IT9085588A1 - Ciclo di filtrazione per liquidi contenenti solidi in sospensione e filtro rotativo adatto a realizzare tale ciclo di filtrazione. - Google Patents

Ciclo di filtrazione per liquidi contenenti solidi in sospensione e filtro rotativo adatto a realizzare tale ciclo di filtrazione. Download PDF

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Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente titolo:
"CICLO DI FILTRAZIONE PER LIQUIDI CONTENENTI SOLIDI IN SOSPENSIONE E FILTRO ROTATIVO ADATTO A REALIZZARE TALE CICLO DI FILTRAZIONE".
DESCRIZIONE
L'invenzione concerne la realizzazione di un ciclo di filtrazione per liquidi contenenti sostanze solide in sospensione e di un filtro rotativo adatto a realizzare tale ciclo di filtrazione.
Sono noti filtri rotativi di vario tipo tramite i quali si realizza la filtrazione di liquidi che contengono solidi in sospensione. Tali filtri rotativi sono diffusamente usati per esempio nel ciclo produttivo di aziende alimentari, di aziende conciarie, di aziende chimiche ed altre oppure vengono impiegati in tutti quei casi in cui risulti necessario, alla fine di un processo produttivo, separare eventuali solidi in sospensione dai liquidi prima della fase di depurazione di questi ultimi.
Detti filtri rotativi pur con differenti varianti esecutive che li rendono adatti ai differenti impieghi, sono costituiti essenzialmente da una vasca contenente il liquido da filtrare, in cui e' immerso un tamburo rotante sul quale e' disposta una superficie filtrante. Il liquido passando attraverso la superficie filtrante, deposita su quest'ultima i solidi in sospensione che vengono raccolti ed allontanati mediante sistemi meccanici di vario tipo. Internamente al tamburo rotante si raccoglie il liquido filtrato che tramite pompe viene inviato all’utilizzo oppure all'impianto di depurazione. I filtri rotativi di tipo noto presentano pero' l' inconveniente della facilita' con cui le loro superfici filtranti si intasano. Si comprende che la quantità' di solidi che si depositano sulle superfici filtranti nell'unita' di tempo e' direttamente proporzionale sia alla portata del liquido che fluisce attraverso la superficie filtrante stessa, sia al grado di filtrazione piu'o meno elevato che la superficie filtrante medesima realizza per cui l'intasamento delle superfici filtranti avviene quando uno di detti parametri risulta di valore superiore al valore massimo ammissibile dal filtro rotativo che si impiega. I filtri rotativi attualmente impiegati presentano appunto il problema che qualora si vogliano realizzare contemporaneamente portate elevate e filtrazioni spinte, le loro superfici filtranti si intasano molto rapidamente e l'utilizzatore si vede costretto ad effettuare numerosi arresti del filtro per procedere alla pulizia delle superfici filtranti stesse. Per evitare ciò' utilizzando i filtri rotanti noti, si realizza in genere un compromesso e cioè' di filtrare portate piuttosto limitate e realizzare gradi di filtrazione piuttosto ridotti al fine di non intasare continuamente le superfici filtanti.
E' scopo della presente invenzione superare le limitazioni citate tipiche dei filtri rotanti di tipo noto, realizzando un filtro rotativo che pur funzionando con portate piu' elevate e realizzando filtraggi piu' spinti rispetto a filtri rotativi di tipo noto aventi pari dimensioni, non sia soggetto ad intasamento delle superfici filtranti o che comunque presenti l' intasamento delle superfici filtranti stesse con frequenza molto piu' ridotta rispetto ai filtri rotanti noti.
Lo scopo descritto viene raggiunto mediante la realizzazione di un ciclo di filtrazione per liquidi contenenti solidi in sospensione che in accordo con la rivendicazione principale comprende:
- un'eventuale fase di prefiltraggio del liquido per setacciamento su una superficie prefiltrante;
- una fase di introduzione del liquido da filtrare in una vasca di raccolta;
- una fase di filtrazione del liquido presente nella vasca di raccolta mediante una superficie filtrante in movimento rotatorio;
- una fase di asciugatura del materiale depositato sulla superficie filtrante;
- una fase di distacco e di estrazione del materiale depositato sulla superficie prefiltrante e sulla superficie filtrante;
- una fase di estrazione del liquido filtrato,
ed e' caratterizzato dal fatto che la fase di distacco del materiale filtrato depositato sulla superficie filtrante e' preceduto da una fase di sollevamento del materiale dalla superficie filtrante stessa ed e' seguita da una fase di lavaggio della superficie filtrante medesima.
Il filtro rotante che realizza il ciclo di filtrazione descritto comprende:
- un eventuale gruppo di prefiltraggio;
- una vasca di raccolta del liquido da filtrare;
- almeno un tamburo rotante immerso nel liquido della vasca di raccolta e formato da una coppia di dischi coassiali affacciati fra loro sul perimetro dei quali e' avvolta una superficie filtrate;
- un condotto di aspirazione disposto internamente al tamburo rotante in corrispondenza della sua sommità' , collegato all'aspirazione di almeno lina macchina pneumatica per l'asciugatura a depressione del materiale depositato sulla superficie filtrante;
- almeno una pompa per l'estrazione del liquido filtrato dall’interno del tamburo rotante; .
- dispositivi di distacco e di estrazione del materiale prefiltrato e del materiale filtrato;
- mezzi di rotazione di ciascun tamburo rotante,
ed e' caratterizzato dal fatto che internamente al tamburo rotante e’ presente almeno una feritoia di soffiaggio, disposta preferibilmente su tutta la larghezza della superficie filtrante atta a realizzare il sollevamento del materiale filtrato dalla superficie filtrante su cui e' deposto ed una pluralità' di spruzzatori pure disposti preferibilmente su tutta la larghezza della superficie filtrante atti a realizzare il lavaggio della superficie filtrante stessa.
Secondo una preferita forma di esecuzione il gruppo di prefiltraggio del filtro rotante dell ' invenzione e' disposto nella parte superiore posteriore della vasca di raccolta del liquido da filtrare ed e' costituito da una superficie prefiltrante, preferìbilmente una lamiera forata fissata alla vasca, che viene attraversata dal liquido da filtrare in caduta per gravita' e sulla quale sono disposti raschiatori in movimento. Detti raschiatori sono costituiti da spazzole, disposte alle estremità' di un aspo rotante, che si muovono tangenzialmente alla superficie prefiltrante stessa restando aderenti ad essa.
Vantaggiosamente tramite il filtro rotante dell'invenzione si realizzano rispetto a filtri rotanti di tipo noto presentanti pari dimensioni, portate piu’ elevate e filtrazioni piu' spinte pur riducendo gli intasamenti delle superfici filtranti.
La descrizione del ciclo di filtrazione per liquidi contenenti solidi in sospensione e del filtro rotante atto a realizzare detto ciclo di filtrazione, avviene con riferimento alle tavole di disegno allegate, ove e' rappresentata una forma di esecuzione dell'invenzione data a titolo indicativo ma non limitativo che si riferisce alle figure seguenti ove:
- in fig. 1 si osserva la vista complessiva del filtro dell'invenzione in rappresentazione assonometrica;
- in fig. 2 si osserva il filtro rotativo dell'invenzione in sezione longitudinale;
- in fig. 3 si osserva il particolare del tamburo rotante del filtro rotativo con le reti di filtrazione.
Come si osserva in fig. 1 il filtro rotativo dell'invenzione indicato complessivamente con 1 e1 formato da una vasca 2 alla quale e' applicato un tamburo rotante 3 che risulta inserito all'interno della vasca 2 medesima e, come si osserva con maggior dettaglio in fig. 2, risulta parzialmente immerso nel liquido 4 presente all'interno della vasca 2 stessa. Detto tamburo rotante 3, come si osserva in fig. 3, e' costituito da una coppia di dischi 4 fra loro coassiali ed affacciati, sul cui perimetro e' avvolta e saldata una lamiera 61 presentante una pluralità' di fori 6, sulla quale e' a sua volta distesa una rete 60 con fori,di piccole dimensioni ove detta lamiera 61 e detta rete 60 realizzano la superficie filtrante. In funzione del tipo di liquido da filtrare, la rete 60 può' presentare fori di differenti misure e può' anche eventualmente essere sostituita da una tela.
Nella parte superiore posteriore della vasca 2 . e' disposto un gruppo di prefiltraggio 7 che e' formato da una superficie prefiltrante 8, costituita preferilmente da una lamiera presentante una pluralità di fori 9, e da un aspo rotante 10 presentante bracci 11 all’estremità' di ciascuno dei quali e' disposto un raschiatore 12. Ciascun raschiatore 12 può’ essere per esempio, ma non necessariamente, una spazzola che durante la rotazione si mantiene in contatto di strisciamento contro la superficie interna 13 della superficie prefiltrante 8.
Nella parte anteriore del filtro rotativo ed in particolare frontalmente al tamburo rotante 3 ed in corrispondenza di tutta la sua larghezza, e' dispósto lo scivolo anteriore 15 che presenta un bordo raschiante 33 aderente alla superficie filtrante 5 ed il cui scopo e' di generare il distacco e l 'estrazione per gravita' del materiale filtrato che si deposita sulla superficie filtrante 5 del tamburo 3 medesimo. Analogamente nella parte posteriore del filtro rotante 1 ed in corrispondenza del gruppo di prefiltraggio 7 e sviluppantesi per tutta la larghezza della superficie prefiltrante 8 e' disposto uno scivolo posteriore 16 che ha lo scopo di convogliare per gravita' all'esterno della vasca 2 il materiale 22 depositato sulla parte interna 13 della superficie prefiltrante 8 medesima e raccolto dai raschiatori 12 durante la loro rotazione.
Si precisa a questo punto che il filtro rotativo dell'invenzione descritto, può' anche non presentare il gruppo di prefiltraggio 7 ed essere quindi costituito unicamente dalla vasca 2 di raccolta del liquido 4 e dal tamburo rotante 3.
Per effettuare la filtrazione di un qualsiasi liquido 4 contenente in sospensione particelle solide, e' indispensabile innanzitutto introdurre il liquido stesso nel gruppo di prefiltraggio 7 attraverso il foro 17. Il liquido viene addotto al foro 17 tramite un sistema di pompaggio (non rappresentato in figura) e per gravita' passa attraverso i fori 9 della superficie prefiltrante 8 appartenente al gruppo di prefiltraggio 7 e si accumula all'interno della vasca 2 fino a raggiungere per esempio il livello 18. Tale livello viene controllato da una coppia di sonde e precisamente dalla sonda di massimo livello 19 e dalla sonda di minimo livello 20 le quali intervengono allorché' il livello 18 raggiunge il livello massimo o minimo che ciascuna controlla.
Il liquido 4 passando per gravita' attraverso la superficie prefiltrante 8, deposita sulla sua parte interna 13 alcune delle impurità' 22 che contiene, le quali vengono portate verso l'esterno sullo scivolo posteriore 16 dai raschiatori 12 durante la rotazione dell 'aspo 10 in direzione antioraria indicata dalla freccia 23. E’ da osservare comunque che la superficie prefiltrante 8 effettua unicamente un prefiltraggio piuttosto grossolano in quanto il diametro dei suoi fori 9 e' piuttosto elevato e quindi sulla sua parte interna 13 si depositano le impurità' 22 aventi le dimensioni maggiori.
Il filtraggio vero e proprio del liquido 4 avviene nel tamburo rotante 3 il quale, come si osserva in fig. 2, ruota in senso antiorario indicato dalla freccia 24 attorno al suo asse di rotazione 25 tramite mezzi di rotazione noti, per esempio, un motoriduttore, non rappresentato. Infatti quando il liquido 4 filtra attraverso i fori della rete 60 che forma la superficie filtrante 5, deposita su di essa tutte le impurità' 26 che porta in sospensione ed aventi dimensioni pari o superiori ai fori della superficie filtrante 5 stessa. Tali impurità' 26 aderiscono alla superficie filtrante 5 e seguono quindi il tamburo durante la rotazione.
In corrispondenza della sommità' del tamburo 3 ed internamente ad esso, e' disposto un condotto di aspirazione 27 che tramite una tubazione 28 e' collegato all 'aspirazione di una macchina pneumatica, preferibilmente un ventilatore 29 la cui mandata 30 e' collegata tramite un ulteriore tubo 31 con almeno una feritoia di soffiatura 32 disposta sempre internamente al tamburo 3, ed aderente internamente alla superficie filtrante 5 su tutta la sua larghezza. Detta feritoia 32 dirige il getto di aria con riferimento al verso di rotazione 24 del tamburo rotante 3 immediatamente prima del punto in cui il bordo raschiatore 33 dello scivolo anteriore 15 raschia le impurità' 26 presenti sulla parte esterna della superficie filtrante 5. Si comprende che quando il ventilatore 29 viene messo in funzione, esso tramite il condotto di aspirazione 27 crea una depressione nella zona immediatamente al di sotto delle impurità' 26 depositate sulla superficie filtrante 5 e ne realizza una parziale asciugatura.
Come si osserva in fig. 2 in corrispondenza della tubazione di aspirazione 28 collegata al ventilatore 29 e' disposta una presa d'aria esterna 65 regolabile tramite una serranda 66 che serve a registrare il grado di depressione nella zona sottostante la parte superiore del tamburo rotante 3 in corrispondenza della sommità' su cui si depositano le impurità' 26 in funzione della quantità' e della qualità' di queste ultime. La medesima aria aspirata viene immediatamente convogliata alla feritoia di soffiatura 32 che svolge la funzione di creare un aiuto al sollevamento delle impurità' 26 stesse qualche istante prima che esse vengano distaccate dalla superficie filtrante 5 dall'azione del bordo raschiante 33 dello scivolo anteriore 15. Le impurità' 26 cosi ' staccate si depositano sullo scivolo anteriore 15 medesimo e per gravita' cadono all’interno di un eventuale recipiente 34 sottostante. Il processo di filtraggio continua finche’ continua la rotazione del tamburo 3 e finche' tramite le sonde di controllo 19 e 20 viene mantenuto all ' interno della vasca 2 il livello 18 del liquido 4.
Contemporaneamente al filtraggio ed all 'estrazione delle impurità' 26 con accumulo nel recipiente 34, una pompa 35, tramite una tubazione 36, aspira il liquido filtrato 50 dall ' interno del tamburo rotante 3 e tramite un'ulteriore tubazione 37 lo convoglia all 'esterno verso l 'utilizzazione oppure verso un eventuale impianto di depurazione.
In base a quanto descritto si comprende come la presenza di almeno una feritoia di soffiaggio 32 generando il sollevamento delle impurità' 26 depositate su tutta la larghezza della superficie filtrante 5, aumenta la capacita' di distacco delle impurità' medesime da parte del bordo raschiante 33 dello scivolo anteriore 15 e questo già' di per se' contribuisce ad una migliore pulizia dei fori della superficie filtrante 5 stessa dopo il distacco del materiale depositato 26.
Assumendo come riferimento il senso di rotazione 24 del tamburo rotante 3 si oserva che al suo interno e' presente una pluralità* di spruzzatori 38 disposti su tutta la larghezza della superficie filtrante 5 che vengono alimentati, per esempio, che tramite la tubazione 40 collegata alla tubazione di mandata 37. Detti spruzzatori 38 convogliano un getto 42 di liquido già' filtrato contro la parete interna della superficie filtrante 5 per cui eventuali impurità' rimaste nei fori della superficie filtrante 5 stessa, sono costrette a separarsi ed a ricadere nel bagno 4 presente esternamente al filtro rotante 3 e quindi ancora da filtrare. Anche la presenza di tali spruzzatóri 38, il cui funzionamento è intermittente e regolabile tramite temporizzat re, contribuisce al miglioramento della pulizia della superficie filtrante 5 in quanto assieme all’aria soffiata dalla feritoia 32 contribuisce ad evitare l'intasamento dei fori della superficie filtrante 5 medesima. E' da osservare che i getti 42 di lavaggio anziché' essere costituiti dal liquido filtrato prelevato dalla tubazione di mandata 37 possono essere 'anche costituiti da un qualsiasi altro liquido, per esempio acqua, o vapore, prelevati dall'esterno.
In base a quanto descritto si comprende come il filtro rotante dell'invenzione raggiunge tutti gli scopi prefissati.
Si e' visto in primo luogo come la presenza della feritoia 32 di soffiaggio dell'aria e gli spruzzatori 38 aiutino a mantenere pulita la superficie filtrante 5 evitando l'intasamento dei suoi fori. Ciò' comporta quindi la possibilità' di filtrare portate piu' elevate e di eseguire filtraggi piu' spinti.
Per quanto concerne in particolare il grado di filtraggio, esso dipende dalle dimensioni di fori realizzati sulla rete 60 della superficie filtrante 5. Poiché' si e' visto che per la presenza degli spruzzatori 38 e della feritoia di soffiaggio 32 e' possìbile mantenere puliti i fori 6 della superficie filtrante 5, si comprende che al filtro rotante dell’invenzione possano essere applicate superfici filtranti 5 con fori molto piccoli realizzando quindi filtraggi molto spinti pur con portate elevate.
Prove sperimentali effettuate su prototipi hanno permesso di stabilire che a parità' di portata e di dimensioni di macchina con il filtro rotante dell’invenzione e’ possibile realizzare senza interruzioni per pulire la superficie filtrante filtraggi spinti fino a 45 micron mentre con macchine equivalenti note si realizzano filtraggi al massimo pari a 500 micron.
Alla macchina dell'invenzione in fase di realizzazione potranno essere apportate modifiche atte a migliorarne il funzionamento oppure a facilitarne la realizzazione. A tale scopo, per esempio, una pluralità' dì tamburi potranno essere collocati affiancati tra loro all'interno di un'unica vasca. Inoltre sul tamburo rotante possono essere applicate reti 60 aventi fori di varie'dimensioni cosi' da ottenere superfici filtranti 5 differenti che realizzano filtrazioni piu' o meno spinte a seconda delle esigenze e del tipo di solidi in sospensione nel liquido.
Resta comunque inteso che dette eventuali varianti devono intendersi protette dalla presente invenzione.

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI 1) Ciclo di filtrazione per liquidi contenenti solidi in sospensione comprendente: - un'eventuale fase di prefiltraggio del liquido per setacciamento su una superficie prefiltrante (8); - una fase di introduzione del liquido da filtrare (4) in una vasca di raccolta (2); - una fase di filtrazione del liquido (4) presente nella vasca di raccolta 2 mediante una superficie filtrante (5) in movimento rotatorio; - una fase di asciugatura del materiale (26) depositato sulla superficie filtrante (5); - una fase di distacco e di estrazione del materiale (22,26) depositato sulla superficie prefiltrante (8) e sulla superficie filtrante (5); - una fase di estrazione del liquido filtrato (50), caratterizzato dal fatto che la fase di distacco del materiale (26) filtrato depositato sulla superficie filtrante (5) e’ preceduta da una fase di sollevamento del materiale (26) dalla superficie filtrante (5) stessa ed e' seguita da una fase di lavaggio della superficie filtrante (5) medesima.
  2. 2) Filtro rotante per liquidi atto a realizzare il ciclo di filtraggio secondo la rivendicazione 1) caratterizzato dal fatto di comprendere: - un eventuale gruppo di prefiltraggio (7); - una vasca (2) di raccolta del liquido (4) da filtrare; - almeno un tamburo rotante (3) immerso nel liquido della vasca di raccolta (2) e formato da una coppia di dischi (4) coassiali affacciati fra loro sul perimetro dei quali e' avvolta una superficie filtrante (5) ; - un condotto di aspirazione (27) disposto internamente al tamburo rotante (3) in corrispondenza della sua sommità collegato all 'aspirazione di almeno una macchina pneumatica (29) per l'asciugatura a depressione del materiale (26) depositato sulla superficie filtrante (5) ; - almeno una pompa (35) per l'estrazione del liquido filtrato (50) dall 'interno del tamburo rotante (3) ; - dispositivi di distacco (12,33) e di estrazione (16,15) del materiale prefiltrato (22) e del materiale filtrato (26) ; - mezzi di rotazione di ciascun tamburo rotante (3) , caratterizzato dal fatto che internamente al tamburo rotante (3) e’ presente almeno una feritoia di soffiaggio (32) disposta preferibilmente su tutta la larghezza della superficie filtrante (5) atta a realizzare il sollevamento del materiale filtrato (26) dalla superficie filtrante (5) su cui e' deposto, ed una pluralità' di spruzzatori (38) , pure disposti preferibilmente su tutta la larghezza della superficie filtrante (5) atti a realizzare il lavaggio della superficie filtrante (5) stessa.
  3. 3) Filtro secondo la rivendicazione 2) , caratterizzato dal fatto che la superficie filtrante (5) del tamburo rotante (3) e' formata da almeno una rete (60) , distesa sulla lamiera (61) presentante fori (6) , avvolta e saldata sulla periferia della coppia di dischi (4) che formano il tamburo rotante (3) stesso.
  4. 4) Filtro secondo la rivendicazione 2) caratterizzato dal fatto che il gruppo di prefiltraggio (7) e' formato da una superficie prefiltrante (8) , munita di fori (9) attraversata dal liquido da filtrare in caduta per gravita' e disposta sulla parte superiore posteriore della vasca di raccolta (2) .
  5. 5) Filtro secondo la rivendicazione 2) , caratterizzato dal fatto che il dispositivo di estrazione del materiale prefiltrato (22) e' uno scivolo posteriore (16) applicato su tutta la larghezza alla superficie prefiltrante (8) del gruppo di prefiltraggio (7) .
  6. 6) Filtro secondo la rivendicazione 2) , caratterizzato dal fatto che il dispositivo di estrazione del materiale filtrato (26) e' uno scivolo anteriore (15) disposto frontalmente al tamburo rotante (3) per tutta la sua larghezza.
  7. 7) Filtro secondo la rivendicazione 2) , caratterizzato dal fatto che i dispositivi di distacco del materiale prefiltrato sono raschiatori (12) della superficie prefiltrante (8) disposti ad un'estremità’ di ciascun braccio (11) appartenente ad un aspro rotante (10) .
  8. 8) Filtro secondo la rivendicazione 2), caratterizzato dal fatto che il dispositivo di distacco del materiale filtrato (26) e' un bordo raschiante (33) appartenente al dispositivo di estrazione (15) del materiale filtrato (26) medesimo.
  9. 9) Filtro secondo la rivendicazione 2), caratterizzato dal fatto che ogni feritoia di soffiaggio (32) e' collegata tramite una tubazione (31) alla mandata (30) della macchina pneumatica (29).
  10. 10) Filtro secondo la rivendicazione 2), caratterizzato dal fatto che ogni spruzzatore (38) e' collegato tramite tubazioni (41) alla mandata di una pompa (35) la cui tubazione di aspirazione (40) e' alimentata tramite il liquido filtrato (50).
  11. 11) Filtro secondo la rivendicazione 9), caratterizzato dal fatto che la macchina pneumatica (29) e' un ventilatore.
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