EA004976B1

EA004976B1 - Элемент дискового фильтра

Info

Publication number: EA004976B1
Application number: EA200300571A
Authority: EA
Inventors: Матти Серво
Original assignee: Тамфелт Ойй Абп
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2004-10-28
Also published as: EA200300571A2; FI20021178A; EA200300571A3; UA49774C2; FI120185B; UA49774A; FI20021178A0

Abstract

Изобретение относится к секторному элементу дискового фильтра и к горловинной части секторного элемента дискового фильтра. Секторный элемент (5) содержит по существу треугольную секторную часть (15) и горловинную часть (14). Секторная часть (15) имеет боковые стороны (6), функционирующие в качестве фильтрующих поверхностей, при этом угол сектора составляет по существу 30°. Секторная часть (15) соединена с рамой (4) дискового фильтра (1) с помощью патрубка (20), которым оснащена горловинная часть (14). Значение отношения площади (A) поверхности одной боковой стороны (6) секторной части (15) к площади (А) внутреннего поперечного сечения проходного канала (16) в патрубке (20) меньше или равно 105.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к секторному элементу дискового фильтра, содержащему по меньшей мере секторную часть, имеющую по существу плоские противоположные боковые стороны, грани и торцевую стенку, соединяющую боковые стороны, причем упомянутые боковые стороны, грани и торцевая стенка ограничивают незаполненное пространство, а каждая боковая сторона имеет по существу треугольную форму и содержит несколько отверстий. Секторный элемент также содержит горловинную часть, верхний участок которой соединен с секторной частью, а нижний участок оснащен патрубком, выполненным с возможностью соединения с рамой дискового фильтра, причем горловинная часть содержит проходной канал, через который внутренняя полость секторной части сообщается с рамой.

Изобретение относится также к горловинной части, предназначенной для соединения с секторной частью секторного элемента в дисковом фильтре, причем секторная часть имеет боковые стороны определенной площади. Горловинная часть содержит патрубок, выполненный с возможностью соединения с рамой дискового фильтра, и проходной канал, обеспечивающий сообщение секторной части с рамой.

Уровень техники

Необходимость разделения суспензий на жидкость и твердые частицы методом фильтрации существует в таких областях, как горная промышленность, рафинирование металлов, химическая промышленность, в технологических процессах, используемых в пищевой и фармацевтической промышленности. Для фильтрации с отделением жидкости от твердых частиц существуют механические фильтры различных принципов действия. Обычным фильтром для разделения жидкой и твердой фракций является дисковый фильтр, в котором разделение жидкой и твердой фаз основано на использовании разности давления и фильтрующей ткани.

Дисковый фильтр содержит трубчатую раму, на внешней периферии которой установлены по существу треугольные секторные элементы. Эти элементы расположены рядом друг с другом с образованием конструкции типа диска. Внутри секторных элементов создается отрицательное давление, и плоские боковые поверхности секторных элементов действуют как фильтрующие поверхности, снабженные фильтрующей тканью. В фильтрующих поверхностях выполнены отверстия, через которые жидкость, прошедшая через фильтрующую ткань, попадает внутрь секторного элемента. Из секторного элемента жидкость следует к раме дискового фильтра под действием отрицательного давления. Недостаток известных секторных элементов заключается в том, что параметры потока, идущего внутри секторного элемента по на правлению к раме, недостаточно эффективны, в результате чего понижена способность фильтра отделять жидкость.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании нового усовершенствованного секторного элемента и горловинной части секторного элемента для дискового фильтра.

В соответствии с изобретением решение поставленной задачи достигается за счет того, что грани секторной части элемента образуют угол, равный по существу 30°, а значение отношения площади поверхности одной боковой стороны секторной части к площади внутреннего поперечного сечения проходного канала в патрубке меньше или равно 105.

Отличительной особенностью горловинной части согласно изобретению является то, что проходной канал в этой части выполнен таким образом, что значение отношения площади поверхности одной боковой стороны секторной части к площади внутреннего поперечного сечения проходного канала в патрубке меньше или равно 105.

Согласно основной идее изобретения грани секторного элемента образуют угол, равный по существу 30°. Такой секторный элемент предназначен для дискового фильтра, содержащего двенадцать секторных элементов. Кроме того, в каждом секторном элементе отношение площади поверхности одной боковой стороны секторной части к площади внутреннего поперечного сечения проходного канала в патрубке горловинной части меньше или равно 105.

Преимущество решения по изобретению состоит в том, что гидравлическое сопротивление в горловинной части секторного элемента может быть снижено за счет выполнения этой части достаточно широкой по отношению к фильтрационной площади секторного элемента. Кроме того, изобретение обеспечивает оптимальный расход потока в проходном канале горловинной части. Таким образом, жидкая фаза, которая проникла в секторный элемент через фильтр, может свободно вытекать из секторного элемента в раму, что улучшает фильтрующую способность устройства. Далее, поскольку жидкость может быть быстро и полностью удалена из секторного элемента, устройство по изобретению по сравнению с известными решениями дает более сухую твердую фракцию хорошего качества, в результате отпадает необходимость в дальнейшем обезвоживании на последующих этапах процесса.

Согласно основной идее примера осуществления изобретения значение отношения высоты секторного элемента к площади внутреннего поперечного сечения проходного канала в патрубке меньше или равно 270 м^-1. За счет этого жидкая фаза, которая проникла в секторный элемент через фильтр, может вытекать из отно3 сительно короткого секторного элемента быстрее, чем в известных решениях.

Перечень фигур чертежей

Примеры осуществления настоящего изобретения будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг. 1 схематично изображает дисковый фильтр на виде сбоку;

фиг. 2 схематично изображает на виде сбоку секторный элемент дискового фильтра;

фиг. 3 - секторный элемент по фиг. 2 на виде по стрелке В;

фиг. 4 схематично изображает на виде сбоку секторный элемент, известный из уровня техники;

фиг. 5 - на виде сбоку секторный элемент в соответствии с изобретением;

фиг. 6 - на виде сбоку другой вариант секторного элемента в соответствии с изобретением;

фиг. 7 схематично изображает на виде сбоку горловинную часть секторного элемента в соответствии с изобретением.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Для большей наглядности изобретение представлено на чертежах в упрощенном виде. Аналогичные элементы обозначены на чертежах одинаковыми позициями.

На фиг. 1 показан дисковый фильтр 1, содержащий резервуар 2, в который из питающего канала 3 подается суспензия, подлежащая разделению на жидкую и твердую фазы. Следует упомянуть, что уровень поверхности суспензии в резервуаре 2 обычно ниже показанного на фиг.

1. Дисковый фильтр 1 содержит также раму 4, вращающуюся вокруг горизонтальной оси. Рама 4 может быть образована одной трубчатой деталью или несколькими параллельными трубками 4а. На внешней периферии рамы 4 установлены несколько по существу треугольных секторных элементов 5, которые расположены рядом друг с другом таким образом, что они образуют вокруг рамы 4 относительно узкую конструкцию типа диска. Одна рама 4 может содержать несколько таких дисковых конструкций, отстоящих друг от друга на соответствующем расстоянии в осевом направлении. Треугольные боковые стороны 6 каждого секторного элемента 5 действуют как фильтрующие поверхности. В боковых сторонах 6 выполнены отверстия 7, а фильтрующая ткань 8 примыкает к боковым сторонам, функционируя в качестве фильтрующего слоя. Рама 4 дискового фильтра вращается вокруг своей продольной оси в направлении А, так что секторные элементы 5 по очереди погружаются в суспензию 9, содержащуюся в резервуаре 2. В погруженном в суспензию 9 секторном элементе 5 через раму 4 создается отрицательное давление или разрежение. Таким образом, жидкость может проходить через фильтрующую ткань 8, как показано на фиг. 3, и далее через отверстия 7 в боковой стороне 6 внутрь секторного элемента 5. Из внутренней полости секторного элемента 5 жидкость вытекает под действием разрежения в раму 4 и удаляется из дискового фильтра 1, в то время как твердая фаза остается на поверхности фильтрующей ткани 8. Затем твердая фаза снимается с помощью очистных скребков 10 или подобных элементов в разгрузочный желоб 11 перед следующим циклом фильтрации. Для улучшения удаления твердой фазы внутри секторного элемента 5 может быть создано избыточное давление.

Показанный на фиг. 1 дисковый фильтр 1 содержит двенадцать секторных элементов 5, так что грани 12 каждого секторного элемента 5 образуют угол, равный по существу 30°. Таким образом, боковая сторона секторного элемента 5 в дисковом фильтре 1 определенного радиуса Я имеет максимальную ограниченную площадь

А,.

Как показано на фиг. 2 и 3, секторный элемент 5 содержит горловинную часть 14, соединяющую секторную часть 15 с рамой 4. На фиг. 2 и 3 показана линия 21 раздела, на которой изменяется угол наклона граней секторного элемента 5. Эта линия 21 раздела определяет секторную часть 15, занимающую крайнюю область секторного элемента 5, и горловинную часть 14, расположенную вблизи рамы 4. Снизу горловинной части 14, то есть на ее ближней к раме 4 стороне, имеется патрубок 20, который может быть плотно вставлен в отверстие или другую соединительную поверхность, образованную в раме 4. Через горловинную часть 14 и патрубок 20 идет проходной канал 16, так что жидкая фаза, которая проникла внутрь секторной части 15, может следовать по этому каналу к раме 4 и далее для дальнейшей обработки. Поперечное сечение проходного канала 16 может быть круглым, овальным, прямоугольным или многоугольным. Однако круглое сечение является предпочтительным с учетом свойств потока.

Фиг. 4 изображает секторный элемент 5', известный из уровня техники. Боковая сторона 6 секторной части 15 имеет площадь А,', а проходной канал 16 патрубка 20' имеет внутреннее поперечное сечение площадью А_к'. Кроме того, секторный элемент 5' имеет высоту Ь' от вершины секторной части 15 до нижней точки горловинной части 14.

Фиг. 5 схематично изображает секторный элемент 5 в соответствии с изобретением. Сравнение секторных элементов 5' и 5, представленных соответственно на фиг. 4 и 5, показывает, что в секторном элементе 5 по изобретению высота горловинной части 14 может быть меньше, чем в известном решении. За счет этого может быть увеличен диаметр Ό рамы 4 без необходимости увеличения радиуса Я дискового фильтра 1. При большем диаметре Ό рамы 4 в ней можно обеспечить проходные каналы больших размеров, что улучшает транспортирование отфильтрованной жидкой фазы в производственном процессе. Секторная часть 15 может подходить ближе к раме 4, и при этом, несмотря на увеличенный диаметр И рамы 4, площадь А, боковой стороны 6, которая участвует в фильтрации, по существу, равна соответствующей площади в известном дисковом фильтре того же радиуса В. Кроме того, рама 4 увеличенного диаметра И может быть оснащена секторными элементами 5 с более широкими проходными каналами 16, чем раньше. В устройстве по изобретению жидкая фаза, которая проходит через секторную часть 15, может более эффективно перемещаться к раме 4 по следующим причинам. Во-первых, площадь поперечного сечения проходного канала 16 в горловинной части 14 достаточно велика по отношению к площади Л, фильтрации боковой стороны 6, что уменьшает гидравлическое сопротивление и обеспечивает оптимальный расход потока в проходном канале 16. С другой стороны, высота Ь секторного элемента 5 меньше, чем в известных решениях, так что расстояние, проходимое жидкостью до рамы 4, невелико. Кроме того, благодаря короткой горловинной части 14 проходной канал 16 также короче, чем в известных решениях, что уменьшает гидравлическое сопротивление в горловинной части 14.

Секторная часть 15 и горловинная часть 14 могут быть выполнены в виде единого элемента или представлять собой отдельные элементы, прикрепляемые друг к другу при изготовлении секторного элемента 5. На фиг. 6 показана другая конструкция, в которой секторный элемент 5 состоит из соединяемых и разъединяемых между собой деталей. Горловинная часть 14 и секторная часть 15 могут быть вставлены одна в другую с определенным перекрытием, как показано на фиг. 6 и 7, так что выступы 19 или другие подобные крепежные средства, предусмотренные на секторной части 15, входят в выемки или другие соответствующие места в горловинной части 14. Другим альтернативным способом соединения горловинной и секторной частей является, например, использование плавкого клея. Преимущество такой конструкции заключается в том, что горловинная часть 14 может быть выполнена в виде сменного элемента, который можно быстро и просто заменить при износе проходного канала 16. Обычно секторная часть 15 не подвергается такому интенсивному износу и таким высоким нагрузкам, как горловинная часть 14, и имеет значительно более длительный срок службы. С другой стороны, горловинная часть 14 может быть изготовлена из материала с высокой износостойкостью. Кроме того, износостойкость проходного канала 16 в горловинной части 14 может быть повышена, например, за счет увеличения толщины стенок канала в критических местах.

Как показано на фиг. 6 и 7, внизу секторной части 15 выполнена выемка 17. Выемка 17 может быть расположена в месте, которое подвергается интенсивному износу под действием потока. Соответственно, горловинная часть 14 содержит выступ 18 с большей толщиной стенки. На фиг. 7 выступ 18 показан штриховыми линиями. Таким образом, подвергающийся износу участок проходного канала 16 образован в сменной горловинной части 14 для защиты от износа секторной части 15, поскольку последняя наиболее дорога в изготовлении. В результате увеличен срок службы секторной части 15.

Чертежи и относящееся к ним описание предназначены только для иллюстрации изобретательской идеи. При осуществлении изобретения возможны различные изменения и модификации, не выходящие за пределы объема охраны, определяемого формулой изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Секторный элемент дискового фильтра, содержащий, по меньшей мере, секторную часть (15), имеющую по существу плоские противоположные боковые стороны (6), грани (12) и торцевую стенку (13), соединяющую боковые стороны (6), причем упомянутые боковые стороны (6), грани (12) и торцевая стенка (13) ограничивают незаполненное пространство, а каждая боковая сторона (6) имеет по существу треугольную форму и содержит множество отверстий (7); и горловинную часть (14), верхний участок которой соединен с секторной частью (15) , а нижний участок оснащен патрубком (20), выполненным с возможностью соединения с рамой (4) дискового фильтра (1), причем горловинная часть (14) содержит проходной канал (16) , через который внутренняя полость секторной части (15) сообщается с рамой (4), отличающийся тем, что грани (12) секторной части (15) образуют угол, меньший соответствующего угла горловинной части и равный по существу 30°, а значение отношения площади (А§) поверхности одной боковой стороны (6) секторной части (15) к площади (А_к) внутреннего поперечного сечения проходного канала (16) в патрубке (20) меньше или равно 105.

2. Секторный элемент по п.1, отличающийся тем, что отношение высоты (Ъ) секторного элемента (5), измеряемой от торцевой стенки (13) секторной части (15) до нижней точки горловинной части (14), к площади (Ак) внутреннего поперечного сечения проходного канала в патрубке (20) меньше или равно 270 м^-1.

3. Секторный элемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что секторная часть (15) и горловинная часть (14) являются отдельными элементами, выполненными с возможностью разъемного соединения друг с другом.

4. Секторный элемент по п.3, отличающийся тем, что в нижнем участке секторной

Ί части (15) выполнена выемка (17), а горловинная часть (14) снабжена выступом (18), который соответствует выемке (17) и образует участок с большей толщиной стенки в области проходного канала (16).

5. Горловинная часть, предназначенная для соединения с секторной частью (15) секторного элемента (5) в дисковом фильтре (1), причем секторная часть (15) имеет боковые стороны (6) с площадью поверхности (А,), содержащая патрубок (20), выполненный с возможностью со- единения с рамой (4) дискового фильтра (1), и проходной канал (16), обеспечивающий сообщение секторной части (15) с рамой (4), отличающаяся тем, что проходной канал (16) в горловинной части (14) выполнен таким образом, что отношение площади (А,) поверхности одной боковой стороны (6) секторной части (15) к площади (А_к) внутреннего поперечного сечения проходного канала (16) в патрубке меньше или равно 105.