EA042377B1 - FILTERING DEVICE AND FILTERING METHOD - Google Patents
FILTERING DEVICE AND FILTERING METHOD Download PDFInfo
- Publication number
- EA042377B1 EA042377B1 EA202192187 EA042377B1 EA 042377 B1 EA042377 B1 EA 042377B1 EA 202192187 EA202192187 EA 202192187 EA 042377 B1 EA042377 B1 EA 042377B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- filter
- filter element
- vessel
- filter device
- collection volume
- Prior art date
Links
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее изобретение, в общем, относится к фильтрации. В частности, обеспечены фильтровальное устройство для фильтрации частиц из текучей среды и способ фильтрации частиц из текучей среды.The present invention generally relates to filtration. In particular, a filter device for filtering particles from a fluid medium and a method for filtering particles from a fluid medium are provided.
Уровень техникиState of the art
В настоящее время применяются различные типы фильтрации текучих сред, например, фильтрация сточных вод для защиты окружающей среды или фильтрация промышленных жидкостей для усовершенствования производственных процессов. Известные установки для фильтрации сточных вод часто являются громоздкими и весьма энергоемкими, а также могут потреблять большое количество химикатов, например, для флокуляции. Кроме того, осадок или шлам, образующийся в результате такого процесса фильтрации, имеет высокое содержание влаги, часто превышающее 90%. Осадок с высоким содержанием влаги обычно транспортируется на удаленные технические сооружения для сушки осадка. Как транспортировка, так и сушка могут быть сопряжены с потреблением большого количества ископаемого топлива, что приводит к высокому воздействию на окружающую среду.Various types of fluid filtration are currently being used, such as wastewater filtration to protect the environment or industrial fluid filtration to improve manufacturing processes. Known wastewater filtration plants are often bulky and very energy intensive, and may also require large amounts of chemicals, for example for flocculation. In addition, the sludge or sludge resulting from such a filtration process has a high moisture content, often in excess of 90%. Sludge with a high moisture content is usually transported to remote facilities for sludge drying. Both transportation and drying can consume large amounts of fossil fuels, resulting in high environmental impacts.
Сброс частиц в окружающую среду также вызывает все большую озабоченность. Частицы, сброшенные в водоемы, могут способствовать перенасыщению удобрениями и затенять растения на дне водоемов от солнечного света. Все больше и больше полимерных частиц также сбрасываются в окружающую среду. Многие типы полимерных частиц имеют такую же плотность, как вода, поэтому они не осаждаются на дне, что затрудняет сбор этих частиц.The release of particles into the environment is also a growing concern. Particles released into water bodies can contribute to fertilizer oversaturation and shade plants at the bottom of water bodies from sunlight. More and more polymer particles are also being released into the environment. Many types of polymer particles have the same density as water, so they do not settle to the bottom, making it difficult to collect these particles.
В документе US 3358834 А раскрыто устройство для фильтрации жидкостей. Устройство содержит отстойник, фильтрующую среду, бесконечный конвейер для поддержки фильтрующей среды, установленный с возможностью перемещения вокруг отстойника, распределитель жидкости и выпускную трубу. Пространство под фильтрующей средой поддерживается под разрежением, чтобы создать частичный вакуум или более низкое абсолютное давление, чем атмосферное, чтобы стимулировать и регулировать поток жидкости и воздуха через фильтрующую среду.US 3,358,834 A discloses a device for filtering liquids. The device comprises a sump, a filter medium, an endless conveyor for supporting the filtration medium, mounted for movement around the sump, a liquid distributor and an outlet pipe. The space below the filter media is kept under vacuum to create a partial vacuum or lower absolute pressure than atmospheric pressure to stimulate and regulate the flow of fluid and air through the filter media.
В документе ЕР 0668094 А2 раскрыт фильтрующий узел, содержащий сборный сосуд, бесконечную фильтровальную ленту, всасывающую камеру и всасывающий насос. Всасывающий насос используется для создания вакуума во всасывающей камере, который вызывает фильтрацию суспензии.EP 0 668 094 A2 discloses a filter assembly comprising a collection vessel, an endless filter belt, a suction chamber and a suction pump. The suction pump is used to create a vacuum in the suction chamber which causes the slurry to be filtered.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Одной из задач настоящего изобретения является фильтровальное устройство, обеспечивающее эффективную фильтрацию.One of the objectives of the present invention is a filter device that provides effective filtration.
Другая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении фильтровального устройства, которое является энергоэффективным.Another object of the present invention is to provide a filter device that is energy efficient.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение фильтровального устройства с высокой фильтрующей способностью.Another object of the present invention is to provide a filter device with a high filtering capacity.
Следующая задача настоящего изобретения заключается в обеспечении фильтровального устройства, которое является экологически щадящим, например, требующим применения меньшего количество экологически вредных химикатов.A further object of the present invention is to provide a filter device that is environmentally friendly, eg requiring the use of fewer environmentally harmful chemicals.
Следующей задачей настоящего изобретения является обеспечение фильтровального устройства, позволяющего осуществлять длительную непрерывную фильтрацию.It is a further object of the present invention to provide a filtration device capable of long continuous filtration.
Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение фильтровального устройства, имеющего компактную конструкцию.Another object of the present invention is to provide a filter device having a compact structure.
Следующей задачей настоящего изобретения является обеспечение фильтровального устройства, позволяющего осуществлять простую установку, в частности гибкую установку, и/или допускающего возможность модернизации.It is a further object of the present invention to provide a filter device that allows for simple installation, in particular flexible installation, and/or for upgrading.
Следующей задачей настоящего изобретения является обеспечение фильтровального устройства, решающего несколько или все вышеуказанные задачи в комбинации.It is a further object of the present invention to provide a filter device that accomplishes some or all of the above in combination.
И, наконец, еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение способа фильтрации частиц из текучей среды, который решает одну, несколько или все вышеуказанные задачи.Finally, it is another object of the present invention to provide a method for filtering particles from a fluid that accomplishes one, more, or all of the above.
Согласно одному аспекту изобретения обеспечено фильтровальное устройство, предназначенное для фильтрации частиц из текучей среды и содержащее фильтрационный сосуд, по меньшей мере один фильтрующий элемент для удаления частиц из текучей среды, проходящей через него, при этом по меньшей мере один фильтрующий элемент установлен с возможностью перемещения по траектории, проходящей в фильтрационный сосуд и из фильтрационного сосуда, впускную часть фильтрующего устройства, выполненную с возможностью подачи смеси частиц и текучей среды по меньшей мере к одному фильтрующему элементу в фильтрационном сосуде, и выпускную часть фильтрующего устройства, выполненную с возможностью вывода текучей среды, фильтрованной по меньшей мере одним фильтрующим элементом, из фильтрационного сосуда, при этом фильтровальное устройство выполнено с возможностью создания перепада давления по меньшей мере на одном фильтрующем элементе внутри фильтрационного сосуда.According to one aspect of the invention, a filter device is provided for filtering particles from a fluid and comprising a filter vessel, at least one filter element for removing particles from a fluid passing through it, wherein at least one filter element is mounted for movement along trajectory passing into and out of the filter vessel, an inlet part of the filter device configured to supply a mixture of particles and fluid to at least one filter element in the filter vessel, and an outlet part of the filter device configured to output the filtered fluid at least one filter element from the filter vessel, wherein the filter device is configured to create a pressure differential across at least one filter element inside the filter vessel.
Внутри фильтрационного сосуда на фильтрующем элементе может быть получен столб жидкости. Вес этого столба жидкости создает избыточное давление на фильтрующем элементе, т.е. на входе в фильтрующий элемент. Перепад давления может быть образован разностью давлений между давлениемInside the filter vessel, a liquid column can be obtained on the filter element. The weight of this liquid column creates an overpressure on the filter element, i.e. at the inlet to the filter element. The pressure difference can be formed by the pressure difference between the pressure
- 1 042377 на входе (например, геодезически более высоком) по меньшей мере одного фильтрующего элемента внутри фильтрационного сосуда и давлением на выходе (например, геодезически более низком) фильтрующего элемента. Перепад давления заставляет текучую среду просасываться через фильтрующий элемент в фильтрационном сосуде.- 1 042377 at the inlet (for example, geodesically higher) of at least one filter element inside the filter vessel and the pressure at the outlet (for example, geodesically lower) of the filter element. The pressure drop causes the fluid to be sucked through the filter element in the filter vessel.
Благодаря возможности перемещения фильтрующего элемента из фильтрационного сосуда, различные обработки фильтрующего элемента могут быть произведены за пределами зоны фильтрации без перерыва работы фильтровального устройства. Так, например, одна секция бесконечного фильтрующего элемента (или одна кассета, содержащая фильтрующий элемент) может подвергаться очистке за пределами фильтрационного сосуда, в то время как другая секция бесконечного фильтрующего элемента (или другая кассета, содержащая фильтрующий элемент) расположена внутри фильтрационного сосуда для осуществления фильтрации частиц.Due to the possibility of moving the filter element out of the filter vessel, various treatments of the filter element can be carried out outside the filter zone without interrupting the operation of the filter device. So, for example, one section of the endless filter element (or one cartridge containing the filter element) can be cleaned outside the filter vessel, while another section of the endless filter element (or another cartridge containing the filter element) is located inside the filter vessel to carry out particle filtration.
В рамках настоящего изобретения текучая среда, от которой при помощи фильтровального устройства отфильтровываются частицы, может представлять собой жидкости, газы и их комбинации. В частности, фильтровальное устройство согласно настоящему изобретению может быть выполнено с возможностью фильтрации частиц, и, возможно также, различных субстанций, содержащихся в воде.Within the scope of the present invention, the fluid from which particles are filtered out by the filter device may be liquids, gases, and combinations thereof. In particular, the filter device according to the present invention can be configured to filter particles, and possibly also various substances, contained in the water.
Фильтровальное устройство может быть использовано для фильтрации воды на входе и/или выходе резервуара для разведения рыбы, например, от полимерных и иных частиц, в частности от лососевых вшей. В рыбоводстве обычно имеется большая потребность в фильтрации воды на входе и выходе. При этом скорости потоков воды обычно лежат в пределах от 6 до 15 м3/с.The filter device can be used to filter the water at the inlet and/or outlet of the fish rearing tank, for example, from polymeric and other particles, in particular from salmon lice. In fish farming, there is usually a great need for inlet and outlet water filtration. In this case, the flow rates of water usually lie in the range from 6 to 15 m 3 /s.
В качестве другого примера фильтровальное устройство согласно настоящему изобретению может быть использовано для очистки водопроводной воды и/или для фильтрации частиц, в частности экскрементов и пищевых отходов, из сточных вод перед возвратом в окружающую среду. Фильтровальное устройство может быть встроено в систему сбора и отведения сточных вод. В этом случае перепад давления для фильтровального устройства может быть установлен общей конструкцией, т.е. фильтровальное устройство может быть встроено таким образом, чтобы обеспечить оптимальный перепад давления во время нормальной работы системы сбора и отведения сточных вод.As another example, the filter device according to the present invention can be used to purify tap water and/or to filter particles, in particular excrement and food waste, from wastewater before being returned to the environment. The filter device can be built into the wastewater collection and disposal system. In this case, the pressure drop for the filter device can be set by the overall design, i.e. a filtering device can be built in such a way as to ensure an optimal pressure drop during normal operation of the wastewater collection and disposal system.
Фильтровальное устройство согласно настоящему изобретению может быть использовано для фильтрации полимерных частиц, в частности микрочастиц пластмасс, которые имеют размеры менее 0,5 мм. Фильтровальное устройство согласно настоящему изобретению может быть также использовано для фильтрации различных субстанций, в частности жира или экскрементов, из текучей среды.The filter device according to the present invention can be used to filter polymer particles, in particular microplastics, which have dimensions of less than 0.5 mm. The filter device according to the present invention can also be used to filter various substances, in particular fat or excrement, from a fluid medium.
В качестве следующего примера фильтровальное устройство согласно настоящему изобретению может быть использовано для фильтрации различных промышленных жидкостей, например, для фильтрации различных жидкостей для очистки труб или жидкостей в гидравлических системах.As a further example, the filter device according to the present invention can be used to filter various industrial fluids, for example, to filter various pipe cleaning fluids or fluids in hydraulic systems.
В качестве еще одного примера фильтровальное устройство согласно настоящему изобретению может быть использовано для отделения нефти от воды. Это является полезным в случае разливов нефти. Так, например, фильтровальное устройство может быть использовано для фильтрации нефти от морской воды в смеси, собранной с огражденного нефтяного пятна. Большие объемы смеси могут перекачиваться через фильтровальное устройство, установленное на борту судна, для высокопроизводительной фильтрации. Фильтрат, т.е. очищенная вода, может сливаться обратно в море. Такой тип фильтрации является особенно эффективным в холодной воде, где вязкость нефти становится очень высокой по сравнению с водой. Поскольку ограждение участка, загрязненного нефтью, является чувствительным к волнам, фильтровальное устройство согласно настоящему изобретению может обеспечить превосходное дополнение к такому ограждению.As another example, the filter device according to the present invention can be used to separate oil from water. This is useful in case of oil spills. For example, a filter device can be used to filter oil from sea water in a mixture collected from a protected oil slick. Large volumes of the mixture can be pumped through a vessel-mounted filter device for high performance filtration. Filtrate, i.e. purified water can be discharged back into the sea. This type of filtration is especially effective in cold water, where the viscosity of the oil becomes very high compared to water. Because the oily area fence is wave sensitive, the filter device of the present invention can provide an excellent complement to such a fence.
Фильтровальное устройство согласно настоящему может быть выполнено с возможностью работы с потоками, имеющими скорость от 5 до 15 м3/с, в частности 10 м3/с. Если поток текучей среды, направляемый впуском фильтрующего устройства, имеет скорость 8 м3/с, перепад давления на фильтрующем элементе внутри фильтрационного сосуда может составлять между 100 Па (1 мбар) и 260 кПа (2600 мбар). Если объемный расход текучей среды на единицу площади равен 5 л/см2/мин, перепад давления может составлять по меньшей мере от 5 кПа (50 мбар), в частности 10 кПа (100 мбар) до 600 кПа (6000 мбар).The filter device according to the present can be adapted to work with flows having a velocity of 5 to 15 m 3 /s, in particular 10 m 3 /s. If the fluid flow directed by the inlet of the filter device has a velocity of 8 m 3 /s, the pressure drop across the filter element inside the filter vessel may be between 100 Pa (1 mbar) and 260 kPa (2600 mbar). If the volumetric flow rate of the fluid per unit area is 5 l/cm 2 /min, the pressure drop can be at least 5 kPa (50 mbar), in particular 10 kPa (100 mbar) to 600 kPa (6000 mbar).
Кроме создания перепада давления, фильтровальное устройство может быть выполнено с возможностью регулирования перепада давления по меньшей мере на одном фильтрующем элементе внутри фильтрационного сосуда. Это позволяет также регулировать поток текучей среды через фильтрующий элемент. Регулирование перепада давления может быть бесступенчатым. Регулирование перепада давления может осуществляться при помощи регулирования избыточного давления на входе по меньшей мере одного фильтрующего элемента внутри фильтрационного сосуда и/или при помощи регулирования пониженного давления на выходе фильтрующего элемента.In addition to creating a pressure drop, the filter device can be configured to control the pressure drop across at least one filter element inside the filter vessel. This also allows the flow of fluid through the filter element to be controlled. The differential pressure control can be stepless. The regulation of the differential pressure can be carried out by regulation of the overpressure at the inlet of at least one filter element inside the filter vessel and/or by regulation of the reduced pressure at the outlet of the filter element.
По меньшей мере один фильтрующий элемент может быть выполнен с возможностью отделения частиц, превышающих определенный размер, от текучей среды. В рамках настоящего изобретения указанный по меньшей мере один фильтрующий элемент может быть образован единственным фильтрующим элементом, в частности бесконечным фильтрующим элементом, или множеством фильтрующих элементов, например последовательно установленных по соответствующей траектории.At least one filter element may be configured to separate particles larger than a certain size from the fluid. Within the scope of the present invention, said at least one filter element can be formed by a single filter element, in particular an endless filter element, or by a plurality of filter elements, for example arranged in series along a suitable path.
- 2 042377- 2 042377
По меньшей мере один фильтрующий элемент может быть установлен с возможностью совершения кругового движения по траектории. Круговое движение может осуществляться, например, при помощи вращающегося барабана или конвейерной ленты.At least one filter element can be installed with the possibility of making a circular motion along the path. The circular movement can be carried out, for example, by means of a rotating drum or a conveyor belt.
Указанная траектория может содержать нижнюю часть, опущенную в фильтрационный сосуд. При этом по меньшей мере один фильтрующий элемент может перемещаться через текучую среду, содержащуюся в фильтрационном сосуде. Таким образом, фильтрующий элемент может быть погружен в текучую среду внутри фильтрационного сосуда.Said trajectory may include a lower part lowered into the filtration vessel. At the same time, at least one filter element can move through the fluid contained in the filter vessel. Thus, the filter element can be immersed in the fluid inside the filter vessel.
В рамках настоящего изобретения смесь, содержащая частицы и текучую среду и подаваемая на фильтрующий элемент, может называться исходной смесью, текучая среда, отфильтрованная фильтрующим элементом, - фильтратом, а частицы, удаленные фильтрующим элементом, - осадком.In the context of the present invention, the mixture containing particles and fluid supplied to the filter element may be referred to as the initial mixture, the fluid filtered by the filter element, the filtrate, and the particles removed by the filter element, the precipitate.
Фильтрующий элемент, расположенный внутри фильтрационного сосуда, образует зону фильтрации. Фильтровальное устройство может содержать дополнительные зоны фильтрации. Так, например, фильтровальное устройство может дополнительно содержать фильтр грубой очистки для фильтрации текучей среды на входе по меньшей мере одного фильтрующего элемента, расположенного внутри фильтрационного сосуда. Фильтр грубой очистки может быть выполнен, например, с возможностью удаления крупных частиц и/или различных субстанций, в частности жира. В одном варианте осуществления фильтр грубой очистки имеет размер ячеек 3 мм или более.The filter element located inside the filtration vessel forms a filtration zone. The filtration device may contain additional filtration zones. For example, the filter device may further comprise a coarse filter for filtering fluid at the inlet of at least one filter element located inside the filter vessel. The coarse filter can be configured, for example, to remove large particles and/or various substances, in particular fat. In one embodiment, the coarse filter has a mesh size of 3 mm or more.
Фильтрационный сосуд может содержать днище и боковые стенки, поднимающиеся от днища. Путь перемещения может проходить внутрь фильтрационного сосуда между днищем и впуском фильтрующего устройства и выходить изнутри фильтрационного сосуда. В одном примере фильтрационный сосуд имеет глубину, равную по меньшей мере 0,5 м, в частности по меньшей мере 1 м.The filtration vessel may include a bottom and side walls rising from the bottom. The travel path may extend inside the filtration vessel between the bottom and the inlet of the filtration device and exit from the inside of the filtration vessel. In one example, the filtration vessel has a depth of at least 0.5 m, in particular at least 1 m.
Фильтрационный сосуд и по меньшей мере один фильтрующий элемент могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы любая текучая среда должна была проходить от впускной части фильтрующего устройства через фильтрующий элемент внутри фильтрационного сосуда, прежде чем достичь выпускной части фильтрующего устройства. То есть, единственный путь для текучей среды от впускной части фильтрующего устройства до выпускной части фильтрующего устройства проходит через фильтрующий элемент внутри фильтрационного сосуда. При этом ширина фильтрующего элемента, перпендикулярная пути перемещения и внутренняя ширина фильтрационного сосуда, перпендикулярная пути перемещения могут быть, например, равными, или, по существу, равными.The filter vessel and at least one filter element may be configured such that any fluid must pass from the inlet of the filter device through the filter element within the filter vessel before reaching the outlet of the filter device. That is, the only fluid path from the inlet of the filter device to the outlet of the filter device is through the filter element inside the filter vessel. The width of the filter element perpendicular to the travel path and the internal width of the filtration vessel perpendicular to the travel path may, for example, be equal or substantially equal.
По меньшей мере один фильтрующий элемент может представлять собой бесконечный фильтрующий элемент, установленный с возможностью перемещения вдоль определенной траектории. Для этого фильтровальное устройство может дополнительно содержать по меньшей мере два ролика. Бесконечный фильтрующий элемент может быть установлен вокруг указанных по меньшей мере двух роликов. Бесконечный фильтрующий элемент может опираться, например, на бесконечную конвейерную ленту, вращаемую вокруг роликов. Конвейерная лента может иметь очень высокую проницаемость, например, по существу, более высокую, чем фильтрующий элемент, опирающийся на конвейерную ленту. В качестве альтернативы к ленте может быть присоединено множество фильтрующих элементов. В любом случае лента может воспринимать всю или, по существу, всю загрузку смеси частиц и текучей среды.At least one filter element may be an endless filter element mounted for movement along a certain trajectory. To this end, the filter device may additionally comprise at least two rollers. An endless filter element can be installed around said at least two rollers. The endless filter element can be supported, for example, on an endless conveyor belt rotating around rollers. The conveyor belt may have a very high permeability, for example substantially higher than a filter element supported by the conveyor belt. Alternatively, a plurality of filter elements may be attached to the belt. In any case, the belt may receive all or substantially all of the loading of the mixture of particles and fluid.
Применение бесконечного фильтрующего элемента, перемещаемого по траектории, проходящей, как внутри, так и снаружи фильтрационного сосуда, позволяет осуществлять гибкую установку, поскольку наружная часть траектории, расположенная за пределами фильтрационного сосуда, может быть легко адаптирована к конкретному месту установки. Так, например, может быть изменено положение очистительного устройства относительно фильтрационного сосуда.The use of an endless filter element movable along a path both inside and outside the filter vessel allows for flexible installation, since the outer part of the path outside the filter vessel can be easily adapted to a specific installation location. Thus, for example, the position of the cleaning device relative to the filtration vessel can be changed.
Указанная траектория может содержать две геодезически высоких части и геодезически низкую часть между двумя высокими частями, при этом низкая часть может быть расположена внутри фильтрационного сосуда. Две высоких части могут быть образованы или не образованы геодезически самыми высокими точками траектории. Низкая часть и две высоких части согласно настоящему изобретению могут быть установлены при помощи конвейерной ленты или барабана. В том случае, если по меньшей мере один фильтрующий элемент, например, бесконечный фильтрующий элемент, опирается на вращающийся барабан, такой барабан может иметь очень высокую проницаемость, например, по существу, более высокую, чем у фильтрующего элемента, опирающегося на барабан.Said trajectory may comprise two geodesically high portions and a geodesically low portion between the two high portions, with the low portion located within the filtration vessel. The two high portions may or may not be geodesically formed by the highest points of the trajectory. The low part and the two high parts according to the present invention can be installed using a conveyor belt or drum. In the event that at least one filter element, such as an endless filter element, is supported by a rotating drum, such a drum can have a very high permeability, for example substantially higher than that of a filter element supported by the drum.
По меньшей мере один фильтрующий элемент выполнен с возможностью удаления частиц размером менее чем 100 мкм, в частности менее чем 50 мкм. При этом по меньшей мере один фильтрующий элемент может иметь размеры пор от 5 до 40 мкм.At least one filter element is adapted to remove particles smaller than 100 µm, in particular smaller than 50 µm. In this case, at least one filter element may have pore sizes from 5 to 40 μm.
Микрочастицы пластмасс имеют размер менее чем 0,5 мм. Поэтому основная часть микрочастиц пластмасс может быть удалена фильтрующим элементом. Поры более крупных размеров требуют более низких перепадов давления и наоборот.The plastic microparticles are less than 0.5 mm in size. Therefore, the main part of the microplastics can be removed by the filter element. Larger pore sizes require lower pressure drops and vice versa.
Для определения оптимального перепада давления кроме размера пор может быть принята во внимание проницаемость фильтрующего элемента и/или вязкость текучей среды. Более высокая проницаемость фильтрующего элемента может требовать более низких перепадов давления и наоборот. Более высокая вязкость текучей среды может требовать более высоких перепадов давления и наоборот.In addition to the pore size, the permeability of the filter element and/or the viscosity of the fluid can be taken into account to determine the optimum pressure drop. Higher filter element permeability may require lower pressure drops and vice versa. Higher fluid viscosity may require higher pressure drops and vice versa.
По меньшей мере один фильтрующий элемент может содержать проволочную ткань, в частностиAt least one filter element may comprise a wire cloth, in particular
- 3 042377 металлическую проволочную ткань или проволочную ткань из сплава, имеющую трехмерную геометрию пор.- 3 042377 metal wire cloth or alloy wire cloth having a three-dimensional pore geometry.
Такой фильтрующий элемент обеспечивает высокую проницаемость. Проволочная ткань может содержать продольные проволоки и поперечные проволоки, пересекающие друг друга и переплетенные в виде ткацкого рисунка. Продольные проволоки могут быть выполнены по меньшей мере в двух различных конфигурациях, чтобы получить продольные проволоки первого и второго типов. Длина первого типа продольных проволок может отличаться от длины второго типа продольных проволок на определенную единицу длины. Поры могут образовываться в промежутках между участками двух соседних продольных проволок и пересекающими участками двух соседних поперечных проволок.Such a filter element provides high permeability. The wire cloth may comprise longitudinal wires and transverse wires intersecting each other and interlaced in a weaving pattern. The longitudinal wires can be made in at least two different configurations to obtain longitudinal wires of the first and second types. The length of the first type of longitudinal wires may differ from the length of the second type of longitudinal wires by a certain unit of length. The pores can form in the spaces between the sections of two adjacent longitudinal wires and the crossing sections of two adjacent transverse wires.
Одним из примеров проволочной ткани согласно настоящему изобретению является ткань Minimesh® RPD HIFLO-S, поставляемая компанией Haver & Boecker, в частности RPD HIFLO 5 S, 10 S, 15 S, 20 S, 30 S или 40 S. Эти проволочные ткани имеют исключительно высокую проницаемость и повышенную фильтрующую способность по сравнению с другими фильтрами такого же размера пор и могут осуществлять фильтрацию в широком диапазоне перепадов давления. Другой пример проволочной ткани согласно настоящему изобретению также описан в патентной заявке США US 2011290369 А1. По меньшей мере один фильтрующий элемент может быть кислотостойким, коррозионностойким, баростойким и/или термостойким.One example of a wire fabric according to the present invention is the Minimesh® RPD HIFLO-S fabric available from Haver & Boecker, in particular RPD HIFLO 5 S, 10 S, 15 S, 20 S, 30 S or 40 S. These wire fabrics have exclusively high permeability and increased filtration capacity compared to other filters of the same pore size and can filter over a wide range of pressure drops. Another example of wire cloth according to the present invention is also described in US patent application US 2011290369 A1. The at least one filter element may be acid-resistant, corrosion-resistant, pressure-resistant and/or heat-resistant.
Фильтровальное устройство может также содержать по меньшей мере одно очистительное устройство, расположенное снаружи от фильтрационного сосуда, при этом по меньшей мере один фильтрующий элемент может быть установлен с возможностью перемещения по траектории, проходящей через очистительное устройство для очистки по меньшей мере одного фильтрующего элемента очистительным устройством. Поэтому очистка по меньшей мере одного фильтрующего элемента может осуществляться за пределами зоны фильтрации, расположенной внутри фильтрационного сосуда, например, в зоне очистки. Таким образом, очистка может быть отделена от процесса фильтрации. Очистительное устройство может содержать, например, воздушный шабер, скребок, магнит или смывное устройство для очистки по меньшей мере одного фильтрующего элемента.The filter device may also include at least one cleaning device located outside the filter vessel, wherein at least one filter element can be moved along a path passing through the cleaning device to clean at least one filter element with a cleaning device. Therefore, cleaning of at least one filter element can be carried out outside the filtration zone located inside the filtration vessel, for example, in the cleaning zone. Thus, cleaning can be separated from the filtration process. The cleaning device may include, for example, an air knife, a scraper, a magnet, or a flushing device for cleaning at least one filter element.
Благодаря разделению зоны очистки и зоны фильтрации, фильтрация, выполняемая фильтровальным устройством, может осуществляться непрерывно в течение длительных периодов времени. Во время непрерывной работы смесь частиц и текучей среды может подаваться на очищенную часть бесконечного фильтрующего элемента внутри фильтрационного сосуда. Таким образом, поступающая смесь всегда будет видеть чистый фильтрующий элемент или подвергаться его воздействию внутри фильтрационного сосуда.By separating the purification zone and the filtration zone, the filtration performed by the filter device can be carried out continuously for long periods of time. During continuous operation, a mixture of particles and fluid may be supplied to the cleaned part of the endless filter element inside the filter vessel. Thus, the incoming mixture will always see a clean filter element or be exposed to it inside the filter vessel.
Фильтровальное устройство может также содержать по меньшей мере одно сушильное устройство, расположенное снаружи от фильтрационного сосуда, при этом по меньшей мере один фильтрующий элемент может быть установлен с возможностью перемещения по траектории, проходящей через сушильное устройство для сушки частиц, удаленных по меньшей мере с одного фильтрующего элемента. Поэтому сушка отфильтрованных частиц может осуществляться за пределами зоны фильтрации, расположенной внутри фильтрационного сосуда, например, в зоне сушки. Таким образом, сушка может быть отделена от процесса фильтрации. Кроме очистки и сушки другим примером обработки фильтрующего элемента, которая может производиться за пределами зоны фильтрации, является стерилизация.The filter device may also include at least one dryer located outside the filter vessel, wherein at least one filter element can be mounted to move along a path passing through the dryer to dry particles removed from at least one filter vessel. element. Therefore, the drying of the filtered particles can be carried out outside the filtration zone located inside the filtration vessel, for example, in the drying zone. Thus, drying can be separated from the filtration process. In addition to cleaning and drying, another example of filter element treatment that can take place outside the filtration zone is sterilization.
Фильтровальное устройство может также содержать напорное устройство, предназначенное для регулирования перепада давления на фильтрующем элементе в фильтрационном сосуде. Напорное устройство может служить, например, для создания пониженного давления на выходе фильтрующий элемент.The filter device may also include a pressure device for adjusting the differential pressure across the filter element in the filter vessel. The pressure device can serve, for example, to create a reduced pressure at the outlet of the filter element.
Кроме того, напорное устройство может быть предназначено для обеспечения бесступенчатого регулирования перепада давления.In addition, the pressure device may be designed to provide stepless control of the differential pressure.
Фильтровальное устройство может также содержать сборный объем для приема фильтрованной текучей среды из выпускной части фильтрующего устройства, при этом выпускная часть сборного объема выполнена с возможностью вывода фильтрованной текучей среды из сборного объема. Таким образом, в сборном объеме может быть получен столб фильтрованной жидкости. Вес этого столба жидкости создает пониженное давление на фильтрующем элементе, т.е. на выходе фильтрующего элемента.The filter device may also include a collection volume for receiving filtered fluid from the outlet of the filter device, wherein the outlet of the collection volume is configured to output the filtered fluid from the collection volume. Thus, a column of filtered liquid can be obtained in the collection volume. The weight of this liquid column creates a reduced pressure on the filter element, i.e. at the outlet of the filter element.
Сборный объем может быть создан в коллекторном резервуаре. Коллекторный резервуар может быть открыт в атмосферу. Кроме того, выпускная часть фильтрующего устройства, например, выполненная в виде трубы, может проходить в коллекторный резервуар. Выпускная часть фильтрующего устройства может быть открытой в коллекторном резервуаре, в частности в нижней части коллекторного резервуара.A collection volume can be created in a collection tank. The collection tank can be opened to the atmosphere. In addition, the outlet part of the filtering device, for example in the form of a tube, can extend into the collection tank. The outlet of the filter device can be open in the collection tank, in particular in the lower part of the collection tank.
В качестве альтернативы сборный объем может быть создан в закрытой коллекторной трубе. В этом случае коллекторная труба может обеспечивать жидкостное соединение между выпускной частью фильтрующего устройства и выпускной частью сборного объема.Alternatively, the collection volume can be created in a closed collection pipe. In this case, the collection pipe may provide a fluid connection between the outlet of the filter device and the outlet of the collection volume.
Напорное устройство может содержать клапан, предназначенный для регулирования потока, проходящего через выпускную часть сборного объема. При закрытии клапана перепад давления уменьшается. Открытие клапана вызывает увеличение перепада давления.The pressure device may include a valve designed to control the flow passing through the outlet part of the collection volume. When the valve is closed, the differential pressure decreases. Opening the valve causes an increase in the differential pressure.
Фильтровальное устройство может быть выполнено с возможностью регулирования работы клапана, исходя из уровня жидкости в фильтрационном сосуде. Для этой цели фильтровальное устройствоThe filter device may be configured to control the operation of the valve based on the liquid level in the filter vessel. For this purpose, the filter device
- 4 042377 может содержать датчик уровня жидкости, выполненный с возможностью определения уровня жидкости внутри фильтрационного сосуда. Система управления фильтровальным устройством может быть выполнена с возможностью управления работой клапана на основании данных об уровне жидкости в фильтрационном сосуде, определяемых датчиком уровня жидкости.- 4 042377 may include a liquid level sensor configured to detect the liquid level inside the filtration vessel. The control system of the filter device may be configured to control the operation of the valve based on data about the liquid level in the filter vessel, determined by the liquid level sensor.
Альтернативно или дополнительно, фильтровальное устройство может быть выполнено с возможностью управления работой клапана, исходя из уровня жидкости в сборном объеме. Для этой цели фильтровальное устройство может содержать датчик уровня жидкости, выполненный с возможностью определения уровня жидкости внутри сборного объема. Система управления фильтровальным устройством может быть выполнена с возможностью управления работой клапана на основании данных об уровне жидкости в сборном объеме, определяемых датчиком уровня жидкости.Alternatively or additionally, the filter device may be configured to control the operation of the valve based on the liquid level in the collection volume. For this purpose, the filter device may include a liquid level sensor configured to detect the level of liquid within the collection volume. The control system of the filter device may be configured to control the operation of the valve based on data about the liquid level in the collection volume, determined by the liquid level sensor.
Альтернативно или дополнительно, фильтровальное устройство может быть выполнено с возможностью управления работой клапана, исходя из давления в сборном объеме. Для этой цели фильтровальное устройство может содержать датчик давления, выполненный с возможностью определения давления внутри сборного объема, например, давление фильтрованной текучей среды или давление газа, сжатого фильтрованной жидкостью. Система управления фильтровальным устройством может быть выполнена с возможностью управления работой клапана на основании данных о давлении в сборном объеме, определяемых датчиком давления.Alternatively or additionally, the filter device may be configured to control the operation of the valve based on the pressure in the collection volume. For this purpose, the filter device may include a pressure sensor configured to detect pressure within the collection volume, for example, the pressure of the filtered fluid or the pressure of a gas compressed by the filtered liquid. The control system of the filter device may be configured to control the operation of the valve based on pressure data in the collection volume, determined by the pressure sensor.
Согласно одному альтернативному варианту осуществления напорное устройство содержит поплавок, плавающий на поверхности текучей среды в фильтрационном сосуде, и пробку, которая служит для открытия выпускной части сборного объема, когда уровень текучей среды в фильтрационном сосуде является низким, и для закрытия выпускной части сборного объема, когда уровень текучей среды в фильтрационном сосуде является высоким. Напорное устройство может также содержать соединительный механизм, соединяющий поплавок и пробку. Такой соединительный механизм может представлять собой рычажный механизм. Таким образом, фильтровальное устройство, согласно настоящему изобретению, может быть выполнено с возможностью механического регулирования перепада давления по меньшей мере на одном фильтрующем элементе, в частности, без применения каких-либо электронных компонентов.According to one alternative embodiment, the pressure device comprises a float floating on the surface of the fluid in the filter vessel and a plug that serves to open the outlet of the collection volume when the fluid level in the filter vessel is low and to close the outlet of the collection volume when the fluid level in the filter vessel is high. The pressure device may also include a coupling mechanism connecting the float and plug. Such a connecting mechanism may be a linkage mechanism. Thus, the filter device according to the present invention can be configured to mechanically control the differential pressure across at least one filter element, in particular without the use of any electronic components.
Фильтровальное устройство может иметь модульную конструкцию. Так, например, первый модульный блок может содержать фильтрационный сосуд, фильтрующий элемент, впускную часть фильтрующего устройства и выпускную часть фильтрующего устройства, в то время как второй модульный блок может содержать сборный объем, в частности коллекторный резервуар, выпускную часть сборного объема и клапан. В этом случае первый модульный блок может быть установлен поверх второго модульного блока. Первый модульный блок и второй модульный блок могут отдельно транспортироваться к месту установки. Первый модульный блок и второй модульный блок могут быть размещены внутри контейнера. Первый модульный блок может называться фильтрующим блоком, а второй модульный блок - блоком сборного объема.The filter device may be of modular design. Thus, for example, the first modular unit may comprise a filter vessel, a filter element, an inlet of a filter device and an outlet of a filter device, while a second modular unit may comprise a collection volume, in particular a collection tank, an outlet of the collection volume and a valve. In this case, the first modular block may be installed on top of the second modular block. The first modular unit and the second modular unit can be separately transported to the installation site. The first modular block and the second modular block may be placed inside the container. The first modular block may be referred to as a filter block and the second modular block as a collection volume block.
Согласно другом аспекту изобретения обеспечен способ фильтрации частиц из текучей среды, содержащий приведение в движение по меньшей мере одного фильтрующего элемента по траектории, входящей в фильтрационный сосуд, при этом указанный по меньшей мере один фильтрующий элемент выполнен с возможностью удаления частиц из проходящей через него текучей среды; подачу смеси частиц и текучей среды по меньшей мере на один фильтрующий элемент в фильтрационном сосуде; создание перепада давления по меньшей мере на одном фильтрующем элементе внутри фильтрационного сосуда; и приведение в движение по меньшей мере одного фильтрующего элемента по траектории, выходящей из фильтрационного сосуда.According to another aspect of the invention, there is provided a method for filtering particles from a fluid, comprising driving at least one filter element along a path entering the filter vessel, said at least one filter element being configured to remove particles from a fluid passing through it. ; supplying a mixture of particles and fluid to at least one filter element in the filter vessel; creating a pressure differential across at least one filter element within the filter vessel; and driving at least one filter element along a path out of the filter vessel.
Способ может также содержать выполнение любой операции или команды выполнения операции, указанной в данном описании. Кроме того, способ может содержать регулирование перепада давления по меньшей мере на одном фильтрующем элементе внутри фильтрационного сосуда, например, на основании уровня жидкости в фильтрационном сосуде, на основании уровня жидкости в сборном объеме и/или на основании давления в сборном объеме.The method may also include performing any operation or command to perform the operation specified in this description. In addition, the method may include adjusting the pressure drop across at least one filter element within the filter vessel, for example, based on the liquid level in the filter vessel, based on the liquid level in the collection volume, and/or based on the pressure in the collection volume.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Дополнительные детали, достоинства и аспекты настоящего изобретения станут очевидными из приведенного далее описания вариантов его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:Additional details, advantages and aspects of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying drawings, which show:
фиг. 1 - схематический вид в аксонометрии фильтровального устройства;fig. 1 is a schematic perspective view of a filter device;
фиг. 2 - вид сбоку в разрезе фильтровального устройства с фиг. 1;fig. 2 is a side sectional view of the filter device of FIG. 1;
фиг. 3 - схематический вид сбоку в разрезе другого варианта осуществления фильтровального устройства; и фиг. 4 - схематический вид сбоку в разрезе еще одного варианта осуществления фильтровального устройства.fig. 3 is a schematic side sectional view of another embodiment of the filter device; and fig. 4 is a schematic side sectional view of another embodiment of the filter device.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Ниже приведено описание фильтровального устройства, предназначенного для фильтрации частиц из текучей среды, и способа фильтрации частиц из текучей среды. При этом одинаковые ссылочные номера используются для обозначения одинаковых или аналогичных конструктивных элементов.The following is a description of a filter device for filtering particles from a fluid and a method for filtering particles from a fluid. In this case, the same reference numbers are used to designate the same or similar structural elements.
- 5 042377- 5 042377
На фиг. 1 схематически представлен вид в аксонометрии одного варианта осуществления фильтровального устройства 10, а на фиг. 2 - вид сбоку в разрезе указанного варианта осуществления фильтровального устройства 10. Фильтровальное устройство 10, показанное на фиг. 1 и 2, предназначено для фильтрации частиц из жидкости, в частности из воды. Фильтровальное устройство 10 может быть использовано, например, для фильтрации частиц из воды в рыбоводческом бассейне или для фильтрации частиц из сточных вод. Однако фильтровальное устройство 10 может быть также использовано для фильтрации частиц из газов. Фильтровальное устройство 10 содержит фильтрационный сосуд 12, фильтрующий элемент 14, впускную часть 16 фильтрующего устройства и выпускную часть 18 фильтрующего устройства.In FIG. 1 is a schematic perspective view of one embodiment of the filter device 10, and FIG. 2 is a sectional side view of said embodiment of the filter device 10. The filter device 10 shown in FIG. 1 and 2 is designed to filter particles from a liquid, in particular from water. The filter device 10 can be used, for example, to filter particles from water in a fish tank or to filter particles from sewage. However, the filter device 10 can also be used to filter particles from gases. The filter device 10 includes a filter vessel 12, a filter element 14, an inlet portion 16 of the filter device, and an outlet portion 18 of the filter device.
Фильтрационный сосуд 12 в данном варианте осуществления содержит днище, четыре стенки и открытую верхнюю часть. Глубина фильтрационного сосуда 12 может составлять 1 м.The filter vessel 12 in this embodiment comprises a bottom, four walls and an open top. The depth of the filtration vessel 12 may be 1 m.
Фильтрующий элемент 14 в данном варианте осуществления представляет собой бесконечный фильтрующий элемент 14.The filter element 14 in this embodiment is an endless filter element 14.
Фильтрующий элемент 14 опирается на бесконечную конвейерную ленту. Фильтрующий элемент 14 установлен с возможностью перемещения по траектории 20. Для этой цели фильтровальное устройство 10 содержит два ролика 22 и множество направляющих секций (не обозначены) для задания направления движения конвейерной ленты и расположенного на ней фильтрующего элемента 14. Под действием вращения одного или обоих роликов 22 фильтрующий элемент 14 совершает круговое движение по траектории 20, как правило, по часовой стрелке, как показано на фиг. 2. Фильтрующий элемент 14 может перемещаться по траектории 20 непрерывно или прерывисто.The filter element 14 is supported by an endless conveyor belt. The filter element 14 is mounted with the ability to move along the path 20. For this purpose, the filter device 10 includes two rollers 22 and a plurality of guide sections (not indicated) to set the direction of movement of the conveyor belt and the filter element 14 located on it. Under the action of rotation of one or both rollers 22, the filter element 14 moves in a circular motion along a path 20, generally clockwise, as shown in FIG. 2. The filter element 14 may move along the path 20 continuously or intermittently.
Как показано на фиг. 2, траектория 20 проходит вниз внутрь фильтрационного сосуда 12 между впускной частью 16 фильтрующего устройства и днищем фильтрационного сосуда 12, а затем поднимается вверх и выходит изнутри фильтрационного сосуда 12. Траектория 20 содержит две геодезически высоких части 24 и геодезически низкую часть 26, расположенную у днища фильтрационного сосуда 12 между высокими частями 24. В данном варианте осуществления геодезически высокие части 24 расположены вблизи соответствующих верхних кромок фильтрационного сосуда 12. При этом фильтрующий элемент 14 установлен с возможностью перемещения в фильтрационный сосуд 12 и из фильтрационного сосуда 12. Зона фильтрации образована фильтрующим элементом 14 в фильтрационном сосуде 12.As shown in FIG. 2, the trajectory 20 extends downward into the filtration vessel 12 between the inlet portion 16 of the filtration device and the bottom of the filtration vessel 12 and then rises up and exits from within the filtration vessel 12. The trajectory 20 comprises two geodesically high portions 24 and a geodesically low portion 26 located near the bottom. of the filter vessel 12 between the high portions 24. In this embodiment, the geodesically high portions 24 are located near the respective upper edges of the filter vessel 12. In this case, the filter element 14 is movable into the filter vessel 12 and out of the filter vessel 12. The filtration zone is formed by the filter element 14 in the filtration vessel 12.
Фильтрующий элемент 14 выполнен с возможностью удаления частиц из проходящей через него текучей среды. Фильтрующий элемент 14 в данном варианте осуществления выполнен из проволочной ткани, имеющей трехмерную геометрию пор, в частности, из ткани Minimesh ® RPD HIFLO-S, которая поставляется компанией Haver & Boecker и имеет превосходную проницаемость. Фильтрующий элемент 14 выполнен с возможностью удаления частиц размером менее чем 50 мкм, и, таким образом, способен удалять основную часть микрочастиц. Однако фильтровальное устройство 10 не ограничено фильтрацией микрочастиц.The filter element 14 is configured to remove particles from the fluid passing through it. The filter element 14 in this embodiment is made of a wire cloth having a three-dimensional pore geometry, in particular a Minimesh® RPD HIFLO-S cloth which is available from Haver & Boecker and has excellent permeability. The filter element 14 is designed to remove particles smaller than 50 µm, and thus is able to remove the bulk of the microparticles. However, the filter device 10 is not limited to filtering microparticles.
Фильтровальное устройство 10 в данном варианте осуществления содержит также два очистительных устройства 28, в частности два смывных устройства. Каждое очистительное устройство 28 выполнено с возможностью очистки части фильтрующего элемента 14, проходящей через это очистительное устройство 28, например, путем удаления осадка частиц с фильтрующего элемента 14. При этом фильтровальное устройство может содержать дренажный канал (не показан) для сбора удаленного осадка с целью его последующей обработки.The filter device 10 in this embodiment also contains two cleaning devices 28, in particular two flushing devices. Each cleaning device 28 is configured to clean the part of the filter element 14 passing through this cleaning device 28, for example, by removing particulate sediment from the filter element 14. In this case, the filter device may include a drainage channel (not shown) to collect the removed sediment in order to subsequent processing.
Первое очистительное устройство 28 установлено внутри фильтрационного сосуда 12 вблизи его верхней части. Второе очистительное устройство 28 установлено после правого ролика 22 (на фиг. 2). Как показано на фиг. 2, оба очистительных устройства 28 расположены за пределами зоны фильтрации. При этом траектория 20 проходит через оба очистительных устройства 28.The first cleaning device 28 is installed inside the filtration vessel 12 near its top. The second cleaning device 28 is installed after the right roller 22 (in Fig. 2). As shown in FIG. 2, both cleaning devices 28 are located outside the filtration zone. In this case, the trajectory 20 passes through both cleaning devices 28.
Фильтровальное устройство 10 в данном варианте осуществления содержит также два сушильных устройства 30, в частности два вентилятора. Каждое сушильное устройство 30 выполнено с возможностью сушки части фильтрующего элемента 14, проходящей через сушильное устройство 30. В данном варианте осуществления оба сушильных устройства 30 расположены между первым очистительным устройством 28 и правым роликом 22 (на фиг. 2). Как показано на фиг. 2, оба сушильных устройства 30 также установлены за пределами зоны фильтрации. Траектория 20 также проходит через оба сушильных устройства 30.The filter device 10 in this embodiment also includes two dryers 30, in particular two fans. Each dryer 30 is configured to dry the part of the filter element 14 passing through the dryer 30. In this embodiment, both dryers 30 are located between the first cleaning device 28 and the right roller 22 (in Fig. 2). As shown in FIG. 2, both dryers 30 are also installed outside the filtration zone. The path 20 also passes through both dryers 30.
Впускная часть 16 фильтрующего устройства предназначена для подачи смеси частиц и текучей среды в зону фильтрации, т.е. на фильтрующий элемент 14 внутри фильтрационного сосуда 12. В данном варианте осуществления впускная часть 16 фильтрующего устройства расположена геодезически выше зоны фильтрации и проходит в фильтрационный сосуд 12. Фильтровальное устройство 10 может также содержать фильтр грубой очистки (не показан), установленный на входе во впускную часть 16 фильтрующего устройства.The inlet part 16 of the filtering device is designed to supply a mixture of particles and fluid to the filtering zone, i.e. onto the filter element 14 inside the filter vessel 12. In this embodiment, the inlet portion 16 of the filter device is located geodesically above the filtration zone and extends into the filter vessel 12. The filter device 10 may also include a coarse filter (not shown) installed at the inlet to the inlet portion 16 filter device.
Выпускная часть 18 фильтрующего устройства выполнена с возможностью вывода фильтрата, т.е. текучей среды, фильтрованной фильтрующим элементом 14, из фильтрационного сосуда 12. В варианте осуществления, показанном на фиг. 2, выпускная часть 18 фильтрующего устройства расположена в днище фильтрационного сосуда 12, т.е. геодезически ниже фильтрующего элемента 14 внутри фильтраThe outlet part 18 of the filter device is configured to withdraw the filtrate, i. e. fluid filtered by filter element 14 from filter vessel 12. In the embodiment shown in FIG. 2, the outlet portion 18 of the filter device is located at the bottom of the filter vessel 12, i. e. geodesically below the filter element 14 inside the filter
- 6 042377 ционного сосуда 12.- 6 042377 ration vessel 12.
Фильтровальное устройство 10 содержит также сборный объем 32, представленный здесь в качестве примера в виде коллекторного резервуара 34, и выпускную часть сборного объема 36. Текучая среда, фильтрованная фильтрующим элементом 14, поступает в сборный объем 32. Выпускная часть сборного объема 36 выполнена с возможностью вывода фильтрованной текучей среды из сборного объема 32. Коллекторный резервуар 34 в данном варианте осуществления является открытым в атмосферу.The filter device 10 also includes a collection volume 32, shown here as an example in the form of a collection tank 34, and the outlet part of the collection volume 36. The fluid filtered by the filter element 14 enters the collection volume 32. The outlet part of the collection volume 36 is configured to output filtered fluid from the collection volume 32. The collection tank 34 in this embodiment is open to the atmosphere.
Фильтровальное устройство в данном варианте осуществления содержит также трубу 38. Один конец трубы 38 соединен с выпускной частью 18 фильтрующего устройства, а ее другой конец является открытым и расположен в нижней части коллекторного резервуара 34. Таким образом, выпускная часть 18 фильтрующего устройства проходит в коллекторный резервуар 34. Труба 38 образует уравнительную трубу.The filter device in this embodiment also includes a pipe 38. One end of the pipe 38 is connected to the outlet part 18 of the filter device, and its other end is open and located at the bottom of the collection tank 34. Thus, the outlet part 18 of the filter device extends into the collection tank 34. Pipe 38 forms a surge pipe.
Фильтровальное устройство 10 выполнено с возможностью создания перепада давления на фильтрующем элементе 14 внутри фильтрационного сосуда 12, т.е. в зоне фильтрации. Для этой цели фильтровальное устройство 10 в данном варианте осуществления содержит также напорное устройство 40.The filter device 10 is configured to create a pressure differential across the filter element 14 inside the filter vessel 12, i. e. in the filtration zone. For this purpose, the filter device 10 in this embodiment also includes a pressure device 40.
Напорное устройство 40 в данном варианте осуществления служит для создания пониженного давления на выходе фильтрующего элемента 14, например, внутри трубы 38. Напорное устройство 40 содержит клапан 42, выполненный с возможностью выборочного закрытия и открытия выпускной части сборного объема 36. Таким образом, клапан 42 обеспечивает управление потоком, проходящим через выпускную часть сборного объема 36. Клапан 42 может также обеспечивать управление степенью открытия выпускной части сборного объема 36. Таким образом, напорное устройство 40 выполнено с возможностью бесступенчатого регулирования перепада давления на фильтрующем элементе 14. При открытии клапана 42 перепад давления увеличивается и наоборот.The pressure device 40 in this embodiment serves to create a reduced pressure at the outlet of the filter element 14, for example, inside the pipe 38. The pressure device 40 includes a valve 42 configured to selectively close and open the outlet of the collection volume 36. Thus, the valve 42 provides control of the flow passing through the outlet of the collection volume 36. The valve 42 can also control the degree of opening of the outlet of the collection volume 36. Thus, the pressure device 40 is configured to steplessly control the differential pressure across the filter element 14. When the valve 42 is opened, the differential pressure increases and vice versa.
Фильтровальное устройство 10 в данном варианте осуществления содержит также датчик 44 уровня жидкости. Датчик 44 уровня жидкости выполнен с возможностью определения уровня 46 жидкости внутри фильтрационного сосуда 12.The filter device 10 in this embodiment also includes a liquid level sensor 44 . The liquid level sensor 44 is configured to detect the liquid level 46 inside the filtration vessel 12.
Фильтровальное устройство 10 в данном варианте осуществления содержит также датчик 48 уровня жидкости. Датчик 48 уровня жидкости выполнен с возможностью определения уровня 50 жидкости внутри сборного объема 32, содержащегося в данном случае в коллекторном резервуаре 34.The filter device 10 in this embodiment also includes a liquid level sensor 48 . The liquid level sensor 48 is configured to detect the liquid level 50 within the collection volume 32 contained in this case in the collection tank 34.
Фильтровальное устройство 10 в данном варианте осуществления содержит также датчик 52 давления. Датчик 52 давления выполнен с возможностью определения давления внутри сборного объема 32.The filter device 10 in this embodiment also includes a pressure sensor 52 . The pressure sensor 52 is configured to detect the pressure within the collection volume 32.
Фильтровальное устройство 10 содержит также блок управления (не показан). Блок управления предназначен для управления работой клапана 42 на основании сигналов, поступающих от датчика 44 уровня жидкости, датчика 48 уровня жидкости и/или датчика 52 давления. Таким образом, напорное устройство 40 выполнено с возможностью регулирования перепада давления на фильтрующем элементе 14.The filter device 10 also includes a control unit (not shown). The control unit is designed to control the operation of the valve 42 based on signals from the liquid level sensor 44, the liquid level sensor 48 and/or the pressure sensor 52. Thus, the pressure device 40 is configured to control the pressure drop across the filter element 14.
Кроме того, фильтровальное устройство 10, показанное на фиг. 1 и 2, имеет модульную конструкцию, содержащую блок 54 сборного объема и блок 56 фильтрации, установленный поверх блока 54 сборного объема. Блок 56 фильтрации в данном варианте осуществления содержит фильтрационный сосуд 12, фильтрующий элемент 14, впускную часть 16 фильтрующего устройства и выпускную часть 18 фильтрующего устройства. Блок 54 сборного объема в данном варианте осуществления содержит коллекторный резервуар 34, трубу 38, выпускную часть 36 сборного объема и клапан 42. Как показано на фиг. 1 и 2, блок 56 фильтрации и блок 54 сборного объема образуют компактную конструкцию фильтровального устройства 10.In addition, the filter device 10 shown in FIG. 1 and 2 is of a modular design, comprising a collection volume block 54 and a filtration block 56 mounted on top of the collection volume block 54. The filtration unit 56 in this embodiment includes a filtration vessel 12, a filter element 14, an inlet portion 16 of the filter device, and an outlet portion 18 of the filter device. The collection volume unit 54 in this embodiment comprises a collection tank 34, a pipe 38, a collection volume outlet 36, and a valve 42. As shown in FIG. 1 and 2, the filter unit 56 and the collection unit 54 form a compact structure of the filter device 10.
Со ссылками на фиг. 1 и 2 ниже описан один пример осуществления фильтрации при помощи фильтровального устройства 10. Смесь частиц и жидкости, возможно, предварительно пропущенная через фильтр грубой очистки, подается впускной частью 16 фильтрующего устройства внутрь фильтрационного сосуда 12 на фильтрующий элемент 14. Объемная подача смеси может составлять, например, 10 м3/с.With reference to FIG. 1 and 2, one exemplary implementation of filtration using a filter device 10 is described below. A mixture of particles and liquid, possibly previously passed through a coarse filter, is supplied by the inlet part 16 of the filter device inside the filter vessel 12 to the filter element 14. The volumetric supply of the mixture can be, for example, 10 m 3 / s.
Фильтрующий элемент 14 проходит через нижнюю часть 26 внутрь фильтрационного сосуда 12. Частицы собираются фильтрующим элементом 14 внизу фильтрационного сосуда 12 и выводятся из фильтрационного сосуда 12 в процессе движения фильтрующего элемента 14 по траектории 20. Во время фильтрации фильтрующий элемент 14 непрерывно очищается очистительными устройствами 28 и подвергается сушке сушильными устройствами 30, поэтому чистая и сухая часть фильтрующего элемента 14 непрерывно подается в фильтрационный сосуд 12. Таким образом, операция очистки может выполняться за пределами зоны фильтрации без перерывов на очистку фильтрующего элемента 14 или на другие типы операций технического обслуживания.The filter element 14 passes through the lower part 26 into the filter vessel 12. Particles are collected by the filter element 14 at the bottom of the filter vessel 12 and are removed from the filter vessel 12 during the movement of the filter element 14 along the path 20. During the filtering, the filter element 14 is continuously cleaned by the cleaning devices 28 and is dried by the dryers 30, so that the clean and dry part of the filter element 14 is continuously fed into the filter vessel 12. In this way, the cleaning operation can be performed outside the filtration zone without interruptions for cleaning the filter element 14 or for other types of maintenance operations.
Вследствие сопротивления фильтрующего элемента 14, на фильтрующем элементе 14 внутри фильтрационного сосуда 12 образуется столб жидкости. Вес этого столба жидкости создает давление на входе в фильтрующий элемент 14.Due to the resistance of the filter element 14, a liquid column forms on the filter element 14 inside the filter vessel 12. The weight of this liquid column creates pressure at the inlet to the filter element 14.
Фильтрованная жидкость выводится из фильтрационного сосуда 12 через выпускную часть 18 фильтрующего устройства и далее подается по трубе 38 в сборный объем 32.The filtered liquid is discharged from the filtration vessel 12 through the outlet part 18 of the filter device and is then fed through the pipe 38 to the collection volume 32.
Управление клапаном 42 обеспечивает регулирование потока фильтрованной текучей среды, проходящей из сборного объема 32 через выпускную часть 36 сборного объема. При этом можно регулироThe control valve 42 regulates the flow of filtered fluid passing from the collection volume 32 through the outlet 36 of the collection volume. At the same time, you can adjust
- 7 042377 вать уровень 50 жидкости внутри коллекторного резервуара 34. Соотношение между столбом жидкости в фильтрационном сосуде 12 и столбом жидкости в коллекторном резервуаре 34 определяет перепад давления на фильтрующем элементе 14 внутри фильтрационного сосуда 12. При регулировании уровня жидкости в коллекторном резервуаре 34 происходит регулирование перепада давления. Перепад давления заставляет жидкость в фильтрационном сосуде 12 просасываться через фильтрующий элемент 14 в сборный объем 32.- 7 042377 to determine the liquid level 50 inside the collection tank 34. The ratio between the liquid column in the filtration vessel 12 and the liquid column in the collection tank 34 determines the pressure drop across the filter element 14 inside the filtration vessel 12. By adjusting the liquid level in the collection tank 34, the differential is controlled pressure. The differential pressure causes the liquid in the filter vessel 12 to be sucked through the filter element 14 into the collection volume 32.
Перепад давления можно регулировать различными способами, например, для того чтобы максимально увеличивать поток и/или максимально увеличивать отделение частиц от жидкости.The pressure drop can be adjusted in various ways, for example, to maximize flow and/or maximize separation of particles from liquid.
Фильтрация обеспечивает получение осадка с низкой степенью влажности. Это позволяет осуществлять более дешевую и экологически более щадящую транспортировку. Фильтровальное устройство 10 в варианте осуществления, показанном на фиг. 1 и 2, позволяет получать осадок с содержанием приблизительно 20%. Фильтровальное устройство 10 может обеспечивать эффективное удаление частиц из сточных вод. При этом фильтровальное устройство 10 может, например, вносить значительный вклад в улучшение состояния морской биосферы.Filtration provides a sludge with a low degree of moisture. This enables cheaper and more environmentally friendly transport. The filter device 10 in the embodiment shown in FIG. 1 and 2, allows you to get a precipitate with a content of approximately 20%. The filter device 10 can effectively remove particles from wastewater. In this case, the filter device 10 can, for example, make a significant contribution to improving the state of the marine biosphere.
На фиг. 3 схематически представлен вид сбоку в разрезе другого варианта осуществления фильтровального устройства 10. Ниже описаны его основные отличия от фиг. 1 и 2.In FIG. 3 is a schematic side sectional view of another embodiment of the filter device 10. Its main differences from FIG. 1 and 2.
Вместо коллекторного резервуара 34 и трубы 38, показанных на фиг. 1 и 2, фильтровальное устройство 10 на фиг. 3 содержит коллекторную трубу 58, образующую сборный объем 32. Один конец коллекторной трубы 58 соединен с выпускной частью 18 фильтрующего устройства, а другой конец - с выпускной частью 36 сборного объема. Коллекторная труба 58 замкнута между выпускной частью 18 фильтрующего устройства и выпускной частью 36 сборного объема. В коллекторной трубе 58 установлен затвор 60 для текучей среды. Затвор 60 для текучей среды позволяет фильтрованной текучей среде проходить к выпускной части 36 сборного объема, но не допускает ее возврата в фильтрационный сосуд 12.Instead of the collection tank 34 and pipe 38 shown in FIG. 1 and 2, the filter device 10 in FIG. 3 includes a collector pipe 58 forming a collection volume 32. One end of the collection pipe 58 is connected to the outlet 18 of the filter device and the other end to the outlet 36 of the collection volume. The collector pipe 58 is closed between the outlet 18 of the filter device and the outlet 36 of the collection volume. A fluid seal 60 is installed in the collection pipe 58. The fluid seal 60 allows the filtered fluid to pass to the collection volume outlet 36 but does not allow it to return to the filter vessel 12.
На фиг. 4 схематически представлен вид сбоку в разрезе еще одного варианта осуществления фильтровального устройства 10. Ниже описаны его основные отличия от фиг. 1-3.In FIG. 4 is a schematic side sectional view of yet another embodiment of the filter device 10. Its main differences from FIG. 1-3.
Фильтровальное устройство 10 на фиг. 4 содержит альтернативное напорное устройство 40. Напорное устройство 40 на фиг. 4 содержит поплавок 62, пробку 64 и соединительный механизм 66. Соединительный механизм 66 выполнен в данном случае в качестве примера в виде рычага, установленного с возможностью поворота вокруг неподвижной оси 68. Поплавок 62 плавает на поверхности жидкости в фильтрационном сосуде 12. Пробка 64 предназначена для открытия и закрытия выпускной части 36 сборного объема.The filter device 10 in FIG. 4 contains an alternative pressure device 40. The pressure device 40 in FIG. 4 comprises a float 62, a plug 64, and a coupling mechanism 66. The coupling mechanism 66 is here exemplary in the form of a lever pivotable about a fixed axis 68. The float 62 floats on the surface of the liquid in the filter vessel 12. The plug 64 is designed to opening and closing the outlet part 36 of the prefabricated volume.
Как показано на фиг. 4, если уровень 46 жидкости в фильтрационном сосуде 12 является сравнительно низким, выпускная часть 36 сборного объема открывается при помощи пробки 64. Если уровень 46 жидкости в фильтрационном сосуде 12 повышается, поплавок 62 поднимается вместе с уровнем 46 жидкости. Это вызывает поворот соединительного механизма 66 (против часовой стрелки на фиг. 4) вокруг оси 68. Этот поворот соединительного механизма 66 заставляет пробку 64 закрывать выпускную часть 36 сборного объема. На фиг. 4 показаны датчик 44 уровня жидкости и датчик 52 давления, однако, напорное устройство 40 на фиг. 4 может функционировать полностью механически.As shown in FIG. 4, if the liquid level 46 in the filter vessel 12 is comparatively low, the collection volume outlet 36 is opened by the plug 64. If the liquid level 46 in the filter vessel 12 rises, the float 62 rises with the liquid level 46. This causes the coupling mechanism 66 to rotate (counter-clockwise in FIG. 4) around the axis 68. This rotation of the coupling mechanism 66 causes the plug 64 to close the collection volume outlet 36. In FIG. 4 shows a liquid level sensor 44 and a pressure sensor 52, however, the pressure device 40 in FIG. 4 can function completely mechanically.
Хотя настоящее изобретение описано со ссылками на иллюстративные варианты осуществления, следует понимать, что данное изобретение не ограничено приведенным выше описанием. Так, например, очевидно, что размеры деталей могу быть изменены по мере необходимости.Although the present invention has been described with reference to illustrative embodiments, it should be understood that the present invention is not limited to the above description. So, for example, it is obvious that the dimensions of the parts can be changed as needed.
Claims (12)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA042377B1 true EA042377B1 (en) | 2023-02-08 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100376637B1 (en) | Device for separating particulates from flowing liquids or gases | |
| JP2004523345A (en) | Water filter | |
| US9908067B2 (en) | Floatables and scum removal apparatus for a waste water treatment system | |
| KR101759931B1 (en) | Light filter type terraced filtering wetland | |
| US8734641B2 (en) | Tertiary wastewater filtration using inclined filter media and internal reverse flow backwashing of filter disks | |
| KR100536952B1 (en) | The multistage filteration apparatus of filtering river water by drived water head and poliethylene filtering media | |
| RU2310726C1 (en) | Floating clarifying water intake structure | |
| CN101952015B (en) | Wastewater treatment system and method for the treatment of wastewater | |
| EP3924086B1 (en) | Filtration apparatus | |
| KR101760902B1 (en) | A pollutant purification system | |
| EA042377B1 (en) | FILTERING DEVICE AND FILTERING METHOD | |
| KR101748772B1 (en) | The Water Purification Apparatus Using the Flowing of Water | |
| CN101484233A (en) | IN. V.erted aerated immersed screen, screen assembly and operating process | |
| KR102230178B1 (en) | Wastewater Treatment System used Booster Bubble For Dairy Farming | |
| OA21182A (en) | Filtration apparatus and method. | |
| KR101350617B1 (en) | Apparatus for rainwater recycling | |
| CA2559879C (en) | System for feeding a liquid fluid through a filter | |
| KR101263353B1 (en) | Rain water treatment system | |
| KR100470648B1 (en) | Sedimentation dehydrating and drying apparatus by using large capacity bag | |
| RU2772482C1 (en) | Device for trapping oil, oil products and suspended solids in industrial and storm wastewater | |
| KR102351729B1 (en) | Rainwater filtration and storage device | |
| US20110198298A1 (en) | Floating capillary filter and method | |
| SU1761185A1 (en) | Method and device for oil-sewage treatment | |
| KR20020005277A (en) | Stacked filtering apparatus for filtering treated water from waste water | |
| RU2274612C1 (en) | Installation for purification of the surface water run-off |