De acordo com uma forma de realização, o membro 3 de filtro formado como um filtro capilar impede o ar de entrar na cavidade interna 12.

[0029] De acordo com uma forma de realização, o elemento de estrutura 4 pode compreender um material polimérico ou uma composição compreendendo um material polimérico. Isto permite fazer com que o elemento de estrutura 4 e, assim, o elemento de filtro 1 seja leve e durável, evitando a absorção da água pela estrutura, o que aumentaria o peso do elemento de estrutura 4 e do elemento de filtro 1 em uso e/ou proporcionando mais flexibilidade na estrutura elemento 4 e, portanto, o elemento de filtro 1. O material polimérico pode compreender um termoplástico, por exemplo. O termoplástico pode compreender pelo menos um dos que se seguem: poliamida (PA), polissulfona (PSU), polietersulfona (PES), óxido de polifenileno (PPO), sulfeto de polifenileno (PPS), acrilo butadieno estireno (ABS), tereftalato de polibutileno (PBT), policarbonato (PC) e poliolefinas, tais como polipropileno (PP), polietileno (PP), por exemplo polietileno de alta densidade (HDPE). Os termoplásticos podem ser particularmente adequados para moldar essas estruturas do elemento de estrutura 4. De acordo com outra forma de realização, o material polimérico pode compreender um plástico termoestável, por exemplo, um epóxi, um poliuretano ou um poliéster.

[0030] De acordo com uma forma de realização, pelo menos a superfície das peças de sustentação 6 compreende o material polimérico. Um material de polímero pode ser usado, por exemplo, para proporcionar superfícies lisas minimizando o efeito das peças de sustentação 6 no fluxo do líquido filtrado.

[0031] De acordo com outra forma de realização, o elemento de estrutura pode agregar metal.

[0032] De acordo com uma modalidade, a peça de borda 5 do elemento de estrutura 4 pode compreender um material que difere do material das peças de sustentação 6. Em outras palavras, peças do elemento de estrutura 4 podem compreender diferentes materiais ou combinações de materiais. Isto permite a seleção de um material mais adequado para cada parte estrutural do elemento de estrutura 4 do ponto de vista de requisitos específicos da peça.

[0033] De acordo com outra forma de realização, a peça de borda 5 do elemento de estrutura 4 pode compreender o mesmo material que o material de estrutura das peças de sustentação 6. Isto assegura que as peças do elemento de estrutura 4 tenham o mesmo coeficiente de expansão térmica, o que ajuda a evitar forças formadas entre a peça de borda 5 e as peças de sustentação 6.

[0034] De acordo com uma forma de realização, o elemento de estrutura 4 compreende um material cuja absorvência é inferior a 15 por cento, de um modo preferido, inferior a 5 por cento e, de um modo muito preferido, inferior a 2 por cento, do peso seco do material. Em outras palavras, o elemento de estrutura 4 pode compreender um material capaz de absorver um máximo de 15 g de água por 100 g de peso seco do material. De preferência, o elemento de estrutura 4 pode compreender um material capaz de absorver um máximo de 5 g de água por 100 g de peso seco do material. A absorvência da água é tipicamente definida pela capacidade do material de absorver água à temperatura ambiente durante um período de tempo de 24 horas.

[0035] De acordo com uma forma de realização, pelo menos um membro de filtro 3 pode ser disposto fixamente ao elemento de estrutura 4. De acordo com uma forma de realização, o pelo menos um membro 3 de filtro pode ser colado ou fundido de forma fixa ao elemento de estrutura 4. Estes métodos de arranjo fixo do membro de filtro 3 ao elemento de estrutura 4 podem proporcionar uma ligação durável, serem benéficos do ponto de vista de fabricação e/ou proporcionam um elemento de filtro 1 que é leve e durável quando vácuo (= subpressão) ou pressão (= pressão positiva) é fornecida dentro da cavidade interna 12. De acordo com uma modalidade, o pelo menos um membro de filtro 3 pode ser ajustado fixamente a pelo menos uma peça de sustentação 6 do elemento de estrutura 4. Isto pode adicionalmente ajudar a evitar problemas relacionados com a expansão térmica.

[0036] De acordo com uma forma de realização, a distribuição do tamanho dos poros no material do membro de filtro 3 é igual através de toda a espessura do elemento de filtro.

[0037] De acordo com uma forma de realização, o tamanho de poro no material do elemento de filtro 3 aumenta com a distância da segunda superfície de filtro 9b do membro de filtro 3 para a primeira superfície de filtro 9a do membro de filtro 3, de tal modo que os poros com o menor tamanho de poro são direcionados para o material a ser filtrado. Isto permite um melhor fluxo do líquido através do membro de filtro 3, quando comparado com um membro de filtro 3 com um tamanho de poro igual através da espessura do membro de filtro 3.

[0038] De acordo com uma forma de realização, o elemento de filtro 3 pode compreender uma estrutura multicamada compreendendo pelo menos uma camada de substrato de suporte e uma camada de membrana de filtro. De acordo com uma forma de realização, a relação entre a espessura D2, D2' do membro de filtro 3 e a espessura da membrana (não mostrada) pode estar no intervalo de 5 a 15. Em outras palavras, uma camada de membrana filtrante mais fina formando um filtro capilar pode ser disposta na segunda superfície de filtro 9b do membro de filtro 3, por exemplo, e uma camada de substrato de suporte mais espessa pode ser disposta no primeiro lado de superfície de filtro 9a da camada de membrana de filtro para suportar a camada de membrana de filtro. De acordo com uma forma de realização, a proporção entre o tamanho do poro na camada de substrato de suporte e a camada de membrana de filtro pode estar no intervalo de 50 a 150. Em outras palavras, o tamanho de poro da camada de membrana de filtro pode ser menor permitindo a formação do filtro capilar e o tamanho de poro da camada de substrato de suporte pode estar no intervalo de 50 a 150 vezes o tamanho de poro da camada de membrana de filtro. Isto permite, por exemplo, um melhor fluxo do líquido através do membro de filtro 3 quando comparado com um membro de filtro 3 formado apenas por um material do tamanho de poro menor e, por exemplo, uma ligação mais durável em formas de realização onde o membro de filtro 3 é colado à estrutura elemento 4. De acordo com uma forma de realização, o elemento de filtro pode compreender pelo menos duas camadas de membrana de filtro.

[0039] De acordo com uma forma de realização, o elemento de estrutura 4 compreende pelo menos na vizinhança da extremidade do elemento de ligação 10 do elemento de estrutura que liga o elemento de filtro 1 ao aparelho de filtro 2, uma porção compreendendo uma informação de identificação para fins de identificação do elemento de filtro 1, um canal de fluxo para guiar o líquido filtrado para o aparelho de filtro 2.

[0040] A Figura 3 é uma vista de topo em perspectiva que ilustra um aparelho de filtro de disco, e a Figura 4 é uma vista lateral que ilustra o aparelho de filtro de disco mostrado na Figura 3.

[0041] O aparelho de filtro de disco 2 compreende um filtro 15 que consiste em vários discos de filtro coaxiais consecutivos dispostos em linha coaxialmente em torno do eixo central 21 do filtro 15.

[0042] O filtro 15 é suportado por mancais em uma estrutura do aparelho de filtro e pode girar em torno do eixo longitudinal do eixo central 21, de tal modo que a parte inferior do filtro 15 fica submersa em uma bacia de lama localizada por baixo do filtro 15. O filtro é girado, por exemplo, por um motor elétrico.

[0043] O número de discos de filtro pode variar de 2 a 20, por exemplo. O aparelho de filtro mostrado na Figura 3 compreende doze (12) discos de filtro. O diâmetro externo do filtro 15 pode variar entre 1,5 m a 4 m, por exemplo. Exemplos de filtros de discos disponíveis comercialmente incluem filtros Ceramec CC, modelos CC-6, CC-15, CC-30, CC-45, CC-60, CC-96 e CC-144 fabricados pela Outotec Inc.

[0044] Todos os discos de filtro podem ser preferencial e essencialmente semelhantes em estrutura. Cada disco de filtro pode ser formado por vários elementos de filtro individuais em forma de sector 1 revelados anteriormente nesta descrição. Os elementos de filtro 1 são montados circunferencialmente em um plano radial, em torno do eixo central 21 para formar uma superfície de disco essencialmente contínua e plana. O número de placas de filtro em um disco de filtro pode ser 12 ou 15, por exemplo.

[0045] À medida que o eixo central 21 é encaixado de modo a girar, cada elemento de filtro 1 é, por sua vez, deslocado para uma bacia de lama e mais, à medida que o eixo central 21 gira, sobe para fora da bacia. À medida que o membro de filtro 3 é submerso na bacia de lama, o bolo forma-se no membro de filtro 3 sob a influência do vácuo. Uma vez que o elemento de filtro 1 sai da bacia, os poros do membro de filtro 3 são esvaziados à medida que o bolo é desidratado durante um tempo predeterminado que é essencialmente limitado pela velocidade de rotação do disco. O bolo pode ser descarregado, por exemplo, por raspagem, após o que o ciclo começa novamente.

[0046] A operação do aparelho de filtro de disco pode ser controlada por uma unidade de controle de filtro, como um Controlador Lógico Programável, PLC.

[0047] A função do aparelho de filtro de disco é conhecida per se e, portanto, não é descrita em mais detalhes.

[0048] Um elemento de filtro 1 de acordo com a solução corrente pode, assim, ser fornecido com o peso no intervalo de 20 a 30 quilogramas por metro quadrado de área de filtragem. Esse elemento de filtro 1 é mais fácil e seguro manusear e manter do que os elementos de filtro típicos conhecidos disponíveis para aparelhos de filtro de disco.

[0049] De acordo com uma modalidade da invenção, em que o elemento de filtro é truncado em forma de setor e compreendendo pelo menos um elemento de filtro, o elemento de filtro compreende uma camada de membrana permeável e tem uma primeira superfície de filtro para receber uma pressão e dirigida para uma cavidade interna disposta dentro do elemento de filtro, e uma segunda superfície de filtro para receber partículas sólidas filtradas de uma alimentação, em que o elemento de filtro forma um filtro capilar, e em que a espessura do elemento de filtro na direção transversal do elemento de filtro é menor ou igual a 24 mm, e o elemento de filtro compreende ainda pelo menos um elemento de estrutura com variante para suportar pelo menos um elemento de filtro de tal maneira que a cavidade interna é formada, e o elemento de filtro e o elemento de estrutura são fornecidos como partes estruturais separadas, e o elemento de estrutura 0compreende um material que absorve menos água do que o material do elemento de filtro.

[0050] De acordo com uma modalidade da invenção, o elemento de filtro compreende pelo menos um elemento de filtro disposto em cada lado do elemento de estrutura proporcionando duas primeiras superfícies de filtro, uma em cada lado do elemento de estrutura.

[0051] De acordo com uma modalidade da invenção, a espessura do elemento de filtro é menor ou igual a 12 mm.

[0052] De acordo com uma modalidade da invenção, a espessura do elemento de filtro está na gama de 3 mm a 10 mm.

[0053] De acordo com uma modalidade da invenção, a espessura do elemento de filtro está na gama de 5 mm a 10 mm.

[0054] De acordo com uma modalidade da invenção, a distância mais larga entre as segundas superfícies de filtro dos elementos de filtro está na gama de 10 a 100 mm.

[0055] De acordo com uma modalidade da invenção, o elemento de filtro compreende ainda pelo menos um elemento de estrutura disposto para suportar o pelo menos um elemento de filtro, de tal maneira que a cavidade interna é formada, e o elemento de estrutura compreende um material que absorve menos água do que o material do elemento de filtro.

[0056] De acordo com uma modalidade da invenção, o elemento de estrutura compreende pelo menos uma peça de sustentação para suportar o elemento de filtro.

[0057] De acordo com o aspecto 30, no elemento de filtro ao aspecto 29, o elemento de estrutura compreende uma pluralidade de peças de sustentação.

[0058] De acordo com uma modalidade da invenção, a peça de sustentação estende-se na parte externa do elemento de filtro e suporta o elemento de filtro sobre as bordas do elemento do filtro.

[0059] De acordo com uma modalidade da invenção, a peça de sustentação está posicionada na área mediana do elemento de filtro, que suporta o elemento de filtro substancialmente no meio do elemento de filtro.

[0060] De acordo com uma modalidade da invenção, pelo menos uma peça de sustentação compreende um material que absorve menos água do que o material do elemento de filtro.

[0061] De acordo com uma modalidade da invenção, o pelo menos um elemento de filtro é colado ou fundido fixamente ao elemento de estrutura.

[0062] De acordo com uma modalidade da invenção, o elemento de filtro compreende pelo menos um dos seguintes: material cerâmico, uma composição compreendendo um material cerâmico, um material polimérico, uma composição compreendendo um material polimérico, um metal e um pano filtrante.

[0063] De acordo com uma modalidade da invenção, o elemento de estrutura compreende um material polimérico ou uma posição compósita compreendendo um material polimérico.

[0064] De acordo com uma modalidade da invenção, o elemento de estrutura compreende um material, cuja absorção de água é menos de 15 por cento do peso seco do material.

[0065] De acordo com uma modalidade da invenção, o tamanho do poro do material do elemento de filtro aumenta com a distância da segunda superfície do filtro do elemento de filtro em direção à superfie do primeiro filtro do elemento de filtro, de tal modo que os poros com o menor tamanho de poro estão voltados para o material a ser filtrado.

[0066] De acordo com uma modalidade da invenção, o elemento de filtro compreende uma estrutura de múltiplas camadas compreendendo pelo menos uma camada de substrato de suporte e uma camada de membrana de filtro.

[0067] De acordo com uma modalidade da invenção, a relação entre a espessura do elemento de filtro e a espessura da camada de membrana do filtro está na gama de 5 a 15.

[0068] De acordo com uma modalidade da invenção, o elemento de filtro compreende pelo menos duas camadas de membrana de filtro.

[0069] De acordo com uma modalidade da invenção, o ponto de bolha do elemento de filtro é de pelo menos 0,2 bar.

[0070] De acordo com uma modalidade da invenção, o elemento de estrutura é disposto para ligar o elemento de filtro ao aparelho de filtro.

[0071] De acordo com uma modalidade da invenção, o elemento de estrutura compreende pelo menos na vizinhança da extremidade do elemento de ligação do elemento de estrutura ligando o elemento de filtro ao aparelho de filtro, uma porção compreendendo uma informação de identificação para fins de identificação do elemento de filtro, um canal de fluxo para guiar o líquido filtrado para o aparelho de filtração.

[0072] Será óbvio para um versado na técnica que, à medida que a tecnologia avança, o conceito inventivo pode ser implementado de várias maneiras. A invenção e as suas formas de realização não estão limitadas aos exemplos descritos acima, mas podem variar dentro do âmbito das reivindicações.

Claims (20)

1. Elemento de filtro (1) para um aparelho de filtro (2) de discos, sendo o elemento de filtro (1) truncado em forma de setor e compreendendo pelo menos dois membros de filtro (3), em que a espessura (D2, D2’) de cada membro de filtro (3) na direção transversal do elemento de filtro (1) é menor ou igual 24 mm, caracterizado pelo fato de que: cada membro de filtro (3) compreende uma camada de membrana permeável e tem uma primeira superfície de filtro (9a) para receber uma pressão e dirigida para uma cavidade interna (12) disposta dentro do elemento de filtro (1), e uma segunda superfície de filtro (9b) para receber partículas sólidas filtradas de uma alimentação, onde cada membro de filtro (3) forma um filtro capilar, em que o filtro capilar compreende microporos capazes de manter líquido nos referidos microporos por forças capilares, de tal modo que não ocorre fluxo de gás após a água livre no resíduo ter sido removida, e que ditos membros de filtro (3) são dispostos em em lados opostos de um elemento de estrutura (4) proporcionando duas primeiras superfícies de filtro, uma de cada lado do elemento de estrutura (4), em que o elemento de estrutura (4) é disposto para suportar ditos membros de filtro (3) de tal maneira que a cavidade interna (12) seja formada, em que o elemento de estrutura (4) está disposto para ligar os membros de filtro ao aparelho de filtro (2) de discos, e em que ditos membros de filtro (3) e o elemento de estrutura (4) são fornecidos como partes estruturais separadas e o elemento de estrutura (4) compreende um material que absorve menos água do que o material dos ditos membros de filtro (3).

2. Elemento de filtro (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espessura de cada membro de filtro (3) é menor ou igual a 12 mm.

3. Elemento de filtro (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a espessura de cada membro de filtro (3) está entre 3 mm a 10 mm.

4. Elemento de filtro (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a espessura de cada membro de filtro (3) se situa entre 5 mm a 10 mm.

5. Elemento de filtro (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a distância mais larga entre as segundas superfícies de filtro dos elementos de filtro está entre 10 a 100 mm.

6. Elemento de filtro (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento de estrutura (4) compreende pelo menos uma peça de sustentação (6) para suportar o membro de filtro (3).

7. Elemento de filtro (1), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o elemento de estrutura (4) compreende uma pluralidade de peças de sustentação.

8. Elemento de filtro (1), de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a peça de sustentação (6) se estende na parte externa do membro de filtro (3) e suporta os membros de filtro (3) nas bordas do membro de filtro (3).

9. Elemento de filtro (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que a peça de sustentação (6) está posicionada na área intermediária do membro de filtro (3) que suporta o membro de filtro (3) no meio do membro de filtro (3).

10. Elemento de filtro (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma peça de sustentação (6) compreende um material que absorve menos água do que o material do membro de filtro (3).

11. Elemento de filtro (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um membro de filtro (3) é colado ou fundido de forma fixa ao elemento de estrutura (4).

12. Elemento de filtro (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o membro de filtro (3) compreende pelo menos um dos seguintes: material cerâmico, uma composição compreendendo um material cerâmico, um material polimérico, uma composição compreendendo um material polimérico, um metal e um pano de filtro.

13. Elemento de filtro (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento de estrutura (4) compreende um material polimérico ou uma composição que compreende um material polimérico.

14. Elemento de filtro (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento de estrutura (4) compreende um material cuja absorvência de água é inferior a 15 por cento do peso seco do material.

15. Elemento de filtro (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o tamanho de poro do material do membro de filtro (3) aumenta com a distância da segunda superfície de filtro (9b) do membro de filtro (3) para a primeira superfície de filtro (9a) do membro de filtro (3), tal que os poros com o menor tamanho de poro estão voltados para o material a ser filtrado.

16. Elemento de filtro (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o membro de filtro (3) compreende uma estrutura de camadas múltiplas compreendendo pelo menos uma camada de substrato de suporte e uma camada de membrana filtrante.

17. Elemento de filtro (1), de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a relação entre a espessura (D2, D2’) do membro de filtro (3) e a espessura da camada de membrana de filtro está entre de 5 a 15.

18. Elemento de filtro (1), de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que o membro de filtro (3) compreende pelo menos duas camadas de membrana de filtro.

19. Elemento de filtro (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o ponto de bolha do elemento de filtro (1) é de pelo menos de 0,2 bar.

20. Elemento de filtro (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o elemento de estrutura (4) compreende, pelo menos, na proximidade da extremidade do elemento de ligação (10) do elemento de estrutura (4) que liga o elemento de filtro (1) ao aparelho de filtro (2), compreendendo informações de identificação para efeitos de identificação do elemento de filtro (1), um canal de fluxo para guiar o líquido filtrado para o aparelho de filtro (2).