LT7055B - Device and method for separation of dispersions - Google Patents
Device and method for separation of dispersions Download PDFInfo
- Publication number
- LT7055B LT7055B LT2022538A LT2022538A LT7055B LT 7055 B LT7055 B LT 7055B LT 2022538 A LT2022538 A LT 2022538A LT 2022538 A LT2022538 A LT 2022538A LT 7055 B LT7055 B LT 7055B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- dispersion
- filtering
- pressure
- filtrate
- filter element
- Prior art date
Links
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 137
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 58
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims description 58
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 19
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 37
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 33
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 18
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 13
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 5
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 4
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 4
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 description 3
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 3
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006424 Flood reaction Methods 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Description
TECHNIKOS SRITISTECHNICAL FIELD
Išradimas priskiriamas skystų nevienalyčių dispersing sistemų perskyrimo technikai, įskaitant sistemas kuriose kietosios fazės kiekis yra didesnis nei 10-15 % tūrio, konkrečiau - įrenginiams, kurių filtravimo elementas juda filtravimo proceso metu, būtent - prie tangentinio dinaminio filtravimo įrenginių su savaime išsivalančiu filtravimo elementu.The invention is attributed to the separation technique of liquid heterogeneous dispersing systems, including systems in which the solid phase content is greater than 10-15% by volume, more specifically - to devices whose filter element moves during the filtering process, namely - to tangential dynamic filter devices with a self-cleaning filter element.
Išradimas skirtas skystųjų terpių ir dispersijų filtravimui metalurgijos, laivų statybos, tekstilės, mašinų gamybos, chemijos, maisto pramonėje, žemės ūkyje ir kitose srityse, taip pat vandens valymui ir vandens paruošimui. Konkrečiai, išradimas yra skirtas dispersijų, kurias būna sudėtinga atskirti tradiciniais metodais, filtravimui, valymui ir (arba) perskyrimui.The invention is intended for the filtration of liquid media and dispersions in metallurgy, shipbuilding, textiles, machine building, chemistry, food industry, agriculture and other fields, as well as for water purification and water treatment. In particular, the invention is directed to the filtration, purification and/or separation of dispersions that are difficult to separate by conventional methods.
TECHNIKOS LYGISSTATE OF THE ART
Šiuolaikiniuose nevienalyčių dispersinių sistemų fazių atskyrimo įrenginiuose filtruojamo skysčio arba dispersijos srautas dažniausiai tiekiamas statmenai filtruojančiam paviršiui, kur panašaus dydžio palyginus su filtro akutės dydžiu, arba didesnės dalelės užkemša akutes, kai patenka į filtrą. Dėl to filtravimo elementas užsiteršia ir netenka filtravimo savybių, po to reikia stabdyti filtravimo procesą ir arba keisti filtravimo elementą, arba jį valyti. Dėl aprašytos problemos pradėti naudoti filtravimo įrenginiai su besisukančiais filtravimo elementais, kurių konstrukcija numato filtravimo elementų savaiminį išsivalymą.In modern phase separation devices for heterogeneous dispersion systems, the flow of filtered liquid or dispersion is usually supplied perpendicular to the filtering surface, where particles of similar size compared to the size of the filter mesh, or larger particles clog the mesh as they enter the filter. As a result, the filter element becomes dirty and loses its filtering properties, after which it is necessary to stop the filtration process and either replace the filter element or clean it. Due to the described problem, filter devices with rotating filter elements, the design of which provides for self-cleaning of the filter elements, have been put into use.
Žinomi įrenginiai, skirti nevienalyčių dispersinių sistemų (suspensijų ir emulsijų) fazių perskyrimui, naudojant besisukančius filtravimo elementus ir filtruojamą srautą tiekiant į filtravimo elemento išorinį paviršių, paprastai turi korpusą, kurio viduje sukasi filtravimo elementas su perforuotu arba porėtu paviršiumi; elektros variklį, sukantį filtravimo elementą; atvamzdžius filtruojamo skysčio padavimui, filtrato išleidimui ir nuosėdų šalinimui; įleidimo ir išleidimo magistrales. Kai kuriuose sprendimuose numatytos papildomos priemonės filtravimo elemento valymui.Known devices for separating the phases of heterogeneous dispersion systems (suspensions and emulsions) using rotating filter elements and feeding the filtered flow to the outer surface of the filter element usually have a housing inside which the filter element rotates with a perforated or porous surface; an electric motor rotating the filter element; pipes for feeding the filtered liquid, discharging the filtrate and removing sediments; inlet and outlet mains. Some solutions provide additional means for cleaning the filter element.
EP1044713 A1 1999-10-01 publikacijoje (Method and device for clarifying a liquid flow containing finely divided solids) yra aprašytas įrenginys, susidedantis iš cilindrinio korpuso, kuriame sukasi elektros varikliu varomas porėtas filtravimo elementas, į kurio paviršių paduoda filtruojamą skystį. Skystis pereina pro filtravimo paviršiaus poras ir patenka į filtravimo elemento vidų, po to patenka į tuščią filtrato išleidimo vamzdį, kuris eina per visą filtravimo elemento aukštį, judėdamas vamzdžiu iš apačios į viršų, po to filtratas pašalinamas iš įrenginio viršutinės dalies, o filtravimo elemento paviršiuje filtravimo proceso metu susikaupusios nuosėdos, bent iš dalies yra nuplaunamos nuo filtravimo elemento paviršiaus filtruojamo skysčio srautu.EP1044713 A1 1999-10-01 publication (Method and device for clarifying a liquid flow containing finely divided solids) describes a device consisting of a cylindrical body in which a porous filter element driven by an electric motor rotates, to the surface of which the liquid to be filtered is fed. The liquid passes through the pores of the filter surface and enters the inside of the filter element, then enters the empty filtrate discharge pipe, which runs along the entire height of the filter element, moving through the pipe from the bottom to the top, after which the filtrate is removed from the upper part of the device, and on the surface of the filter element sediments accumulated during the filtration process are at least partially washed off the surface of the filter element by the flow of the filtered liquid.
Žinomo įrenginio trūkumai yra filtravimo elemento judėjimo mažas maksimalus linijinis greitis, kuris, esant filtravimo elemento skersmeniui 40 cm, kaip nurodyta minėtame šaltinyje, atitinka 150 apsisukimų per minutę, ko visai nepakanka kietųjų dalelių, kurios kaupiasi filtravimo elemento paviršiuje, pašalinimui. Būtent todėl ant žinomo filtravimo bloko korpuso yra įrengiamos papildomos filtravimo elemento valymo priemonės: ultragarso skleidimo įrenginiai, kurie turėtų užtikrinti, kad nuosėdos būtų nupurtomos nuo filtravimo elemento, po to nuosėdos yra nuplaunamos filtruojamo skysčio srautu ir pašalinamos nuo filtro. Tačiau ir to nepakanka, ir todėl filtravimo elemento regeneracijai konstrukcijoje yra papildomai numatyta daug specialių plovimo antgalių, kurie yra tangentiškai nukreipti į filtravimo elemento išorinį paviršių ir yra reikalingi kietųjų dalelių šalinimui aukšto slėgio plovimo skysčio srautais. Norint panaudoti plovimo antgalius filtravimo elemento regeneracijai, filtravimo procesas turi būti sustabdytas.The disadvantages of the known device are the low maximum linear speed of the movement of the filter element, which, with a filter element diameter of 40 cm, as indicated in the mentioned source, corresponds to 150 revolutions per minute, which is not at all sufficient for the removal of solid particles that accumulate on the surface of the filter element. That is why additional means of cleaning the filter element are installed on the body of the known filter unit: ultrasonic spreading devices, which should ensure that the sediment is shaken off the filter element, after which the sediment is washed with a stream of filtered liquid and removed from the filter. However, this is not enough, and therefore, for the regeneration of the filter element, the design additionally provides many special washing nozzles, which are tangentially directed to the outer surface of the filter element and are necessary for the removal of solid particles with high-pressure washing liquid streams. In order to use the wash nozzles to regenerate the filter element, the filtration process must be stopped.
Visumoje, EP1044713 A1 pasiūlyta konstrukcija yra gana sudėtinga ir skirta tiktai filtruojamo skysčio skaidrinimui dėl kietųjų ir neplastiškų dalelių pašalinimo iš jo. Nurodytos kietosios fazės ribos, nuo 1 mg/l iki 10 g/l, pasirodo yra nepakankamos, valant skysčius, kur netirpių priemaišų kiekis yra didesnis.In general, the design proposed in EP1044713 A1 is quite complex and is intended only for clarifying the filterable liquid by removing solid and non-plastic particles from it. The specified solid phase limits, from 1 mg/l to 10 g/l, appear to be insufficient when cleaning liquids where the amount of insoluble impurities is higher.
Be to, judant filtratui filtravimo elemento viduje iš apačios į viršų, pasireiškia papildomas pasipriešinimas filtrato prasiskverbimui perfiltruojančios medžiagos poras, kas savo ruožtu reikalauja didinti paduodamo į filtravimo įrenginio korpusą filtruojamo skysčio slėgį.In addition, as the filtrate moves inside the filter element from the bottom to the top, there is an additional resistance to the penetration of the filtrate into the pores of the filtering material, which in turn requires an increase in the pressure of the filtered liquid supplied to the body of the filtering device.
W02020/174292 2020.03.03 publikacijoje (Device and method for separation of dispersions) yra atskleisti pakeitimai, kurie leidžia supaprastinti įrenginio konstrukciją ir pagerinti jo darbo našumą. Filtrato judėjimo kryptis filtravimo bloko viduje buvo pakeista į iš viršaus į apačią, organizuotas kryptingesnis dispersijos padavimas į filtravimo elementą dėl įleidimo atvamzdžių antgalių konstrukcijos, derinant su spiraliniais pagilinimais filtravimo bloko korpuso vidiniame paviršiuje, ir kt.Publication W02020/174292 2020.03.03 (Device and method for separation of dispersions) discloses changes that simplify the design of the device and improve its performance. The direction of movement of the filtrate inside the filter unit was changed from top to bottom, a more directional supply of dispersion to the filter element was organized due to the design of the nozzles of the inlet pipes, in combination with the spiral recesses on the inner surface of the filter unit body, etc.
Pakeitimai leido padidinti filtravimo elemento sukimosi greitį, supaprastinti įrenginio konstrukciją, padidinant jo našumą ir praplėsti įrenginio taikymo sritį. Tačiau paaiškėjo, kad aprašytai konstrukcijai yra būdingas pakankamai didelis hidraulinis pasipriešinimas, kuris pasireiškia filtravimo elementui sukantis skystojoje terpėje ir greitai augantis, didėjant jo sukimosi greičiui ir (arba) didėjant filtravimo elemento matmenims (skersmeniui), kas savo ruožtu sukelia filtracijos energijos sąnaudų augimą ir našumo mažėjimą. Taip pat paaiškėjo, kad filtruotų nuosėdų pašalinimo efektyvumas yra nepakankamas ir dėl to nuosėdų šalinimo atvamzdis gali užsiteršti ir užsikimšti, ypač kai įrenginys veikia ne viso srauto režimu, kai nuosėdų šalinimo kanalas būna nepilnai atidarytas.The changes made it possible to increase the rotation speed of the filtering element, simplify the design of the device, increasing its performance, and expand the field of application of the device. However, it turned out that the described design is characterized by a sufficiently high hydraulic resistance, which occurs when the filter element rotates in a liquid medium and grows rapidly with an increase in its rotation speed and/or an increase in the dimensions (diameter) of the filter element, which in turn causes an increase in filtration energy consumption and performance decrease. It has also been found that the filter sediment removal efficiency is insufficient and can lead to fouling and clogging of the sediment outlet, especially when the unit is not operating at full flow when the sediment outlet is partially open.
Aukščiau aprašytų tangentinio dinaminio filtravimo įrenginių bendri trūkumai ir problemos, be visų kitų, apima tokius:Common disadvantages and problems of the tangential dynamic filtration devices described above include, but are not limited to:
1. Didelis hidrodinaminis pasipriešinimas, kuris mažina filtravimo technikos efektyvumą ir našumą apdorojant didesnio klampumo dispersijas. Filtruojamų dispersijų klampumui didėjant, jų filtravimo efektyvumas, naudojant žinomus įrenginius, yra nepakankamas dėl hidrodinaminio pasipriešinimo staigaus augimo ir nepakankamo slėgių skirtumo tarp filtravimo elemento išorinio paviršiaus ir jo vidinio tūrio. Kur, filtruojamos dispersijos slėgio ties įleidimo į filtravimo bloką didinimas ir su tuo susijęs jos padavimo greičio tolesnis didinimas nepagerina įrenginio eksploatacinių charakteristikų.1. High hydrodynamic drag, which reduces the efficiency and productivity of the filtration technique when processing higher viscosity dispersions. As the viscosity of filterable dispersions increases, their filtration efficiency using known devices is insufficient due to the sudden growth of hydrodynamic resistance and insufficient pressure difference between the outer surface of the filter element and its inner volume. Where, increasing the pressure of the filtered dispersion at the inlet to the filtering unit and the related further increase of its feeding rate does not improve the operational characteristics of the device.
2. Didelė filtravimo elemento porų užkimšimo tikimybė filtruojant dispersijas su plastiškomis arba lipniomis kietosios fazės dalelėmis (pavyzdžiui, mikroplastiko, planktono arba dumblių, dažų dalelėmis, gyvulininkystės ūkių ir paukštininkystės ūkių srutas, gyvenviečių buitines nuotekas ir pan.), o taip pat veikimo nestabilumas, kai keičiasi filtruojamos dispersijos sudėtis.2. A high probability of clogging of the pores of the filter element when filtering dispersions with plastic or sticky particles of the solid phase (for example, microplastics, plankton or algae, paint particles, slurry from livestock farms and poultry farms, domestic sewage from settlements, etc.), as well as instability of operation, when the composition of the filtered dispersion changes.
3. Ir, svarbiausia, dažnuose sprendimuose yra būtinas skysčio išleidimas iš sistemos atbulinio plovimo metu.3. And, most importantly, in frequent solutions, it is necessary to drain the liquid from the system during backwashing.
Tokiu būdu, žinomi techniniai sprendimai netinka skystų dispersing sistemų perskyrimui, ypač didesnio klampumo sistemų, ir ypač su didesne kietosios fazės sudedamąja (daugiau 10-15 %), su padidinto plastiškumo ir (arba) lipnumo kietosios fazės dalelėmis, todėl kad išvardintų problemų jie neišsprendžia.In this way, known technical solutions are not suitable for redistribution of liquid dispersing systems, especially systems with higher viscosity, and especially with a larger solid phase component (more than 10-15%), with solid phase particles of increased plasticity and/or stickiness, so they do not solve the listed problems .
Šio išradimo techninė užduotis yra tokios filtravimo sistemos sukūrimas, kurioje būtų numatytos priemonės filtravimo įrenginio efektyvumui didinti, ypač dirbant su skystosiomis terpėmis (dispersijomis), pasižyminčiomis (a) padidintu klampumu, (b) dideliu tankiu ir (arba) (c) turinčiomis plastiškų arba lipnių kietųjų dalelių, ir (d) aukštu kiekiu (daugiau negu 10-15 %) kietųjų dalelių, o taip pat priemonių filtravimo elemento valymo palengvinimui, kartu ilginant filtravimo laiko ciklą, neišleidžiant filtravimo bloko turinį filtravimo elemento plovimui arba pakeitimui; taip pat filtravimo proceso automatinio valdymo organizavimas, priklausomai nuo konkrečios filtruojamos dispersijos, būtent, nuo skystosios fazės klampumo, kietųjų dalelių kiekio ir rūšies - jų plastiškumo, lipnumo ir kitų charakteristikų.The technical task of the present invention is to create a filtration system that provides means for increasing the efficiency of the filtration device, especially when working with liquid media (dispersions) characterized by (a) increased viscosity, (b) high density and/or (c) having plastic or sticky solids, and (d) a high amount (more than 10-15%) of solids, as well as means to facilitate the cleaning of the filter element, while extending the cycle time of the filter, without releasing the contents of the filter unit to wash or replace the filter element; as well as the organization of automatic control of the filtering process, depending on the specific dispersion to be filtered, namely, on the viscosity of the liquid phase, the amount and type of solid particles - their plasticity, stickiness and other characteristics.
IŠRADIMO ESMĖESSENCE OF THE INVENTION
Aukščiau paminėtų problemų sprendimui yra siūlomas techninis sprendimas, apimantis išradimo apibrėžties punktuose išdėstytų požymių visumą.For the solution of the above-mentioned problems, a technical solution is proposed, which includes the totality of the features set forth in the claims of the invention.
Šioje paraiškoje siūlomas dispersijų perskyrimo filtravimu, įskaitant dispersijas, kuriose kietosios fazės kiekis yra didesnis negu 10-15 %, įrenginys apima vertikalų cilindrinį korpusą, kurio viduje koaksialiai įtaisytas mechaniškai sujungtas su elektros variklio pavaros velenu cilindrinis besisukantis filtravimo elementas su perforuotų filtruojančiu paviršiumi ir turintis filtrato įleidimo ir išleidimo vamzdį su angomis, kur minėtas filtrato išleidimo vamzdis yra išdėstytas išilgai filtravimo elemento sukimosi ašies, ir vamzdžio dalyje, esančioje filtravimo elemento vidinės kameros ribose, yra padarytos angos; kur korpusas savo viršutinėje dalyje per įleidimo atvamzdį yra sujungtas su filtruojamos dispersijos tiekimo magistrale, o apatinėje dalyje yra sujungtas su išleidimo magistrale, skirta nuosėdų ir nefiltruotos dispersijos dalies šalinimui.The device proposed in this application for the separation filtration of dispersions, including dispersions with a solid phase content greater than 10-15%, includes a vertical cylindrical housing, inside which a cylindrical rotating filter element with a perforated filtering surface and containing a filtrate is coaxially arranged mechanically connected to the electric motor drive shaft an inlet and outlet pipe with openings, where said filtrate outlet pipe is arranged along the axis of rotation of the filter element, and holes are made in the part of the pipe located within the inner chamber of the filter element; where the housing is connected in its upper part to the supply main of the filtered dispersion through the inlet pipe, and in the lower part is connected to the outlet main for the removal of sediments and the unfiltered part of the dispersion.
Šio išradimo įrenginys pasižymi tuo, kad:The device of the present invention is characterized in that:
- įrenginio stacionariai įtaisyto korpuso dugnas yra padarytas plokščias ir turi išleidimo kanalą nuosėdų ir nefiltruotos dispersijos dalies šalinimui, kur minėtas išleidimo kanalas yra padarytas dugno periferinėje dalyje, nukreiptas vertikaliai žemyn ir turi nuosėdų ir nefiltruotos dispersijos dalies šalinimo vožtuvą, optimaliai - automatinį elektromagnetinį vožtuvą;- the bottom of the unit's permanently installed housing is made flat and has a drain channel for removing sediment and unfiltered dispersion part, where said drain channel is made in the peripheral part of the bottom, directed vertically downwards and has a sediment and unfiltered dispersion part removal valve, optimally - an automatic electromagnetic valve;
- elektros variklio pavaros velenas yra susietas su filtrato išleidimo vamzdžiu, vertikalaus veleno-vamzdžio formos, kurio apatinis galas yra išvestas vertikaliai žemyn korpuso plokščioje dugno centre per pirmąjį apatinį galinį sandariklį ir užsibaigia filtrato išleidimo atvamzdžiu, kuris yra užfiksuotas antrajame apatiniame galiniame sandariklyje;- the drive shaft of the electric motor is connected to the filtrate discharge pipe, in the form of a vertical shaft-pipe, the lower end of which is brought out vertically downwards in the center of the flat bottom of the housing through the first lower end seal and ends with the filtrate discharge pipe, which is fixed in the second lower end seal;
- įrenginio cilindrinio korpuso viršutinis flanšas yra padarytas kaip plokštė (diskas), kurios centre per viršutinį galinį sandariklį yra išvestas velenovamzdžio viršutinis galas, ant kurio yra standžiai įtvirtintas besisukantis filtravimo elementas, sujungtas su jo sukimosi greičio reguliatoriumi.- the upper flange of the device's cylindrical body is made as a plate (disc), in the center of which the upper end of the shaft tube is brought out through the upper end seal, on which the rotating filtering element is rigidly fixed, connected to its rotation speed regulator.
Filtravimo elemento cilindrinis filtruojantis paviršius yra perforuotas ir (arba) padarytas iš akytos arba porėtos medžiagos, kurios akučių dydis yra nuo 2 mkm iki 100 mkm, arba iš porėtos medžiagos su 0,2-15 mkm porų skersmeniu.The cylindrical filtering surface of the filter element is perforated and/or made of a porous or porous material with a mesh size of 2 µm to 100 µm, or of a porous material with a pore diameter of 0.2-15 µm.
Šio išradimo įgyvendinimo variante įrenginys turi vieną arba kelis atvamzdžius filtruojamos dispersijos įleidimui per vertikalius plyšio formos antgalius, kurie yra sukonstruoti filtruojamos dispersijos srauto tangentiniam padavimui, ir per slėgio reguliatorių (-ius) yra sujungti su slėginiu siurbliu, su galimybe didinti ir mažinti slėgį; kur filtrato išleidimo atvamzdis yra hidrauliškai sujungtas su filtrato surinkimo talpa.In an embodiment of the present invention, the device has one or more nozzles for the introduction of filtered dispersion through vertical slit-shaped nozzles, which are designed for tangential delivery of the flow of filtered dispersion, and are connected to a pressure pump through a pressure regulator (s), with the ability to increase and decrease the pressure; where the filtrate outlet is hydraulically connected to the filtrate collection tank.
I šradimo įgyvendinimo variante įrenginio korpuse yra simetriškai išdėstyti iki 6 atvamzdžiu su plyšio formos antgaliais, ir įleidimo atvamzdžio plyšio formos antgalio aukštis sudaro iki 5-10 % nuo filtravimo elemento aukščio.In the embodiment of the invention, up to 6 nozzles with slot-shaped nozzles are symmetrically arranged in the body of the device, and the height of the slot-shaped nozzle of the inlet nozzle is up to 5-10% of the height of the filtering element.
Galiniai sandarikliai padaryti reguliuojamai prispaudžiami prie velenovamzdžio; ir viršutinis ir apatiniai galiniai sandarikliai yra padaryti taip, kad galėtų palaikyti veleno- vamzdžio sukimąsi iki 3000 aps/min greičiu, pavyzdžiui, naudojant guolių blokus.The rear seals are made to be adjusted and pressed against the shaft tube; and the upper and lower end seals are designed to support shaft-tube rotation at speeds up to 3000 rpm, for example using bearing blocks.
Optimaliame išradimo įgyvendinimo variante, įrenginio korpuse įrengtas slėgio, matuojamo korpuso viduje, jutiklis, ir taip pat avarinio slėgio mažinimo vožtuvas. Optimaliame išradimo įrenginio variante, minėti nuosėdų šalinimo vožtuvas, filtravimo elemento sukimosi greičio reguliatorius, o taip pat slėginis siurblys ir elektros variklis yra sujungti su dispersijų perskyrimo filtravimu įrenginio automatinio valdymo bloku specialiąja programa (algoritmu), kuri yra sukurta filtravimo elemento filtravimo paviršiaus automatiniam plovimui filtratu.In an optimal embodiment of the invention, the device body is equipped with a sensor for the pressure measured inside the body, as well as an emergency pressure relief valve. In the optimal version of the device of the invention, the sediment removal valve, the filter element rotation speed regulator, as well as the pressure pump and the electric motor are connected to the dispersion separation filtration in the automatic control unit of the device by a special program (algorithm) that is designed for automatic washing of the filtration surface of the filter element with filtrate .
Dispersijų perskyrimo filtravimu būdas naudojant šio išradimo įrenginį pasižymi tuo, kad filtruojamą dispersiją per vieno arba kelių įleidimo atvamzdžiu plyšio formos antgalius numatytu slėgiu, paduoda į besisukantį, su galimybe reguliuoti greitį, filtravimo elementą liestinės jo filtruojančiam paviršiui kryptimi, filtratą išveda per veleną-vamzdį aplenkiant tarpinį filtrato surinkimo bloką, betarpiškai per išleidimo atvamzdį įrenginio korpuso plokščiajame dugne ir išleidžia į filtrato surinkimo talpą; nuosėdų šalinimui atidaro elektromagnetinį vožtuvą ir pašalina nuosėdas su nefiltruotos dispersijos dalimi; staigiai mažina filtruojamos dispersijos padavimo slėgį ir trumpam sustabdo filtravimo elemento sukimąsi, kur filtravimo laiką, slėgio mažinimo laiką ir filtravimo elemento sukimosi sustabdymo laiką, bei nuosėdų šalinimo vožtuvo atidarymo laiką reguliuoja automatiškai nustatytu periodiškumu.The method of separation of dispersions by filtration using the device of the present invention is characterized by the fact that the filtered dispersion is fed through one or more inlets through slot-shaped nozzles at a predetermined pressure, to a rotating, adjustable speed filtering element in the direction tangential to its filtering surface, and the filtrate is discharged through the shaft-tube bypassing the intermediate filtrate collection unit, directly through the outlet opening in the flat bottom of the device housing and discharges into the filtrate collection tank; opens the electromagnetic valve for sediment removal and removes the sediment with part of the unfiltered dispersion; sharply reduces the supply pressure of the filtered dispersion and briefly stops the rotation of the filtering element, where the filtering time, the time of pressure reduction and the time of stopping the rotation of the filtering element, as well as the opening time of the sediment removal valve are regulated with an automatically set periodicity.
Dispersijų perskyrimas filtravimu naudojant šio išradimo įrenginį pasižymi taip pat tuo, kad filtruojamos dispersijos padavimo slėgis, pakankamas dispersijų perskyrimui, sudaro 100-304 kPa; pakankamas filtravimo elemento sukimosi greitis sudaro 600-3000 aps/min, ir filtravimo laikas 40-80 kartų viršija filtravimo elemento sukimosi sustabdymo laiką.Separation of dispersions by filtration using the device of the present invention is also characterized by the fact that the supply pressure of the filtered dispersion, sufficient for the separation of dispersions, is 100-304 kPa; sufficient rotation speed of the filtering element is 600-3000 rpm, and the filtering time is 40-80 times longer than the stopping time of the filtering element.
Šio išradimo dispersijų perskyrimo filtravimu įrenginyje ir būde nurodyta nefiltruotos dispersijos dalis, šalinama kartu su nuosėdomis, yra nedidesnė negu 1-3 % nuo pradinės filtruojamos dispersijos tūrio, kur nuosėdas su nefiltruotos dispersijos dalimi surenka nuosėdų surinkimo talpose ir (arba) grąžina į talpą su pradine filtruojama dispersija.The part of the unfiltered dispersion, which is removed together with the sediment, is no more than 1-3% of the volume of the initial filterable dispersion, where the sediment with the part of the unfiltered dispersion is collected in the sediment collection tanks and/or returned to the tank with the original filtered dispersion.
Optimaliame siūlomo išradimo įgyvendinimo variante, filtravimo įrenginio filtravimo elemento sukimąsi sustabdo tuo pačiu metu, kai staigiai mažina slėgį įrenginio viduje, po to slėgį didina iki užduoto konkrečiomis sąlygomis ir konkrečiai filtravimo sistemai dydžio, po arba vienu metu su filtravimo elemento sukimosi atnaujinimu.In the optimal embodiment of the proposed invention, the rotation of the filtering element of the filtering device is stopped at the same time as the pressure inside the device is sharply reduced, after which the pressure is increased to the value set for the specific conditions and for the specific filtering system, after or simultaneously with the renewal of the rotation of the filtering element.
TRUMPAS BRĖŽINIŲ APRAŠYMASBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Siūlomo techninio sprendimo esmė aiškinama brėžiniais.The essence of the proposed technical solution is explained by drawings.
Fig. 1 pateikta filtravimo sistemos principinė bendra schema.Fig. 1 shows the principle general scheme of the filtration system.
Fig. 2 pateiktas dispersijų perskyrimo įrenginio (filtravimo bloko) pagal šį išradimą bendras vaizdas.Fig. 2 is a general view of a dispersion separation device (filter unit) according to the present invention.
Fig. 3 pateiktas filtravimo elemento bendras vaizdas.Fig. 3 shows an overview of the filter element.
Filtravimo įrenginio bendra schema (Fig. 1), kurios esminis elementas yra siūlomas dispersijų perskyrimo tangentinio dinaminio filtravimo įrenginys (toliau filtravimo blokas, 1), apima talpą 2 filtruojamai terpei - filtruojamo skysčio arba dispersijos; slėginį siurblį 3; filtruojamos terpės - filtruojamo skysčio arba dispersijos tiekimo magistralę 4; filtruojamos terpės įleidimo atvamzdį 5 su slėgio reguliatoriumi, kuris leidžia nustatyti slėgį filtravimo bloko 1 korpuso 6 viduje; išleidimo kanalą 7 su elektromagnetiniu vožtuvu 8 automatiniam nuosėdų ir nefiltruotos dispersijos dalies šalinimui pagal numatytą programą; išleidimo magistralę 9 nuosėdų ir nefiltruotos dispersijos dalies šalinimui; automatinį bloką 10, kuriuo valdomas įrenginys 1 ir kuris nustato jo veikimo režimą; patį dispersijų perskyrimo įrenginį (filtravimo bloką) 1; avarinį slėgio mažinimo filtravimo bloko viduje vožtuvą 11, kuris suveikia, kai viršijamas iš anksto nustatytas slėgio parametras; filtrato išleidimo atvamzdį 12; filtrato išleidimo magistralę 13; nuosėdų ir nefiltruotos dispersijos dalies surinkimo talpą 14; filtrato surinkimo talpą 15; elektros variklį 16 su pavara, su galimybe reguliuoti sukimosi greitį; sistemą 17, su pavaros velenu filtravimo elemento sukimosi greičiui reguliuoti; slėgio filtravimo bloko viduje jutiklį 18; apvadą 19; kuris išveda filtruojamos terpės perteklių atgal į filtruojamos dispersijos talpą 2.The general scheme of the filtering device (Fig. 1), the essential element of which is the proposed tangential dynamic filtering device for separation of dispersions (hereinafter filtering unit, 1), includes a capacity for 2 filtered media - filtered liquid or dispersion; pressure pump 3; filtered media - filterable liquid or dispersion supply line 4; filter media inlet port 5 with a pressure regulator that allows you to set the pressure inside the filter unit 1 housing 6; outlet channel 7 with electromagnetic valve 8 for automatic removal of sediments and unfiltered dispersion part according to the planned program; outlet line 9 for removal of sediment and unfiltered dispersion part; the automatic unit 10, which controls the device 1 and determines its operating mode; the dispersion separation device itself (filtering unit) 1; emergency pressure reduction valve 11 inside the filter unit, which is triggered when a predetermined pressure parameter is exceeded; filtrate outlet pipe 12; filtrate discharge line 13; sediment and unfiltered dispersion part collection tank 14; filtrate collection capacity 15; electric motor 16 with a drive, with the possibility of adjusting the rotation speed; system 17, with a drive shaft for regulating the rotation speed of the filter element; sensor 18 inside the pressure filter unit; hem 19; which leads the excess of the filtered medium back into the filterable dispersion tank 2.
Filtravimo blokas 1 (Fig. 2) pagal šį išradimą apima cilindro formos korpusą 6, kurio viduje koaksialiai įtaisytas ir įtvirtintas ant veleno-vamzdžio 28 su galimybe suktis filtravimo elementas 20, kuris turi akytą / porėtą filtruojantį paviršių 21 taip pat cilindro formos (Fig. 3).The filtering unit 1 (Fig. 2) according to the present invention includes a cylindrical body 6, inside which a filtering element 20, which has a porous/porous filtering surface 21, is also coaxially installed and fixed on a shaft-tube 28 with the possibility of rotation, which is also cylindrical (Fig. 3).
Filtravimo elemento 20 filtruojantis paviršius 21 gali būti pagamintas iš tinklinių arba porėtų atsparių korozijai medžiagų, pavyzdžiui, iš nerūdijančio plieno, žalvario, bronzos tinklelio, arba iš polimerinio tinklelio, arba iš porėtų metalinių, polimerinių, keraminių ir pan. membranų, ir panašių inertinių medžiagų, kurių akučių dydis nuo 2 mkm iki 100 mkm, arba porų dydis nuo 0,2 iki 15 mkm.The filtering surface 21 of the filtering element 20 can be made of mesh or porous corrosion-resistant materials, for example stainless steel, brass, bronze mesh, or polymer mesh, or porous metal, polymer, ceramic, etc. membranes, and similar inert materials with a mesh size from 2 μm to 100 μm, or a pore size from 0.2 to 15 μm.
Filtravimo bloko 1 korpuso 6 viršutiniame trečdalyje yra bent vienas atvamzdis 5, skirtas filtruojamos dispersijos arba skysčio įleidimui, veikiant slėgiui, į filtravimo bloko 1 vidų. Kiekvienas iš atvamzdžių 5 išėjimo iš korpuso 6 sienelės į žiedinį tarpą tarp filtravimo bloko korpuso ir filtravimo elemento išorinio paviršiaus 21 vietoje baigiasi vertikaliu antgaliu (brėžinyje neparodytas), kurio aukštis sudaro iki 10 % filtravimo elemento 20 aukščio, pavyzdžiui, kurio matmenys yra 1x10 cm. Iki šešių (pavyzdžiui, vienas arba du) antgalių 5 yra išdėstyti simetriškai filtravimo bloko korpuso 6 perimetru taip, kad tiekiamas skystis arba dispersija patektų į korpuso 6 vidų per antgalį (-ius) liestine į filtravimo elemento 20 paviršių ir prieš jo sukimosi kryptį. Antgalis 5 turi arba yra sujungtas su slėgio reguliavimo priemone, pavyzdžiui su reguliuojamu droseliu.In the upper third of the body 6 of the filter unit 1, there is at least one outlet 5 for the introduction of the filtered dispersion or liquid under pressure into the filter unit 1. Each of the outlets 5 exits from the wall 6 of the body into the annular space between the body of the filter unit and the outer surface 21 of the filter element, ends with a vertical nozzle (not shown in the drawing), the height of which is up to 10% of the height of the filter element 20, for example, the dimensions of which are 1x10 cm. Up to six (for example, one or two) nozzles 5 are arranged symmetrically around the perimeter of the filter unit body 6 so that the supplied liquid or dispersion enters the interior of the body 6 through the nozzle(s) tangentially to the surface of the filter element 20 and against its direction of rotation. The nozzle 5 has or is connected to a pressure regulating means, for example an adjustable throttle.
Įrenginio korpuse 6 yra įrengtas slėgio, matuojamo įrenginio viduje, jutiklis 18, ir taip pat vožtuvas 11 avariniam slėgio mažinimui. Šis vožtuvas suveikia, kai viršijama numatyto slėgio riba (pavyzdžiui, 5 atm), kad išvengtų filtravimo bloko sprogimo, augant slėgiui jo viduje, kai filtravimo elemento akutės / poros užsikemša.The device housing 6 is equipped with a sensor 18 for measuring the pressure inside the device, as well as a valve 11 for emergency pressure reduction. This valve is triggered when the intended pressure limit is exceeded (for example 5 atm) to prevent the filter unit from exploding due to the pressure build up inside it when the holes/pores of the filter element become blocked.
Filtravimo bloko korpuso 6 apatinėje dalyje yra išleidimo kanalas 7, per kurį šalinamos nefiltruota dispersijos dalis ir susidariusios nuosėdos. Išleidimo kanale 7 įrengtas nuosėdų šalinimo elektromagnetinis vožtuvas 8, kurio veikimo režimą reguliuoja įrenginio automatinis valdymo blokas 10.In the lower part of the filter block housing 6, there is a discharge channel 7, through which the unfiltered part of the dispersion and the formed sediments are removed. The outlet channel 7 is equipped with a sediment removal electromagnetic valve 8, the operating mode of which is regulated by the device's automatic control unit 10.
Tokiu būdu, įrenginys pagal šį išradimą be kitą ko pasižymi tuo, kad filtravimo bloko apatinėje dalyje, ant nuosėdų šalinimo atvamzdžio vietoje vožtuvo, kuris įrenginį eksploatuojant pilno (viso) srauto režimu periodiškai atidaromas nuosėdų šalinimui, arba yra pastoviai atidarytas 5-15 % eksploatuojant įrenginį ne pilno (ne viso) srauto režimu, įrengtas automatinis elektromagnetinis nuosėdų šalinimo vožtuvas 8, kurio atidarymas valdomas specialiu automatiniu valdymo bloku 10 pagal iš anksto užduotą algoritmą, kuris yra pasirinktas konkrečiai filtravimo sistemai, ir kuris leidžia reguliuoti nefiltruotos dispersijos dalies, šalinamos kartu su nuosėdomis, tūrį.In this way, the device according to the present invention, among other things, is characterized by the fact that in the lower part of the filter unit, on the sediment removal outlet, instead of a valve, which is periodically opened for sediment removal during the operation of the device in the full (full) flow mode, or is constantly open 5-15% during the operation of the device in the non-full (not full) flow mode, an automatic electromagnetic sediment removal valve 8 is equipped, the opening of which is controlled by a special automatic control unit 10 according to a predetermined algorithm, which is selected for a specific filtration system, and which allows the regulation of the unfiltered dispersion part removed together with the sediment , volume.
Filtravimo bloko cilindrinio korpuso 6 viršutiniu ir apatiniu pagrindais yra viršutinis 23 ir apatiniai 25 filtravimo bloko korpuso 6 plokštieji flanšai su viršutiniu 24 ir apatiniais 26 galinių sandariklių blokais. Viršutinis 23 ir apatinis 25 flanšai kartu su galiniais sandarikliais 24, 26 užtikrina filtravimo bloko korpuso 6 hermetiškumą, filtruojamo skysčio arba dispersijos konstrukcinį atskyrimą nuo filtrato, taip pat filtravimo elemento galimybę greitai, sklandžiai ir tolygiai suktis, be mušimų, dėl, pavyzdžiui, guolių blokų išdėstymo galiniuose sandarikluose.On the upper and lower bases of the cylindrical body of the filter unit 6 are the upper 23 and the lower 25 flat flanges of the filter unit body 6 with the upper 24 and lower 26 end seal units. The upper 23 and lower flanges 25, together with the end seals 24, 26, ensure the hermeticity of the filter unit body 6, the structural separation of the filtered liquid or dispersion from the filtrate, as well as the ability of the filter element to rotate quickly, smoothly and evenly, without knocks, due to, for example, bearing blocks in the arrangement end seals.
Per viršutinio flanšo 23 viršutinį galinį sandariklį 24 į filtravimo bloko korpuso 6 vidų eina velenas-vamzdis 28, ant kurio įtvirtintas cilindrinis filtravimo elementas 20. Velenas-vamzdis 28 yra sujungtas su elektros varikliu 16, kad būtų galima reguliuoti sukimosi greitį, ir perduoda sukimą filtravimo elementui 20. Velene-vamzdyje yra padaryta daugybė ištisinių angų filtrato išvedimui iš filtravimo elemento vidinės kameros 22.Through the upper end seal 24 of the upper flange 23, a shaft-tube 28 passes into the filter unit body 6, on which a cylindrical filter element 20 is fixed. for the element 20. A number of continuous holes are made in the shaft-tube for the discharge of the filtrate from the inner chamber 22 of the filter element.
Filtravimo elementas 20 yra filtravimo bloko korpuso 6 viduje koaksialiai ir standžiai įtvirtintas velene-vamzdyje 28; atstumas tarp filtravimo bloko korpuso 6 vidinio paviršiaus ir išorinio filtravimo elemento 20 filtravimo paviršiaus 21 neturi viršyti 10 % nuo filtravimo elemento spindulio. Filtravimo bloko cilindrinio korpuso 6 dugnas yra apatinis flanšas 25, kuriame įtvirtintas pirmas apatinis galinis sandarinklis 26.The filtering element 20 is coaxially and rigidly anchored in the shaft-pipe 28 inside the filter block body 6; the distance between the inner surface of the filter unit body 6 and the outer filter surface 21 of the filter element 20 must not exceed 10% of the radius of the filter element. The bottom of the cylindrical body 6 of the filtering unit is the lower flange 25, in which the first lower end seal 26 is fixed.
Velenas-vamzdis 28 apačioje išeina iš filtravimo bloko korpuso 6, patekdamas į pirmą galinį sandariklį 26 ir ten baigiasi. Iš apačios prie pirmojo apatinio galinio sandariklio 26 yra pritvirtintas dar vienas - antras apatinis galinis sandariklis 27, kuriame įpresuotas filtravo išleidimo atvamzdis 12. Dėl to veleno-vamzdžio 28 sukimasis baigiasi pirmame apatiniame sandariklyje 26 ir nepersiduoda į filtrato išleidimo atvamzdį 12.The shaft-pipe 28 exits the filter unit housing 6 at the bottom, enters the first rear seal 26 and ends there. From below, another lower end seal 27 is attached to the first lower end seal 26, in which the filter outlet pipe 12 is pressed. As a result, the rotation of the shaft-pipe 28 ends in the first lower seal 26 and does not pass to the filtrate outlet pipe 12.
Tokiu būdu velenas-vamzdis 28 eina per apatinį flanšą 25 ir per filtravimo bloko pirmą apatinį galinį sandariklį 26, užtikrindamas veleno-vamzdžio centravimą ir filtravimo bloko hermetiškumą. Filtrato išleidimo atvamzdžio antras apatinis galinis sandariklis 27 užtikrina filtravimo elemento 20 vidinio tūrio hidraulinį sujungimą per veleną-vamzdį 28 su filtrato išleidimo atvamzdžiu 12 bei filtrato išleidimą į išleidimo magistralę 13.In this way, the shaft-tube 28 passes through the lower flange 25 and through the first lower end seal 26 of the filter unit, ensuring the centering of the shaft-tube and the hermeticity of the filter unit. The second lower end seal 27 of the filtrate outlet pipe ensures the hydraulic connection of the internal volume of the filtering element 20 through the shaft-pipe 28 with the filtrate outlet pipe 12 and the discharge of the filtrate into the outlet main 13.
Įrenginio veikimasDevice operation
Dispersijų perskyrimo filtravimu būde naudojant siūlomą įrenginį, filtravimą vykdo automatiniu režimu: filtruojamą dispersiją paduoda esant slėgiui 101-304 kPa per vieną arba kelis plyšio formos antgalius į besisukantį filtravimo elementą 20, kurio sukimosi greitį galima reguliuoti 600-3000 aps/min ribose, liestine į filtruojantį paviršių 21.In the method of dispersion separation filtration using the proposed device, filtration is carried out in automatic mode: the filtered dispersion is fed at a pressure of 101-304 kPa through one or several slot-shaped nozzles to the rotating filtering element 20, the rotation speed of which can be adjusted in the range of 600-3000 rpm, tangentially to filtering surface 21.
Filtravimo procesą sudaro operacijų seka, vykdomų pagal programą, numatytą automatinio valdymo bloke, kuris savo ruožtu yra sujungtas su ir (arba) apima (brėžiniuose neparodyta), paleidimo ir sustabdymo bloką, susidedantį iš įrenginio bendrojo įjungimo ir išjungimo įrangos, slėginio siurblio ir elektros variklio, sistemos veikimo režimo elektroninio valdymo bloko, komutacinių laidų ir vykdymo įrenginių, prie kurių priklauso elektros variklis 16, užtikrinantis filtravimo elemento 20 sukimąsi, slėginis elektros siurblys 3, tiekiantis filtruojamą skystį į filtravimo bloką 1 reikiamu našumu ir reikiamu slėgiu; slėgio matavimo filtravimo bloke skaitmeninio įtaiso 18, kuris užtikrina slėgio kontrolę bloko viduje ir siunčia signalą į elektroninį valdymo bloką, kai numatytas parametras yra pasiektas; nuosėdų šalinimo elektromagnetinį vožtuvąThe filtration process consists of a sequence of operations carried out according to the program provided by the automatic control unit, which in turn is connected to and/or includes (not shown in the drawings) a start-stop unit consisting of the unit's general start-up and stop equipment, a pressure pump and an electric motor , the electronic control unit of the system operation mode, switching wires and execution devices, which include the electric motor 16, which ensures the rotation of the filtering element 20, the pressure electric pump 3, which supplies the filtered liquid to the filtering unit 1 with the required capacity and the required pressure; a digital device 18 for pressure measurement in the filtering unit, which ensures pressure control inside the unit and sends a signal to the electronic control unit when the intended parameter is reached; sediment removal electromagnetic valve
8, kuris sąlygoja staigų susikaupusių nuosėdų išmetimą ir trumpalaikį slėgio mažinimą filtravimo bloko viduje, dėl ko vyksta filtravimo elemento 20 porų / akučių atbulinis plovimas; laiko relę, nustatančią elektromagnetinio vožtuvo 8 atidarymo laiką, ir avarinį slėgio mažinimo vožtuvą 11.8, which causes a sudden ejection of the accumulated sediment and a short-term reduction of pressure inside the filter unit, which causes backwashing of the filter element 20 pores / meshes; time relay, which determines the opening time of the electromagnetic valve 8, and the emergency pressure relief valve 11.
Filtruojamą skystį (dispersiją) veikiant slėginiam siurbliui 3, teikimo magistralėmis 4, taikant slėgį, kurį galima reguliuoti ribose nuo 101 iki 304 kPa, paduoda per vieną arba kelis įleidimo atvamzdžius 5, kurie išdėstyti filtravimo bloko cilindrinio korpuso 6 viršutinėje dalyje, ir užsibaigia plyšio formos antgaliais filtravimo bloko korpuse 6. Filtruojamas skystis arba dispersija, tiekiami per vieną arba kelis atvamzdžius 5 veikiant slėgiui, patenka į besisukantį filtravimo elementą 20, kuris yra įrengtas filtravimo bloko korpuso 6 viduje koaksialiai korpusui, ir liestine jo filtruojančiam paviršiui 21.The liquid to be filtered (dispersion) under the action of the pressure pump 3 is fed through supply lines 4 at a pressure adjustable from 101 to 304 kPa through one or more inlet ports 5, which are located in the upper part of the cylindrical body 6 of the filter unit, and end in the form of a slot nozzles in the body of the filter unit 6. Filtered liquid or dispersion, supplied through one or more pipes 5 under pressure, enters the rotating filter element 20, which is installed inside the body of the filter unit 6 coaxially with the housing, and tangential to its filtering surface 21.
Filtravimo elementą 20 suka elektros variklis 16, kuris užtikrina sukimosi greitį nuo 600 iki 3000 apsisukimų per minutę ir galimybę reguliuoti sukimosi greitį per mechaniškai sujungtą su juo varomą veleną-vamzdį 28, einantį per visą filtravimo bloko 6 korpusą, įeinant į korpusą per viršutinį galinį sandariklį 24 ir filtravimo bloko 1 viršutinį flanšą 23.The filter element 20 is rotated by an electric motor 16, which provides a rotation speed of 600 to 3000 revolutions per minute and the ability to adjust the rotation speed through a mechanically connected shaft-pipe 28 running through the entire housing of the filter unit 6, entering the housing through the upper end seal 24 and the upper flange 23 of the filter unit 1.
Filtravimo elemento sukimosi greitis, tiekiamos į filtravimo bloką filtruojamos dispersijos slėgis, nuosėdų šalinimo elektromagnetinio vožtuvo atidarymo laikas ir avarinio slėgio mažinimo vožtuvo suveikimo slėgis yra reguliuojami automatiškai, priklausomai nuo filtruojamos dispersijos sudėties ir savybių.The rotation speed of the filter element, the pressure of the filterable dispersion supplied to the filter unit, the opening time of the sediment removal electromagnetic valve and the activation pressure of the emergency pressure relief valve are adjusted automatically depending on the composition and properties of the filterable dispersion.
Filtravimo bloko 1 hermetiškumą varomo veleno-vamzdžio 28 zonoje užtikrina galinis sandariklis, kuris apima atraminį elementą, tokį kaip guolių bloką, kuris užtikrina varomo veleno-vamzdžio tolygų sukimąsi.Hermeticity of the filter unit 1 in the area of the driven shaft-tube 28 is ensured by the end seal, which includes a supporting element, such as a bearing block, which ensures smooth rotation of the driven shaft-tube.
Filtruojamas skystis arba dispersija, tiekiami ant filtravimo elemento 20 filtruojančio paviršiaus 21 veikiant pertekliniam slėgiui, kurį sukuria slėgio siurblys 3 filtravimo bloko korpuse 6, per filtravimo medžiagos porėtą / akytą filtruojantį paviršių 21 patenka į filtravimo elemento 20 vidinę kamerą 22. Tuo būdu filtruojamos dispersijos kietosios dalelės yra sulaikomos filtravimo elemento 20 išoriniame paviršiuje 21 ir yra nuplaunamos nuo jo filtruojamos dispersijos srautu, kuris yra nukreiptas liestine į jį, o taip pat kietosios dalelės yra atplėšiamos ir atmetamos nuo filtruojančio paviršiaus veikiant išcentrinėms jėgoms, kurios pasireiškia esant nurodytiems filtravimo elemento sukimosi greičiams. Veikiant išcentrinėms jėgoms, stambesnės nuosėdų dalelės kaupiasi ant filtravimo bloko I korpuso 6 vidinių sienelių ir kartu su filtruojamos dispersijos srautu yra nukreipiamos į filtravimo bloko apatinę dalį, iš kur per išleidimo kanalą 7 kartu su nefiltruoto srauto dalimi yra išleidžiamos iš filtravimo bloko 1 korpuso 6. Nuosėdų šalinimas kartu su nefiltruotos dispersijos dalimi, kurios tūris priklauso nuo užduoto automatinio valdymo bloko 10 įrenginio darbo režimo, bet neviršija 1-3 % filtruojamos dispersijos tūrio, vyksta per trumpam atidaromą nuosėdų šalinimo elektromagnetinį vožtuvą 8, po to nuosėdos kartu su nefiltruota dispersijos dalimi gali arba patekti į nuosėdų surinkimo talpą 14, arba grąžinamos į talpą 2 kartu su pradine filtruojama dispersija.The liquid to be filtered or the dispersion supplied to the filtering surface 21 of the filtering element 20 under the influence of the excess pressure created by the pressure pump 3 in the housing 6 of the filtering unit passes through the porous/porous filtering surface 21 of the filtering material into the inner chamber 22 of the filtering element 20. In this way, the solids of the filtered dispersion are the particles are retained on the outer surface 21 of the filtering element 20 and are washed away from it by the flow of the filtered dispersion, which is directed tangentially to it, and also the solid particles are torn off and rejected from the filtering surface under the action of centrifugal forces, which occur at the specified rotational speeds of the filtering element. Under the action of centrifugal forces, larger sediment particles accumulate on the inner walls of the body 6 of the filter unit I and together with the flow of the filtered dispersion are directed to the lower part of the filter unit, from where they are discharged from the body 6 of the filter unit 1 through the discharge channel 7 together with a part of the unfiltered flow. Sediment removal together with a part of the unfiltered dispersion, the volume of which depends on the operating mode of the device of the automatic control unit 10, but does not exceed 1-3% of the volume of the filtered dispersion, takes place through the briefly opened sediment removal electromagnetic valve 8, after which the sediment together with the unfiltered part of the dispersion can either enter the sediment collection tank 14 or are returned to the tank 2 together with the original filterable dispersion.
Pasirodė, tam kad įveikti išcentrinės jėgos veikimą, atmetantį filtratą nuo filtravimo elemento 20 paviršiaus, ir priversti jį patekti į filtro porų / akučių vidų, būtina tiekti filtruojamą dispersiją į filtravimo elemento 20 vidų esant tokiam slėgiui, kad hidraulinė jėga porų / akučių srityje viršytų išcentrinę jėgą.It turned out that in order to overcome the action of centrifugal force, which repels the filtrate from the surface of the filter element 20 and forces it to enter the interior of the filter pores/holes, it is necessary to supply the filterable dispersion to the interior of the filter element 20 at such a pressure that the hydraulic force in the region of the pores/holes exceeds the centrifugal force strength.
Buvo nustatyta, kad sustabdant filtravimo elemento 20 sukimąsi ir kartu trumpam atidarant nuosėdų iš filtravimo bloko šalinimo elektromagnetinį vožtuvą 8, slėgis filtravimo elemento 20 vidinėje kameroje 22 susidaro didesnis, negu filtravimo bloko viduje, filtravimo elemento išoriniame filtruojančiame paviršiuje 21, dėl to tuo metu vyksta efektyvus filtravimo elemento savaiminis valymas (dalelių, susikaupusių filtruojančio paviršiaus 21 porose / akutėse, pašalinimas) dėl filtrato iš filtravimo elemento 20 vidinės kameros 22 trumpo intensyvaus atgalinio srauto per filtravimo paviršiaus 21 poras / akutes. Kai automatinio valdymo bloko nustatytas laikas pasibaigia, elektromagnetinis vožtuvas 8 automatiškai užsidaro ir vėl paleidžiamas elektros variklis 16, kuris perduoda sukimąsi filtravimo elementui 20.It was found that by stopping the rotation of the filter element 20 and at the same time briefly opening the electromagnetic valve 8 for removing sediment from the filter unit, the pressure in the inner chamber 22 of the filter element 20 is higher than inside the filter unit, on the outer filtering surface 21 of the filter element, as a result of which an efficient self-cleaning of the filtering element (removal of particles accumulated in the pores/holes of the filtering surface 21) due to a short, intense backflow of filtrate from the inner chamber 22 of the filtering element 20 through the pores/holes of the filtering surface 21. When the time set by the automatic control unit expires, the electromagnetic valve 8 automatically closes and the electric motor 16 is restarted, which transmits rotation to the filtering element 20.
Nustatomas automatinio valdymo bloku, slėgio pokyčio priklausomybės nuo laiko profilis pasižymi specialia forma, pavyzdžiui, pjūklo forma.Determined by the automatic control unit, the profile of the pressure change as a function of time has a special shape, for example, the shape of a saw.
Filtravimo elemento 20 vidinėje kameroje 22 susikaupiantis filtratas, per angas patenka į veleno-vamzdžio 28 vidų, iš ten yra pašalinamas per išleidimo atvamzdį 12, kuris yra mechaniškai įtvirtintas filtrato išleidimo atvamzdžio galinio sandariklio 27 bloke ir hidrauliškai sujungtas su velenu-vamzdžiu 28. Savo ruožtu velenas-vamzdis 28 yra išvestas per standžiai jame įtaisyto filtravimo elemento 20 apatinį flanšą, eina per filtravimo bloko apatinį flanšą (dugną) 25 su įtvirtintu jame pirmu apatiniu galiniu sandarikliu 26, kuris apima guolių bloką, dėl ko filtravimo elemento 20 vidinis tūris yra struktūriškai atskirtas nuo filtruojamos dispersijos tūrio. Toliau, per filtrato išleidimo atvamzdį 12 išvalytas skystis patenka į filtrato išleidimo magistralę 13 ir patenka į talpą 15 filtrato surinkimui.The filtrate accumulating in the inner chamber 22 of the filtering element 20 enters through the holes into the shaft-tube 28, from there it is removed through the outlet pipe 12, which is mechanically fixed in the rear seal block 27 of the filtrate outlet pipe and is hydraulically connected to the shaft-pipe 28. In turn the shaft-tube 28 is led through the bottom flange of the filter element 20 rigidly installed in it, passes through the bottom flange (bottom) of the filter block 25 with the first lower end seal 26 attached to it, which includes the bearing block, due to which the internal volume of the filter element 20 is structurally separated from the volume of the filtered dispersion. Next, through the filtrate outlet port 12, the cleaned liquid enters the filtrate outlet main 13 and enters the container 15 for collecting the filtrate.
IŠRADIMO ĮGYVENDINIMO VARIANTAIOPTIONS FOR IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Žemiau pateikiami išradimo įgyvendinimo variantai, iliustruojantys šį išradimą, bet neapribojantys jo apsaugos apimties.The following are embodiments of the invention that illustrate the present invention, but do not limit its scope of protection.
pavyzdys. Vandens valymas nuo mikroplastikoexample Water purification from microplastics
Pradinė modelinė sistema buvo polimerinių kosmetikos blizgučių, kurių vidutinis dydis 30-100 mkm, suspensija vandentiekio vandenyje. Dispersija, kurios sudėtyje buvo 10 g/dm3 suspenduotų dalelių, per įleidimo atvamzdį buvo tiekiama į filtravimo įrenginio korpuso vidų 152 kPa slėgiu į besisukantį 1000 aps/min greičiu cilindrinį filtravimo elementą, kurio skersmuo 20,4 cm ir filtruojančio paviršiaus plotas 2344 cm2. Filtravimo akučių dydis 10x10 mikronų, atviras tinklelio plotas ne mažesnis nei 55 %. Darbo režimas buvo užduodamas automatinio valdymo bloku (toliau - ACS blokas): filtravimo darbo ciklas - 45 s, sukimosi sustabdymas ir nuosėdų šalinimas 0,7 s. Įrenginio filtrato našumas pagal filtratą sudarė 12,5 m3 per valandą. Filtrato mėginių mikroskopinio tyrimą, mikroplastiko dalelių neaptikta. Elektros energijos sąnaudos 1 litrui filtrato neviršijo 0,4 W.The initial model system was a suspension of polymeric cosmetic glitters with an average size of 30-100 µm in tap water. The dispersion, containing 10 g/dm 3 of suspended particles, was fed through the inlet port into the filter housing at a pressure of 152 kPa into a cylindrical filter element rotating at 1000 rpm with a diameter of 20.4 cm and a filtering surface area of 2344 cm 2 . The size of the filtering meshes is 10x10 microns, the open mesh area is not less than 55%. The operating mode was set by the automatic control unit (hereinafter referred to as the ACS unit): filtration duty cycle - 45 s, rotation stop and sediment removal 0.7 s. The filtrate productivity of the device was 12.5 m 3 per hour. No microplastic particles were detected in the microscopic examination of the filtrate samples. Electricity consumption for 1 liter of filtrate did not exceed 0.4 W.
pavyzdys. Lietaus nuotekų iš statybviečių valymasexample Cleaning of stormwater from construction sites
Kaip modelinė sistema buvo naudojamas natrio borosilikato stiklo miltelių (apretuotų ir neapretuotų mikrosferų) mišinio, kur dalelių dydis buvo nuo 15 iki 200 mkm, suspensija vandentiekio vandenyje. Suspenduotų kietųjų dalelių kiekis pradiniame vandentiekio vandenyje buvo 0,16 g/dm3, stiklo miltelių kiekis - 3,4 g/dm3. Suspensija per įleidimo atvamzdį į filtravimo įrenginio korpuso vidų buvo tiekiama 130 kPa slėgiu į besisukančio 800 apsisukimų per minutę greičiu 20,4 cm skersmens cilindrinį filtravimo elementą, kurio filtruojančio paviršiaus plotas 2344 cm2. Filtravimui naudotos medžiagos (nerūdijančio plieno tinklelio) akučių dydis buvo 40x40 mkm, atviras tinklelio plotas - 60 %. Įrenginio darbo režimą valdė ACS valdymo bloku, užduodant filtravimo darbo ciklo trukmė - 30 s, sukimosi sustabdymo ir nuosėdų šalinimo laiką - 0,7 s. Įrenginio našumas pagal filtratą siekė 10,0 m3 per valandą. Filtrato analizė parodė 70 mg/dm3 suspenduotų kietųjų dalelių. Tokiu būdu, stiklo milteliai buvo pašalinti 100 %. Elektros energijos sąnaudos I litrui filtrato neviršijo 0,5 W.A suspension of a mixture of sodium borosilicate glass powder (treated and untreated microspheres), where the particle size was from 15 to 200 μm, in tap water was used as a model system. The amount of suspended solid particles in the original tap water was 0.16 g/dm 3 , the amount of glass powder was 3.4 g/dm 3 . The suspension was fed through the inlet port into the filter housing at a pressure of 130 kPa to a 20.4 cm diameter cylindrical filter element with a filtering surface area of 2344 cm 2 rotating at a speed of 800 revolutions per minute. The mesh size of the material used for filtration (stainless steel mesh) was 40x40 mcm, the open area of the mesh was 60%. The working mode of the device was controlled by the ACS control unit, setting the duration of the filtration work cycle - 30 s, the time of rotation stop and sediment removal - 0.7 s. The productivity of the device according to the filtrate reached 10.0 m 3 per hour. Analysis of the filtrate showed 70 mg/dm 3 of suspended solids. In this way, the glass powder was removed 100%. The consumption of electrical energy per 1 liter of filtrate did not exceed 0.5 W.
pavyzdys. Vandens valymas nuo melsvadumblių (cianoprokariotų)example Water purification from blue-green algae (cyanoprokaryotes)
Vandens telkinio vanduo, kuriame buvo 10 mg/dm3 melsvadumblių biomasės, per įleidimo atvamzdį 150 kPa slėgiu buvo tiekiamas į filtravimo įrenginio korpuso viduje besisukantį I000 aps/min greičiu cilindrinį 20,4 cm skersmens filtravimo elementą, kurio filtruojančio paviršiaus plotas yra 2344 cm2. Filtravimo akučių dydis buvo 2x2 mkm, o atviras tinklelio plotas - 50 %. Įrenginio darbo režimą valdė ACS blokas: filtravimo darbo ciklas - 60 s, sukimosi sustabdymas ir nuosėdų šalinimas 0,75 s. Kadangi vidutinis melsvadumblių dydis yra 3-5 mikronai, per filtrą praleistame vandenyje melsvadumblių neaptikta. Dumblių buvimas filtrate buvo kontroliuojamas mikroskopu. Energijos sąnaudos I litrui filtrato neviršijo 0,4 W.Water from the water body, which contained 10 mg/dm 3 of cyanobacterial biomass, was fed through the inlet pipe at a pressure of 150 kPa to a cylindrical filter element with a diameter of 20.4 cm and a filtering surface area of 2344 cm 2 , rotating at a speed of 1000 rpm inside the body of the filter device. . The filter mesh size was 2x2 µm, and the open mesh area was 50%. The operating mode of the device was controlled by the ACS unit: filtration duty cycle - 60 s, rotation stop and sediment removal 0.75 s. Since the average size of blue-green algae is 3-5 microns, no blue-green algae were detected in the water passed through the filter. The presence of algae in the filtrate was monitored under a microscope. Energy consumption for 1 liter of filtrate did not exceed 0.4 W.
pavyzdys. Vandens valymas nuo buitinių teršalųexample Water purification from household pollutants
Modeline sistema pasirinktas vanduo su kavos tirščiais. Kavos kiekis dispersijoje buvo 12 g/dm3. Dispersija per įleidimo atvamzdį 130 kPa slėgiu buvo tiekiama į filtravimo įrenginio korpuso vidų, į 8,5 cm skersmens ir 534 cm2 filtruojančio paviršiaus ploto cilindrinį filtravimo elementą, besisukantį 1000 aps/min greičiu. Naudotos filtravimo medžiagos (nerūdijančio plieno tinklelio) akučių dydis buvo 10x10 mkm, kur atviras tinklelio plotas 60 %, ir 2x2 mkm, kur atviras tinklelio plotas 50 %. Įrenginio darbo režimas buvo užduodamas ACS bloku: filtravimo darbo ciklas - 35 s, sukimosi sustabdymas ir nuosėdų šalinimas - 0,7 s. Įrenginio našumas pagal filtratą sudarė 1,0 m3 per valandą. Atlikusį 0x10 mkm dydžio akučių filtro tyrimus pasirodė, kad suspenduotų dalelių likučio kiekis filtrate yra 60 mg/dm3, o naudojant 2x2 mkm dydžio akučių filtrą - 10 mg/dm3.Water with coffee grounds was chosen as the model system. The amount of coffee in the dispersion was 12 g/dm 3 . The dispersion was fed through the inlet port at a pressure of 130 kPa to the inside of the filter unit housing, to a cylindrical filter element with a diameter of 8.5 cm and a filtering surface area of 534 cm 2 , rotating at a speed of 1000 rpm. The mesh size of the filter material (stainless steel mesh) used was 10x10 µm with an open mesh area of 60% and 2x2 µm with an open mesh area of 50%. The operating mode of the device was set by the ACS unit: filtration duty cycle - 35 s, rotation stop and sediment removal - 0.7 s. The productivity of the device according to the filtrate was 1.0 m 3 per hour. After the tests of the 0x10 μm mesh filter, it turned out that the residual amount of suspended particles in the filtrate is 60 mg/dm 3 , and when using the 2x2 μm mesh filter - 10 mg/dm 3 .
pavyzdys. Paukštininkystės kompleksų nuotekų valymasexample Wastewater treatment of poultry breeding complexes
Kaip valymo objektas buvo naudojamos tikros nuotekos iš paukštininkystės komplekso. Pradinėje dispersijoje suspenduotų kietųjų dalelių kiekis sudarė 2 g/dm3. Dispersija per įleidimo atvamzdį 120 kPa slėgiu buvo tiekiama į filtravimo įrenginio korpuso vidų ant I000 aps/min greičiu besisukančio cilindrinio filtravimo elemento, kurio skersmuo 20,4 cm, o filtruojančio paviršiaus plotas 2344 cm2. Naudotos filtravimo medžiagos akučių dydis buvo 26x26 mikronų, atviras tinklelio plotas ne mažesnis kaip 55 %. Įrenginio darbo režimą užduodavo su ACS bloku: filtravimo darbo ciklas - 30 s, sukimosi sustabdymas ir nuosėdų šalinimas - 0,6 s. Įrenginio našumas pagal filtrate siekė 9,0 m3 per valandą. Atlikus filtrato analizę nustatyta, kad suspenduotų dalelių likučio kiekis yra 15 mg/dm3. Buvo pasiektas žymus valomo skysčio nuskaidrinimas ir dezodoravimas.Real wastewater from a poultry complex was used as the treatment object. The amount of solid particles suspended in the initial dispersion was 2 g/dm 3 . The dispersion was fed through the inlet port at a pressure of 120 kPa into the filter housing on a cylindrical filter element rotating at 1000 rpm with a diameter of 20.4 cm and a filtering surface area of 2344 cm 2 . The mesh size of the filter material used was 26x26 microns, with an open mesh area of at least 55%. The operating mode of the device was set with the ACS unit: filtration duty cycle - 30 s, rotation stop and sediment removal - 0.6 s. The productivity of the device according to the filtrate reached 9.0 m 3 per hour. After the analysis of the filtrate, it was determined that the amount of residual suspended particles is 15 mg/dm 3 . Significant clarification and deodorization of the cleaning liquid was achieved.
pavyzdys. Vandens valymas nuo kvarcinio smėlioexample Water purification from quartz sand
Modeline sistema buvo naudojama kvarcinio smėlio (maršalito) miltelių, kurių dalelių dydis buvo didesnis nei 50 mkm, suspensija vandentiekio vandenyje. Smėlio kiekis sudarė 145,4 g/dm3. Suspensija 150 kPa slėgiu per įleidimo atvamzdį buvo tiekiama į korpuso bloko filtravimo bloką ant 900 apsisukimų per minutę greičiu besisukančio cilindrinio filtravimo elemento, kurio skersmuo 20,4 cm, o filtruojančio paviršiaus plotas 2344 cm2. Naudotos filtravimo medžiagos (nerūdijančio plieno tinklelio) akučių dydis buvo 40x40 mkm, o atviras tinklelio plotas - 60 %. Įrenginio darbo režimą valdė ACS bloku: filtravimo darbo ciklas - 20 s, sukimosi sustabdymas ir nuosėdų šalinimas - 0,8 s. Įrenginio našumas pagal filtrate siekė 8,0 m3 per valandą. Filtrato analizė parodė, kad jame suspenduotų dalelių yra mažiau nei 1,60 g/dm3. Taigi, buvo pašalinta 98,9 % kvarcinio smėlio miltelių. Nepašalintas 1,1 % dalelių - tai pradinėje medžiagoje esančios nefrakcionuotos priemaišos, kurių dalelių dydis mažesnis nei 15-20 mikronų. Energijos sąnaudos I litrui filtrato ne daugiau kaip 0,5 W.A suspension of quartz sand (marshallite) powder with a particle size greater than 50 μm in tap water was used as a model system. The amount of sand was 145.4 g/dm 3 . The suspension was fed at 150 kPa pressure through the inlet port to the filter unit of the housing unit on a cylindrical filter element rotating at 900 rpm with a diameter of 20.4 cm and a filtering surface area of 2344 cm 2 . The mesh size of the used filter material (stainless steel mesh) was 40x40 µm, and the open area of the mesh was 60%. The operating mode of the device was controlled by the ACS unit: filtration duty cycle - 20 s, rotation stop and sediment removal - 0.8 s. The productivity of the device according to the filtrate reached 8.0 m 3 per hour. The analysis of the filtrate showed that it contains less than 1.60 g/dm 3 of suspended particles. Thus, 98.9% of quartz sand powder was removed. Unremoved 1.1% particles are unfractionated impurities in the starting material with a particle size smaller than 15-20 microns. Energy consumption per liter of filtrate is no more than 0.5 W.
Tokiu būdu, siūlomas techninis sprendimas dėl galimybės programuoti ir valdyti įrenginio darbo režimą (darbo ciklą / nuosėdų šalinimo ciklą), pasirinkti filtro porų / akučių dydį, periodiškai keisti filtro elemento sukimosi greitį ir apdorojamos dispersijos slėgį leidžia pasirinkti optimalias sąlygas labai įvairios sudėties dispersing sistemų perskyrimui filtravimu.In this way, the proposed technical solution for the possibility to program and control the operating mode of the device (work cycle/sediment removal cycle), select the size of the filter pores/holes, periodically change the speed of rotation of the filter element and the pressure of the dispersion to be processed allows to choose the optimal conditions for the separation of dispersing systems with a very diverse composition filtering.
Būtent, siūlomas sprendimas turi šiuos privalumus:Namely, the proposed solution has the following advantages:
1. Užtikrinamas optimalus santykis tarp skysčio ir jame suspenduotų dalelių tangentinės ir normalinės greičio komponenčių palei visą filtravimo elemento paviršių.1. An optimal ratio is ensured between the tangential and normal velocity components of the liquid and the particles suspended in it along the entire surface of the filtering element.
2. Didelis filtravimo elemento sukimosi greitis (nuo 600 iki 3000 aps/min) derinyje su reguliariu savaiminiu periodiniu filtro elemento atbuliniu plovimu, neišleidžiant skysčio iš sistemos, užtikrina veiksmingą filtravimo elemento filtruojančio paviršiaus valymą nuo ant jo paviršiaus besikaupiančių kietųjų dalelių.2. The high rotation speed of the filtering element (from 600 to 3000 rpm) in combination with regular self-periodic backwashing of the filter element, without draining the liquid from the system, ensures effective cleaning of the filtering surface of the filtering element from solid particles accumulating on its surface.
3. Naudojant programuojamą įrenginio darbo režimą, apimantį nepertraukiamo filtravimo tam tikrą ciklą su trumpalaikiu nuosėdų šalinimo ciklu, tuo pat metu sustabdant filtravimo elemento sukimąsi, leidžia optimaliai sumažinti sistemos hidrodinaminį pasipriešinimą ir ženkliai sumažinti filtravimo energijos sąnaudas.3. Using a programmable operating mode of the device, which includes a certain cycle of continuous filtration with a short-term cycle of sediment removal, at the same time stopping the rotation of the filtering element, allows to optimally reduce the hydrodynamic resistance of the system and significantly reduce the energy consumption of filtration.
4. Naudojant didelį filtravimo elemento sukimosi greitį ir programuojamą filtravimo ir (arba) nuosėdų šalinimo režimą kartu su filtruojančio paviršiaus atbuliniu plovimu, leidžia šiuos įrenginius naudoti darbui su didelio klampumo sistemomis arba turinčiomis plastiškų teršalų, kurie lengvai užkemša filtravimo elemento poras / akutes.4. The use of a high rotation speed of the filter element and a programmable mode of filtration and/or sediment removal, combined with backwashing of the filter surface, allows these units to be used for work with systems of high viscosity or containing plastic contaminants that easily clog the pores / holes of the filter element.
5. Skirtingai nuo žinomų įrenginių, siūloma konstrukcija užtikrina realų filtruojančio paviršiaus porų / akučių praplovimą nuo jose patekusių kietųjų dalelių skysčio srautu, nukreiptu iš filtravimo elemento vidinės kameros į tarpą tarp filtravimo įrenginio korpuso ir išorinio filtravimo elemento paviršiaus, neišleidžiant filtruojamos dispersijos iš filtravimo įrenginio.5. Unlike known devices, the proposed design ensures real washing of the pores/holes of the filtering surface from solid particles that have entered them with a liquid flow directed from the inner chamber of the filtering element to the space between the body of the filtering device and the outer surface of the filtering element, without releasing the filterable dispersion from the filtering device.
PRAMONINIS PRITAIKOMUMASINDUSTRIAL SUITABILITY
Siūlomas techninis sprendimas gali būti taikomas tiek žemės ūkio, tiek ir kitose pramonės srityse, kur reikia atskirti / perskirti nehomogeniškus dispersinius intarpus.The proposed technical solution can be applied both in agriculture and in other industrial areas, where it is necessary to separate/re-separate inhomogeneous dispersion inclusions.
Svarbu, kad tokie įrenginiai gali būti naudojami vandeniui iš natūralių šaltinių upių, ežerų, artezinių gręžinių, o taip pat nuotekų ir technologinių procesų vandenų, alyvų ir kitų skystų terpių valymui, įskaitant dumblius ir panašias medžiagas, turinčias dispersing priemaišų, taip pat mechaninėms priemaišoms iš technologinių skysčių šalinti, komunalinėms nuotekoms valyti, baseinų vandeniui valyti, taip pat nepertraukiamų technologijų nusausinimo ir plovimo procesams chemijos, kalnakasybos, metalurgijos ir maisto pramonės šakose.It is important that such devices can be used for water from natural springs, rivers, lakes, artesian wells, as well as for the treatment of wastewater and technological process waters, oils and other liquid media, including algae and similar substances containing dispersing impurities, as well as for mechanical impurities from for removal of technological liquids, cleaning of municipal sewage, water purification of swimming pools, as well as for continuous technology drainage and washing processes in the chemical, mining, metallurgical and food industries.
Įrenginiai pagal šį išradimą būti efektyvūs naudojant vandeniui valyti nuo dumblių (ši kryptis aktuali pramonės įmonių ir elektrinių vandens paėmimo vietose, gyvenviečių vandens tiekimo sistemose), įskaitant baseinų vandens valymą ir vandens iš įvairių vandens šaltinių valymą stichinių ir žmogaus sukeltų nelaimių (žemės drebėjimų, potvynių ir kt.) metu, kai pažeidžiamos ir (arba) sugriaunamos centrinės vandens tiekimo sistemos.The devices according to the present invention should be effective when used to clean water from algae (this direction is relevant in the water intake points of industrial enterprises and power plants, in the water supply systems of settlements), including the water purification of swimming pools and the purification of water from various water sources in the event of natural and man-made disasters (earthquakes, floods etc.) during damage and/or destruction of central water supply systems.
Pozicijų sąrašas:List of positions:
- dispersijų perskyrimo filtravimu įrenginys (filtravimo blokas);- device for separation of dispersions by filtering (filtering unit);
- filtruojamos dispersijos talpa;- filterable dispersion capacity;
- slėginis siurblys;- pressure pump;
- filtruojamos dispersijos tiekimo magistralė;- filtered dispersion supply bus;
- įleidimo atvamzdis su slėgio reguliatoriumi;- inlet pipe with pressure regulator;
- filtravimo įrenginio (filtravimo bloko) korpusas;- the body of the filtering device (filtering unit);
- išleidimo kanalas nuosėdų ir nefiltruotos dispersijos dalies šalinimui;- outlet channel for removal of sediments and unfiltered part of the dispersion;
- elektromagnetinis vožtuvas nuosėdų ir nefiltruotos dispersijos dalies šalinimui;- electromagnetic valve for removing sediments and unfiltered dispersion part;
- išleidimo magistralė nuosėdų ir nefiltruotos dispersijos dalies šalinimui;- discharge line for removal of sediments and unfiltered dispersion part;
- įrenginio ir filtravimo proceso automatinio valdymo blokas;- device and filtering process automatic control unit;
- avarinis slėgio mažinimo vožtuvas;- emergency pressure relief valve;
- filtrato išleidimo atvamzdis;- filtrate outlet pipe;
- filtrato išleidimo magistralė;- filtrate discharge line;
- nuosėdų ir nefiltruotos dispersijos dalies surinkimo talpa;- sediment and unfiltered dispersion part collection capacity;
- filtrato surinkimo talpa;- filtrate collection capacity;
- elektros variklis su filtravimo elemento sukimosi greičio reguliavimo sistema;- electric motor with filter element rotation speed regulation system;
- filtravimo elemento sukimosi greičio reguliavimo sistema su pavaros velenu;- filter element rotation speed adjustment system with a drive shaft;
- slėgio jutiklis filtravimo bloko viduje;- pressure sensor inside the filter unit;
- apvadas („baipasas);- bypass ("bypass");
- filtravimo elementas;- filter element;
- filtravimo elemento filtruojantis (tinklinis arba akytas) paviršius;- filtering (mesh or porous) surface of the filtering element;
- vidinė filtravimo elemento kamera;- internal filter element chamber;
- filtravimo bloko korpuso viršutinis flanšas;- upper flange of the filter block housing;
- viršutinis galinis sandariklis su guolių bloku;- upper rear seal with bearing block;
- filtravimo bloko korpuso apatinis flanšas (dugnas);- the lower flange (bottom) of the filter block housing;
- pirmas apatinis galinis sandariklis su guolių bloku;- first lower rear seal with bearing block;
- antras apatinis galinis sandariklis filtrato išleidimo atvamzdžiui su guolių bloku;- the second lower end seal for the filtrate outlet pipe with a bearing block;
- velenas-vamzdis;- shaft-pipe;
- filtravimo elemento flanšo fiksatorius, pavyzdžiui, veržlė.- filter element flange retainer, such as a nut.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2022538A LT7055B (en) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | Device and method for separation of dispersions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2022538A LT7055B (en) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | Device and method for separation of dispersions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2022538A LT2022538A (en) | 2024-03-25 |
| LT7055B true LT7055B (en) | 2024-04-10 |
Family
ID=90344806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2022538A LT7055B (en) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | Device and method for separation of dispersions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT7055B (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1044713A1 (en) | 1998-10-06 | 2000-10-18 | Filtermat Oy | Method and device for clarifying a liquid flow containing finely divided solids |
| WO2020174292A1 (en) | 2019-02-25 | 2020-09-03 | Clear Options, UAB | Device and method for separation of dispersions |
-
2022
- 2022-09-14 LT LT2022538A patent/LT7055B/en unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1044713A1 (en) | 1998-10-06 | 2000-10-18 | Filtermat Oy | Method and device for clarifying a liquid flow containing finely divided solids |
| WO2020174292A1 (en) | 2019-02-25 | 2020-09-03 | Clear Options, UAB | Device and method for separation of dispersions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2022538A (en) | 2024-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU204652U1 (en) | DEVICE FOR SEPARATING DISPERSIONS | |
| CA2752912C (en) | Methods and apparatus for treating water and wastewater employing a cloth disk filter | |
| KR19990014757A (en) | Apparatus and method for backwashing a fluid filter system | |
| US20030111431A1 (en) | High rate filtration system | |
| US4923600A (en) | Water clarification system adapted for removing particulate matter of greater than a predetermined size | |
| KR20010087229A (en) | Solid-liquid separator | |
| CN1622919A (en) | Equipment and method for separating and filtering particles and biosome from flowing liquid | |
| EP0688593B1 (en) | Filter system for a liquid stream with automatic rapid back flush capability | |
| US5770081A (en) | Apparatus for and method of reducing solids and controlling surges in the flow of effluent from a wastewater treatment plant | |
| CH699648B1 (en) | Filter for filtering with coarse, fine and Feinststoffen polluted wastewater and a wastewater treatment plant. | |
| KR100485311B1 (en) | Wastewater treatment apparatus | |
| LT7055B (en) | Device and method for separation of dispersions | |
| JPS6216125B2 (en) | ||
| KR100257861B1 (en) | Automatic filter | |
| KR100452432B1 (en) | Matter seperation device of water purification system | |
| EP2578288A1 (en) | Unit for the advanced pretreatment of wastewater | |
| KR102230225B1 (en) | Apparatus for treating Non-point Contaminants | |
| KR20010000766A (en) | Cyclone system analong filter auto backwash unit | |
| RU2160714C1 (en) | Plant for cleaning water from petroleum products and mechanical admixtures | |
| AU729854B2 (en) | High rate filtration system | |
| KR101947564B1 (en) | Filterbasin with the function of high cleaning by backwashing using the algae control apparatus | |
| RU2779899C1 (en) | Installation for hydrodynamic purification of liquid media from mechanical impurities | |
| JP2004188265A (en) | High-speed filtering arrangement using fibrous filter medium | |
| JPH06327916A (en) | Filter for rice washing drainage and rice washing drainage treating apparatus provided with the filter | |
| KR200279798Y1 (en) | Matter seperation device of water purification system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20240325 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20240410 |