CS216912B2 - Method of interruption of the filtration of suspensions and device for executing the same - Google Patents

Description

(54) Způsob přerušované filtrace . suspensí a zařízení k jeho provádění

Vynález řeší problém přerušované filtrace suspenzí v lisovací komoře statickým tlakem působícím na lisovací komoru.

Způsob přerušované filtrace spočívá v tom, že po vylisování filtrátu ze suspenze v lisovací komoře a před vstupem vzniklého filtračního koláče do alespoň - jedné následující filtrační komory se změní střižnými silami struktura filtračního koláče, který se zohýbá -a alespoň částečně roztrhá. Přitom se klkovitý k-al v případě komunálních kalů v první filtrační komoře lisuje při volném vzrůstu tlaku -až tlakem 0,1 MPa a v alespoň jedné další filtrační komoře při rychlejším vzrůstu tlaku až . tlakem 0,3 MPa.

Zařízení k . přerušované filtraci suspenzí v lisovací komoře, popřípadě komorách vnějším tlakem působícím na ' lisovací komoru, popřípadě komory, sestávající z lisovacích ploch nebo podobných ústrojí uspořádaných alespoň z části v proměnných vzdálenostech, je tvořeno alespoň dvěma za sebou uspořádanými lisovacími komorami 3, 4, 5 s utěsněnými prostorami 12, 12h, 12n, jimiž jsou rovnoběžně s lisovacími deskami 1, 2 lisovacích komor 3, 4, 5 nucené vedeny alespoň dva filtrační prostředky suspenze R, například filtrační plachetky 20, 21, vedené -dále mezi lisovacími komorami. 3, 4, S po zakřivených drahách.

Vynález se týká způsobu přerušované filtrace -suspenzí v lisovací komoře vnějším tlakem působícím na lisovací komoru a zařízení k jeho provádění, opatřené lisovací komorou, sestávající z lisovacích ploch nebo podobných ústrojí, upravených alespoň z části ve vzájemně měnitelné vzdálenosti.

Jsou známy filtrační lisy, u nichž se suspenze, uzavřená mezi filtračními plachetkami, protlačuje membránami, vystavenými z vnějšku působícímu hydraulickému nebo pneumatickému tlaku. Objem suspenze, jíž se filtrační komora naplní, zůstává v ní až do konce filtračního· postupu.

Pro žádoucí · vysoký průtočný výkon je nutné zařadit větší počet takovýchto filtračních komor vedle sebe, což vede k náročné konstrukci zařízení a má mimoto za následek vysokou spotřebu energie potřebné ke zvýšení tlaku ve velikém celkovém objemu za membránami, daném součtem jednotlivých objemů. Ovlivnění rychlosti filtrace je možné pouze zvýšením tlaku, přičemž strukturální viskozita a tixotropie -odvodňovaných suspenzí připouští -skoro u všech technicky důležitých substancí jen velmi pomalé zvyšování tlaku, -z -čehož vyplývá nízká kapacita.

Podobné nedostatky má filtrační lis podle - USA pat. spisu č. 1 308 943, který je -opatřen střídavě za sebou zapojenými tiskovými -polštáři s filtračními pytly, jejichž vyprázdnění je časově náročné a obtížné. Mimoto se ukázalo, že obzvláště u houževnatých kalů nevede zpracování v takovýchto filtračních komorách k dostatečnému stupni odvodnění, ip?ochází-li - kal takovými filtračními komorami, upravenými za sebou.

Úkolem vynálezu je návrh levného- a jednoduchého způsobu filtrace a vhodného zařízení -k jeho- - provádění, které by zaručovalopři -odstranění uvedených nedostatků a při vysokém průtočném výkonu -s -ohledem na odvodňovací vlastnosti charakteristické pro každou- suspenzi, dosažení velkého objemu sušiny ve filtračním koláči.

Úkol byl podle vynálezu vyřešen návrhem způsobu přerušované filtrace suspenzí v lisovací komoře vnějším tlakem působícím na lisovací komoru, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že suspenze, například městský kal, se zavádí mezi pohyblivé filtrační prostředky, v nichž stojící se v oddělených lisovacích -prostorech lisuje volně vzrůstajícím- lisovacím tlakem až k mezi protlačování -pevných -částí suspenze filtračními prostředky při tlaku až 0,1 MPa, kterýmižto filtračními prostředky se vznikající filtrační koláč přenáší po přítržích a křivých drahách do dalších - oddělených lisovacích prostor, v nichž se -stojící, dále lisuje, rychleji vzrůstajícím lisovacím tlakem až k 0,3 MPa, případně rychle vzrůstajícím tlakem až k 1 MPa, přičemž působením rozdílných tangenciálních sil, vyvozovaných pohyblivými filtračními prostředky na vnější plochy filtračního koláče, se jeho· struktura rozrušuje, načež se části filtračního koláče z prostoru mezi pohyblivými filtračními prostředky odvádí.

K -provádění tohoto -způsobu bylo- podle vynálezu navrženo- zařízení k přerušované filtraci -suspenzí v lisovací komoře, případně komorách, vnějším tlakem, působícím na . lisovací komoru, případně komory, sestávající -z lisovacích ploch nebo podobných ústrojí uspořádaných -alespoň z části v proměnných vzdálenostech. Podstata vynálezu spočívá v -tom, že zařízení je tvořeno alespoň dvěma - za sebou uspořádanými lisovacími komorami -s -utěsněnými prostorami, jimiž jsou rovnoběžně s lisovacími deskami lisovacích komor nucené vedeny -alespoň dva filtrační -prostředky suspenze, například filtrační plachetky, vedené dále mezi lisovacími komorami po zakřivených drahách.

Dále podle vynálezu zakřivená dráha je tvořena pláštěm -alespoň jednoho vodícího bubnu, - přes jehož alespoň část obvodu jsou opásány - - filtrační plachetky jako nekonečný pás.

Rovněž podle vynálezu lisovací komora je tvořena -pevnou lisovací deskou a proti ní uspořádanou pohyblivou lisovací deskou.

Podle dalšího význaku vynálezu pohyblivá lisovací deskla je spojena -s pístnici pístu hydraulického, případně pneumatického lisovacího- válce.

Podle ještě dalšího význaku vynálezu pohyblivá lisovací deska lisovací komory je tvořena membránou nebo pružnou deiskou, upravenou pro hydraulické nebo pneumatické - ovládání.

Dalším význakem vynálezu je, že nekonečné -filtrační plachetky jsou vedeny- přes koncové hnací vodící válce, spojené - -dvojicí - ozubených kol, jejichž - převodový poměr je měnitelný.

Ještě dalším význakem vynálezu je, že filtrační plachetky jsou vedeny vodícími válci a tvoří před první lisovací komorou. - vstupní žlab -suspenze.

Dále podle vynálezu jednotlivé lisovací komory jsou vzájemně uspořádány do tvaru U.

Konečně podle vynálezu - boční těsnění prostorů lisovacích komor je provedeno těsněními - -s pružnými patkami.

Výhodou zařízení - podle vynálezu je, že dovoluje při uspořádání lisovacích komor za sebou lisování suspenze, nalézající se vuzavřených prostorách lisovacích komor mezi filtračními plachetkami různými tlaky s různým průběhem jejich vzrůstu, přičemž filtrační plachetky islouží zároveň jako dopravní prostředek filtračních koláčů mezi jednotlivými lisovacími komorami.

Další výhodou způsobu přerušované filtrace -podle vynálezu je, že filtrační koláč rozrušený -střižnými silami při přenášení z jedné - lisovací komory do další lze znovu lisovat - poměrně nízkým tlakem při optimálním získání vylisovávaného filtrátu a -v důV - ' 216 912 sledku toho při nízké celkové spotřebě energie.

Dále bude vynález podrobně popsán a vysvětlen na· příkladech provedení ve vztahu k připojeným výkresům, na nichž značí:

Obr. 1 lisovací zařízení ve schematickém nárysném řezu a obr. · 2 diiaigram lisovacího postupu.

U příkladu provedení lisovacího zařízení P na · obr. 1 jsou tři lisovací komory 3, ·4, 5, z nichž každá sestává z pevné lisovací desky 1 a pohyblivé lisovací desky 2, upravené tak, že .mají v řezu tvar písmena U. Každá z pohyblivých lisovacích desek 2 je pístnicí 6 spojena pístem 7, uloženým v komoře válce 8, který může být napájen tlakovým prostředím tlakovými potrubími 9, 10 pro· pohyb pohyblivé lisovací desky 2 za účelem změny vzdálenosti a lisovacích desek ve směru z šipky.

Na vzájemně přivrácených stranách jsou lisovací desky 1, 2 opatřeny rýhami 11. Boční utěsnění prostoru 12 lisovací komory 3, 4, 5 vytvořené mezi pevnou lisovací deskou 1 a pohyblivou lisovací deskou 2 je provedeno těsněním 13, upraveným na koncích mezery; těsnění, upravená na čelních Stranách 15 lisovacích desek 1, 2 jsou tvořena pružnými patkami 14.

V mezeře mezi lisovacími deskami 1, 2 jsou vedeny dvě filtrační plachetky 20, 21, které probíhají vždy mezi dvěma sousedícími lisovacími komorami 3, 4, případně . lisovacími komorami 4, 5, kolem vodicích · bubnů 22 a poloměru r pod úhlem opásání W, například 90^c. Dále má zařízení upraveny vodicí válce 23 filtračních plachetek nebo síťových pásů.

Suspenze R, určená k odvodnění, se přivádí do· vstupního žlabu 24, tvořeného filtračními plachetkami 20, 21, zužujícího se směrem k lisovacím deskám 1, 2, je-li vzdálenost a lisovacích desek 1, 2 velká. Poté je uvedena v činnost první komora 3, působením pístu 7, který vyvozuje lisovací tlak · v prostoru 12 lisovací komory 3, potřebný k filtrování. Uzavírací a lisovací tlak mohou být získávány také jinak, například přímo hydraulickým prostředím nebo pružnými nebo. tuhými membránami, poháněnými tlakovým vzduchem, mechanicky ovládanými lomenými pákami a podobně. Rovněž se podle okamžitých podmínek ponechává na vůli, zda utěsnění prostoru 12 první filtrační komory 3 se provede pružnými patkami 14, upevněnými ve filtračních plachetkách 20, 21, nebo přehnutím filtračních plachetek 20, 21 na okrajích nebo podobně.

Po uvedení prostoru 12 lisovací komory 3 v činnost se zvýšením tlaku nad pístem 7, suspenze R vystaví lisovacímu tlaku, přičemž filtrát je vytlačován skrze filtrační plachetky 21, 20 a odtéká rýhami 11 lisovacích desek 1, 2. Nejlepšího výsledku · se přitom dosáhne tak řízeným nárůstem tlaku, aby filtrační koláč Ri, vznikající ze suspenze, byl vystaven maximálnímu tlaku, odpovídajícímu ještě právě současnému stavu odvodnění, aniž by byl vtlačován do- ok filtrační plachetky nebo dokonce protlačován skrze ně. .

Jakmile se podíl · filtrátu zmenší, otevře se, zavedením hydraulického tlaku na dolní straně 30 pístu 7, prostor 12 lisovací komory a poté se filtrační koláč Ri, nalézající se mezi filtračními plachetkami 20, 21, dopraví z prostoru 12 první lisovací komory 3 do prostoru 12h druhé lisovací komory 4. Přitom filtrační plachetky 20, 21 společně s filtračním koláčem Ri, ležícím mezi nimi, objíždějí vodicí buben 22, takže v důsledku různých poloměrů ohýbání filtrační plachetky 20, 21 se vůči sobě rovnoběžně posunou, což ve filtračním koláči Ri, nalézajícím se mezi nimi,·· vyvozuje střižnou sílu, která vyvolá změnu jeho · struktury. Střižné síly mohou být také docíleny pohonem obou filtračních plachetek rozdílnými rychlostmi. Zvýšení vzájemných pohybů filtračních plachetek · 20, 21 lze · dosíci vícenásobnou změnu směru pohybu filtračních plachetek 20,

21.

Ve druhé lisovací komoře 4 se · popsaný filtrační postup opakuje s tím, že · lze použít vyšších lisovacích tlaků v důsledku již provedeného předběžného odvodnění, dosaženého v první lisovací komoře 3. V důsledku změny struktury filtračního koláče Ri střižnými silami vzrůstá prudce podíl filtrátu nla začátku druhého lisovacího postupu. · Po skončení filtrace se druhá lisovací komora 4 odpovídajícím ovládáním příslušného pístu 7 otevře a filtrační koláč Ri se filtračními plachetkami 20, 21 dopraví kolem následujícího vodícího bubnu 22 do třetí lisovací komory · 5, načež příslušný píst 7 vyvolá její uzavření a další filtraci.

Přestože jsou v popisném příkladu provedení · upraveny tři prostory 12, 12h, 12n lisovacích komor 3, 4, 5, lze zařízení provést s· jejich libovolným . počtem. Po skončení -filtrace v třetí lisovací komoře 5 se filtrační koláč Ri, · · nalézající se mezi filtračními plachetkami 20, 21, vede přes koncový vodicí válec 26, tvořící současně poháněči válec filtrační plachetky 21. Přitom se filtrační koláč Ri uvolní a škrabkami 27 oddělí od filtrační plachetky 20. Filtrační plachetka 20 je synchronně nebo s rozdílnou rychlostí poháněna koncovým hnacím vodicím válcem 28. Koncový vodicí válec 26 a hnací koncový vodicí válec 28 jsou spojeny dvojicí ozubených kol 29 s poháněcím motorem M.

Filtrační plachetky 20, 21 se vrací přes vodicí válec 23 v taktu filtračních postupů zpět ke vstupnímu žlábku 24, přičemž vždy procházejí mycím zařízením 31.

Napínací a vodicí zařízení filtračních plachetek 20, 21, nutné podle okolností, jsou z důvodů přehlednosti z výkresu vypuštěna, právě tak jako rám z profilových želez, který nese celé zařízení P.

Jsou možná také jiná provedení, například s rovnoběžným uspořádáním lisovacích komor 3, 4, · 5. Přitom by síla pro uzavírací a lisovací postup ve všech prostorách

Ί lisovacích -komor 3, 4, 5 mohla být - vyvozena pouze jedním hydraulickým válcem 8, jehož píst 7 by byl propojen se všemi pohyblivými lisovacími deskami 2 pres odpovídající pružné součásti, jimiž by se v jednotlivých - lisovacích komorách 3, 4, 5 mohly nastavovat individuálně potřebné lisovací tlaky.

Na obr. 2 je nad vodorovnou osou doby lisování t vyneseno na svislé ose vylisované množství filtrátu Q. Oasový podíl vylisovaného filtrátu je kvalitativně znázorněn křivkou s za podmínky, že v libovolném časovém okamžiku se ' -vyvodí maximální tlak, který filtrační koláč Ri v každém okamžiku právě ještě -snáší, aniž by byl v důsledku viskozity jeho- struktury prolisováván filtračními plachetkami 20, 21. Tento průběh křivky s je charakteristický pro všechny lisovací filtry. Z něho je patrné, že požadovaný vyšší stupeň odvodnění může být dosazen teprve po delší době lisování.

Při použití postupu - odvodňování podle vynálezu -se lisovací postup v první lisovací komoře 3 v čase ti přeruší, jakmile se filt-

Claims (10)

1. ' PŘEDMĚT

   - - 1. - Způsob přerušované filtrace suspenzí v - lisovací komoře vnějším tlakem působícím pa lisovací komoru, - vyznačený tím, že suspenze, například městský kal, se zavádí mezi pohyblivé - filtrační prostředky, v nichž stojící se - v -oddělených lisovacích prostorech lisuje - volně vzrůstajícím lisovacím tlakem až k mezi protlačování pevných částí suspenze - filtračními prostředky při tlaku až 0,1 MPa, kterýmižto filtračními prostředky se - vznikající filtrační koláč přenáší po přítržích a křivých -drahách do dalších -oddělených lisovacích prostor, v nichž -se stojící dále lisuje rychleji vzrůstajícím lisovacím tlakem -až k 0,3 MPa, - popřípadě rychle vzrůstajícím tlakem -až k 1 MPa, přičemž se působením rozdílných tangenciálních sil, vyvozovaných pohyblivými filtračními prostředky na vnější plochy filtračního koláče, jeho -struktura rozrušuje, načež -se části filtračního koláče z prostoru mezi pohyblivými filtračními prostředky odvádí.
2. 2. Zařízení к přerušované fiitraci suspenzí v - lisovací komoře, popřípadě komorách, vnějším tlakem, působícím na lisovací komoru, popřípadě komory, -sestávající z lisovacích ploch - nebo podobných - ústrojí uspořádaných -alespoň z části v proměnných vzdálenostech, vyznačené' ' tím, že je -tvořeno alespoň dvěma za sebou uspořádanými lisovacími komorami (3, 4, 5) s- utěsněnými prostorami (12, 12h, 12·η], jimiž jsou rovnoběžně - s lisovacími deskami (1, 2) lisovacích komor (3, 4, 5) nuceně vedeny -alespoň dva filtrační prostředky suspenze (R), například filtrační plachetky (20, 21], vedené dále -mezi lisovacími komorami (3, 4, 5) po zakřivených drahách.

   rační křivka s začne zplošťovat, vzniklý filtrační koláč Ri se z první lisovací komory 3 dopraví do druhé lisovací komory 4, přičemž je současně vzniklými střihovými silami v čase Í2 uvolňován -a měněn ve své struktuře tak, až filtrační křivka v druhé lisovací komoře 4 dostane opět podstatně strmější průběh. Na diagramu v obr. 2 je čas prodlevy ve druhé lisovací komoře 4 označen ts, čas prodlevy v třetí lisovací komoře 5 je označen tg mezi oběma posledními prostory 12h, 12n lisovacích komoir 4, 5 je uveden čas t4 druhého -stříhacího postupu. Druhý postup lisování -se přeruší, jakmile se filtrační křivka b zploští. Postup je libovolně často opakovatelný až do té doby, kdy se dosáhne požadovaného stupně odvodnění. Přitom se ukazuje, že určité množství Qi filtrátu může být vylisováno- při způsobu podle vynálezu v mnohem kratším filtračním čase Ti, než u běžných postupů lisování, případně že při -stejném celkovém filtračním čase T2 vzniká při -způsobu podle vynálezu - podstatně větší množství Q2 filtrátu.

   vynalezu
3. 3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že zakřivená dráha je tvořena pláštěm alespoň jednoho vodícího bubnu (22), přes jehož alespoň část obvodu jsou opásány filtrační plachetky (20, 21] jako nekonečný pás.
4. 4. Zařízení podle bodů 2 a 3, vyznačené tím, že lisoyací komora (3, 4, 5] je tvořena pevnou lisovací -deskou (1) a proti ní uspořádanou pohyblivou lisovací - deskou (2).
5. 5. Zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že pohyblivá lisovací deska (2] je spojena s pístnicí (6) pístu (7) hydraulického, popřípadě pneumatického lisovacího válce (8).
6. 6. Zařízení podle bodu 4, vyznačené tím, že pohyblivá lisovací deska lisovací komory (3, 4, 5] je tvořena membránou nebo pružnou deskou, upravenou pro hydraulické nebo pneumatické ovládání.
7. 7. Zařízení podle bodů 2 až 6, vyznačené tím, - že nekonečné filtrační plachetky (20, 21] jsou vedeny přes koncové hnací vodicí válce (26, 28), spojené dvojicí ozubených kol (29], jejichž převodový poměr je měnitelný.
8. 8. Zařízení podle bodů 2 až 7, vyznačené tím, že filtrační plachetky (20, 21) jsou vedeny vodícími válci (23) a tvoří přes první lisovací komorou (3) vstupní žlab (24) suspenze (R).
9. 9. Zařízení podle bodů 2 až 8, vyznačené tím, že jednotlivé lisovací komory (3, 4, 5) jsou vzájemně uspořádány do tvaru U.
10. 10. Zařízení podle bodů 2 až 14, vyznačené tím, že boční těsnění prostorů (12, 12h, 12n) lisovacích komor (3, 4, -5) je provedeno- těsněními (13) -a pružnými patkami (14).