PL203307B1 - Rozdzielacz do filtra obrotowego i filtr obrotowy wyposażony w taki rozdzielacz - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy rozdzielacza do filtra obrotowego, złożonego z komórek filtracyjnych obracających się ruchem kołowym, zawierającego

- stałą część zbiorczą składającą się z co najmniej dwóch przedziałów, z których każdy zawiera górny otwór w kształcie łuku kołowego i co najmniej jeden przewód odprowadzenia cieczy, i z centralnej komory rozdzielczej, która zawiera dolny otwór łączący komorę rozdzielczą z każdym z wyżej wspomnianych przedziałów i przewód wylotowy gazu, przy czym wyżej wspomniany dolny otwór jest umieszczony na poziomie niższym niż wyżej wspomniany górny otwór każdego z przedziałów,

- ruchomą część rozdzielczą , która ś lizga się po części zbiorczej podczas ruchu koł owego i która zawiera, na każdą komórkę filtracyjną, wgłębienie zawierające dopływ do umieszczenia w nim przefiltrowanej mieszaniny ciecz-gaz pochodzącej z komórki filtracyjnej i odpływ, który przechodzi naprzeciwko otworu w kształcie łuku kołowego każdego z przedziałów podczas ruchu kołowego, umożliwiając w ten sposób przepływ wyżej wspomnianej mieszaniny do części zbiorczej, i

- ś rodki do utrzymywania podciś nienia w komorze rozdzielczej, tak, aby spowodować oddzielenie gazu z mieszaniny ciecz-gaz dopływającej do przedziałów części zbiorczej, z ruchem wznoszącym gazu w komorze rozdzielczej od jej dolnego otworu.

Takie rozdzielacze są znane i opisane na przykład w patentach BE-A-847088 i EP-B-0 175 702.

Te urządzenia umożliwiają zatem oddzielenie gazów, zawartych w mieszaninie ciecz-gaz tworzącej filtrat oddzielany w komórkach filtracji, przez układ z centralną komorą rozdzielczą do której gazy są zasysane.

Jednakże, zasysane gazy porywają ze sobą kropelki cieczy, które powinny oddzielić się z gazów przez grawitację podczas ruchu wznoszącego gazów, który następuje w centralnej komorze rozdzielczej. Aby to nastąpiło, prędkość wznosząca gazów na dopływie do komory rozdzielczej korzystnie musi być ograniczona, aby zwiększyć skuteczność oddzielania się kropelek, a więc dolny otwór centralnej komory rozdzielczej musi mieć pewien minimalny przekrój, w zależności od przepływu filtratu dopływającego do stałej części zbiorczej rozdzielacza.

Wadą rozdzielaczy znanych ze stanu techniki jest to, że z uwagi na ten określony minimalny przekrój centralnej komory rozdzielczej, mają one duże wymiary zewnętrzne w środku filtra obrotowego, co przekłada się na większe zużycie energii tarcia i dodatkowy koszt budowy urządzenia.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie rozdzielacza do filtra obrotowego, który umożliwi skuteczne oddzielenie cieczy i gazu w mieszaninie filtracyjnej pochodzącej z komórek filtracyjnych filtra obrotowego, przy równoczesnym zaoferowaniu zalety zmniejszenia wymiarów zewnętrznych.

Aby rozwiązać te problemy, według wynalazku przewidziano rozdzielacz, taki jak opisany powyżej, w którym, w rzucie pionowym, dolny otwór centralnej komory rozdzielczej i górny otwór każdego przedziału części zbiorczej pokrywają się częściowo. Tak więc, w stałej części zbiorczej, zamiast ustawiać w środku przedziałów centralną komorę rozdzielczą, w rozdzielaczu według wynalazku przewiduje się centralną komorę rozdzielczą, która wystaje w dół poniżej górnych otworów, w kształcie łuku kołowego, przedziałów. Wynikiem tego jest znaczne zmniejszenie wymiarów zewnętrznych rozdzielacza jako całości, przy uzyskaniu skuteczności co najmniej identycznej, jeśli nie zwiększonej, oddzielania cieczy i gazu w mieszaninie filtracyjnej.

Według korzystnego sposobu wykonania wynalazku, centralna komora rozdzielcza zawiera zewnętrzną ściankę obwodową, która, co najmniej na poziomie usytuowanym poniżej każdego górnego otworu, jest nachylona w dół i na zewnątrz i w ten sposób tworzy, w wyżej wspomnianych przedziałach, deflektor, który odchyla na zewnątrz mieszaninę ciecz-gaz zgodnie z pierwszym kierunkiem i umoż liwia oddzielenie gazu z tej mieszaniny zgodnie z drugim kierunkiem zorientowanym pod ką tem 180° w stosunku do pierwszego kierunku. Mieszanina ciecz-gaz pochodząca z wgłębień ruchomej części rozdzielczej odbija się od deflektora zgodnie z kierunkiem zorientowanym ukośnie w dół i na zewnątrz. Gazy są, przeciwnie, zasysane do centralnej komory, przy czym są one kierowane przez deflektor ukośnie w górę i do wierzchołka centralnej komory, to znaczy pod kątem 180° w stosunku do kierunku fazy ciekłej. Skuteczność oddzielania cieczy i gazu jest w ten sposób poprawiona przez wstępne oddzielanie spowodowane zderzeniem z deflektorem, po którym natychmiast następuje odwrócenie kierunku przepływu gazu o 180°.

Inne sposoby wykonania rozdzielacza według wynalazku są podane w załączonych zastrzeżeniach.

PL 203 307 B1

Inne szczegóły i właściwości wynalazku wynikną z zamieszczonego poniżej opisu, przedstawionego w sposób nie ograniczający i z odniesieniem do załączonych rysunków.

Fig. 1 przedstawia schematycznie widok ogólny filtra obrotowego wyposażonego w rozdzielacz.

Fig. 2 przedstawia częściowy przekrój osiowy rozdzielacza według wynalazku, wzdłuż linii II-II z fig. 3.

Fig. 3 przedstawia częściowy przekrój poziomy rozdzielacza według fig. 2, wzdłuż linii III-III.

Fig. 4 i 5 są przekrojami analogicznymi do fig. 2 i 3 wariantu wykonania rozdzielacza według wynalazku.

Na różnych rysunkach, jednakowe elementy są oznaczone takimi samymi odnośnikami.

Chociaż niniejszy opis oparty jest w szczególności na przykładzie obrotowych filtrów ciągłych z komórkami, korzystnie przechylnymi, wynalazek nie powinien być rozpatrywany jako ograniczają cy się do tych obrotowych filtrów ciągłych, ale stosuje się on generalnie do rozdzielaczy obrotowych filtrów próżniowych innych typów z płaszczyzną filtracji wyraźnie poziomą.

Filtry zawierają zwykle serię jednostek filtracyjnych zwanych powszechnie „komórkami”, w których przebiegają oddzielnie, w sposób nieciągły, kolejne operacje filtracji, płukania, różnych specjalnych obróbek, wyjmowania placka utworzonego na powierzchni filtracyjnej, płukania i suszenia tkaniny filtracyjnej. Zestaw tych różnych operacji powtarza się podczas każdego z cykli ruchu, przy czym zestaw cykli tworzy całkowity proces ciągły, zintegrowany w jedną linię filtracyjną.

Przykład takiej linii filtracyjnej jest schematycznie przedstawiony na fig. 1.

Taki filtr zawiera zasadniczo:

a) znaną ramę obrotową, nie przedstawioną, która podtrzymuje komórki 1 za pomocą łożysk, i pociąga te komórki w ruchu obrotowym zgodnie ze strzałką,

b) zespół silnikowy, nie przedstawiony, który przekazuje ruch obrotowy ramie obrotowej, na przykład przez zębatkę,

c) znane dźwignie prowadzące komórek 1 zawierające rolki, które toczą się po szynach zamocowanych do znanej zewnętrznej konstrukcji nośnej. Te dźwignie wprawiają komórki w ruch przechylny, co widać na fig. 1.

d) koryta rozdzielcze 2 i 3, które są zawieszone na konstrukcji nośnej nad komórkami i rozdzielają do komórek zawiesinę do przefiltrowania i ciecz płuczącą,

e) środkowy rozdzielacz 4 złożony zasadniczo, z jednej strony z obrotowej kołowej części górnej rozdzielczej 5, która zawiera wgłębienia 6 rozmieszczone na obwodzie koła, odpowiednio połączone z komórkami 1 elastycznymi rurami 7, i która obraca się razem z ramą i komórkami 1, i z drugiej strony, ze stałej podstawy zbiorczej 8, która zawiera komory i przedziały odgraniczone przez przegrody, przy czym obrotowa część górna rozdzielcza 5 ślizga się ruchem obrotowym na stałej podstawie zbiorczej 8 za pośrednictwem szczelnego płaskiego złącza ciernego.

Koryta rozdzielcze, usytuowane odpowiednio do ścianek działowych, odgraniczają kolejne sektory filtracji i płukania, przy czym ciecze i gazy po przejściu przez złoża filtracyjne komórek każdego z tych sektorów są zbierane w oddzielnych przedziałach.

Stała podstawa zbiorcza 8 zawiera, ponadto, w środku komorę rozdzielczą 9 do której gazy są zasysane i odprowadzane za pomocą środka 10 utrzymującego podciśnienie w komorze rozdzielczej, podczas gdy, przez grawitację, ciecze są zbierane w przewodach odprowadzających 11.

Przykłady wykonania pokazane na fig. 2 do 5 przedstawiają w sposób schematyczny tylko połowę urządzenia, ponieważ druga połowa jest całkowicie identyczna, bądź występują w niej różnice nieistotne dla wynalazku, na przykład dotyczące części podstawy zbiorczej usytuowanej naprzeciwko fragmentów gdzie nie ma ani filtracji, ani płukania filtra obrotowego.

Rozdzielacz, według fig. 2 i 3, zawiera stałą podstawę zbiorczą 8 złożoną z co najmniej 3 przedziałów 12, 13 i 14, oddzielonych od siebie promieniowymi przegrodami 15 i 16. Te przedziały mogą na przykład odpowiadać różnym etapom procesów: filtracji, pierwszego płukania, drugiego płukania, itd. W przedstawionym przykładzie, podstawa zbiorcza zawiera górny otwór w kształcie łuku kołowego 17, który obejmuje wszystkie przedziały 12 do 14, i który jest również podzielony promieniowymi przegrodami 15 i 16. Każdy przedział 12 do 14 zawiera również przewód odprowadzenia cieczy 11, umieszczony w dolnej części, aby przejąć ciecze, przez grawitację i ewentualnie przez zasysanie w znany sposób, do tych przewodów 11.

Ruchoma część górna rozdzielcza 5 zawiera tyle wgłębień 6, ile jest komórek filtracyjnych. Na fig. 2, przedstawiono tylko jedno wgłębienie. Zawiera ono wlot dopływu 18, z którym może być połączona w szczelny sposób elastyczna rura 7, wychodząca z komórki, i odpływ 19 skierowany w dół.

PL 203 307 B1

Część górna rozdzielcza jest wyposażona, z wyjątkiem miejsc, gdzie znajduje się odpływ 19, w złącze cierne 22, które podczas ruchu części górnej rozdzielczej, ślizga się po poziomych obrzeżach 20 i 21, rozmieszczonych po obu stronach otworu 17 podstawy zbiorczej 8.

W środku podstawy zbiorczej, przewidziana jest ponadto centralna komora rozdzielcza 9. Ta komora, w przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 2 i 3, ma ściankę zewnętrzną w kształcie stożka ściętego 23, która odgranicza przekrój przepływu gazów do góry począwszy od wewnętrznej krawędzi 27 poziomego obrzeża 21, i która jest przedłużona, poniżej poziomu otworu 17, przez deflektor 24 w kształcie klosza, który wystaje i jest ustawiony w nachyleniu w dół i na zewnątrz począwszy od zewnętrznej krawędzi 28 poziomego obrzeża 21.

Centralna komora rozdzielcza 9 zawiera zatem kołowy otwór dolny, odgraniczony przez wolny koniec 26 deflektora 24. W tym przykładzie zawiera ona pierścieniowy odcinek otwarty o szerokości S. W tym przykładzie wykonania, komora rozdzielcza skierowana jest do góry do przewodu wylotu gazów 25 (patrz fig. 1), przez który środki 10 do utrzymywania podciśnienia w komorze rozdzielczej 9 zasysają gazy poza tę komorę.

Jak jasno wynika z fig. 3, w rzucie pionowym, dolny otwór komory rozdzielczej 9, który jest odgraniczony przez wolny koniec 26 deflektora 24, oraz górny otwór 17 podstawy zbiorczej, który jest odgraniczony przez krawędź zewnętrzną 28 poziomego obrzeża 21 i przez krawędź wewnętrzną 29 poziomego obrzeża 20, częściowo nakładają się na siebie.

Działanie tego rozdzielacza jest następujące:

Podczas filtracji, część górna zbiorcza 5 towarzyszy ruchowi kołowemu komórek obracających się jak karuzela wokół rozdzielacza. Każda wnęka 6, połączona rurą 7 z jedną komórką, zbiera w ten sposób filtrat dopływający z jej komórki, który składa się z mieszaniny cieczy i gazu. Z powodów znanych fachowcom, korzystne jest oddzielenie w skuteczny sposób cieczy i gazów i zbieranie ich oddzielnie.

Podczas obrotu części górnej rozdzielczej 5, każda wnęka ślizga się w sposób szczelny na obrzeżach 20 i 21 podstawy zbiorczej i znajduje się kolejno naprzeciwko górnego otworu 17 każdego przedziału, doprowadzając umieszczoną w niej mieszaninę filtracyjną do odpowiedniego przedziału.

Podczas tego rozdzielania, mieszanina filtracyjna zderza się z deflektorem 27 i jest odchylana ukośnie w dół i do części zewnętrznej przedziału w kierunku wskazanym strzałką F1.

Na dole deflektora, mieszanina filtracyjna jest poddawana działaniu podciśnienia, które panuje w centralnej komorze rozdzielczej 9 i gazy zawarte w mieszaninie filtracyjnej są zasysane do komory rozdzielczej zgodnie z kierunkiem F2 zorientowanym bezpośrednio pod kątem 180°, w stosunku do kierunku F1, to znaczy bezpośrednio zgodnie z ruchem wznoszącym, bez przechodzenia przez przejście poziome. W przeciwieństwie do tego, ciecze w dalszym ciągu opadają w dół do przewodu odprowadzającego 11. Nie tylko w deflektorze następuje wstępne oddzielenie gazów i cieczy pod kątem 180°, co ułatwia ich rozdzielanie, ale równocześnie utrzymywana jest pierścieniowa powierzchnia o szerokości S otworu podstawy komory rozdzielczej 9 wystarczająco duża, aby prędkość wznoszenia gazu była ograniczona. To ograniczenie umożliwia rzeczywiście bardziej skuteczne opadanie kropelek cieczy w nieunikniony sposób porywanych w zasysanych gazach. Te kropelki spadając na nachyloną płaszczyznę 30 również są zbierane w przewodzie 11.

Gazy pozbawione kropelek wody są w końcu zasysane do górnej części komory rozdzielczej, która dochodzi do przewodu wylotowego 25.

Układ według wynalazku zapewnia więc równocześnie większą skuteczność oddzielania cieczy i gazu dzięki szerokości dolnego otworu centralnej komory rozdzielczej równie dużej lub nawet większej niż w dawnych rozdzielaczach znanych ze stanu techniki, i przez odwrócenie o 180° strumienia gazu, bez przejścia przez etapy poziomego strumienia gazu. Umożliwia on równocześnie otrzymanie zwartego urządzenia.

Rzeczywiście, można przewidzieć zwarty rozdzielacz według wynalazku mający średnicę zewnętrzną rzędu 2700 mm. Taki rozdzielacz może być zastosowany w filtrze obrotowym mającym na przykład powierzchnię użytkową 230 m² i ciężar 9,2 T.

Tradycyjny rozdzielacz ma zwykle średnicę zewnętrzną rzędu 3140 mm. Taki rozdzielacz o większych wymiarach może stanowić wyposażenie filtrów o mniejszej powierzchni użytkowej, na przykład 180 m² i ciężarze 12 T, przy takiej samej powierzchni zabudowy.

Rozdzielacz przedstawiony na fig. 4 i 5 jest wariantem wykonania według wynalazku.

Różni się on od przykładu wykonania według fig. 2 i 3 komorą centralną 2.

PL 203 307 B1

Komora centralna 9' ma tutaj kształt odwróconego cylindra, którego ścianka zewnętrzna 23' jest cylindryczna. Wierzchołek komory 91 jest zatkany pokrywą 30. W środku komory centralnej jest wstawiony króciec rurowy 31, który jest rozszerzony i otwarty od góry i który jest połączony z przewodem wylotowym gazów. W tym miejscu, gazy uwolnione od kropelek cieczy są poddawane na nowo odwróceniu kierunku przepływu, zgodnie ze strzałką F3. Są one zatem zasysane do króćca rurowego 31 w dół.

Jest zrozumiałe, że niniejszy wynalazek nie jest w żaden sposób ograniczony do opisanych powyżej sposobów wykonania i że można do niego wnieść wiele zmian nie wychodząc z ram załączonych zastrze że ń .

Claims (6)

1. Rozdzielacz do filtra obrotowego, złożonego z komórek filtracyjnych (1) obracających się ruchem kołowym, zawierający

- stałą część zbiorczą (8) składającą się z co najmniej dwóch przedziałów (12-14), z których każdy ma na górze otwór (17) w kształcie łuku kołowego i co najmniej jeden przewód odprowadzenia cieczy (11), i z centralnej komory rozdzielczej (9, 9), która zawiera na dole otwór łączący komorę rozdzielczą z każdym z wyżej wspomnianych przedziałów i przewód wylotowy gazu (25, 31), przy czym wyżej wspomniany dolny otwór jest umieszczony na poziomie niższym niż wyżej wspomniany górny otwór (17) każdego z przedziałów,

- ruchomą część rozdzielczą (5), która ślizga się po części zbiorczej (8) podczas ruchu kołowego i która zawiera, na każdą komórkę filtracyjną (1) wgłębienie (6), zawierające dopływ (18), do umieszczenia w nim przefiltrowanej mieszaniny ciecz-gaz pochodzącej z komórki filtracyjnej i odpływ (19), który przechodzi naprzeciwko otworu (17) w kształcie łuku kołowego każdego z przedziałów (12-14) podczas ruchu kołowego, umożliwiając w ten sposób przepływ wyżej wspomnianej mieszaniny do części zbiorczej (8), i

- środki (10) do utrzymywania podciśnienia w komorze rozdzielczej (9, 9), tak, aby spowodować oddzielenie gazu z mieszaniny ciecz-gaz dopływającej do przedziałów (12-14) części zbiorczej, z ruchem wznoszącym gazu w komorze rozdzielczej od jej dolnego otworu, znamienny tym, że w rzucie pionowym otwór dolny centralnej komory rozdzielczej (9, 9) i otwór górny (17) każdego przedziału (12-14) części zbiorczej (8) częściowo się pokrywają.

2. Rozdzielacz według zastrz. 1, znamienny tym, że centralna komora rozdzielcza (9, 9) zawiera zewnętrzną ściankę obwodową (23, 23'), która, co najmniej na poziomie usytuowanym poniżej każdego otworu górnego (17), nachylona jest w dół i na zewnątrz i tworzy w ten sposób, w wyżej wspomnianych przedziałach (12, 14), deflektor (24) który odchyla do zewnętrznej części przedziałów mieszaninę ciecz-gaz zgodnie z pierwszym kierunkiem (F1) i umożliwia oddzielenie gazu z tej mieszaniny zgodnie z drugim kierunkiem (F2) zorientowanym pod kątem 180° w stosunku do pierwszego kierunku (F1).

3. Rozdzielacz według jednego z zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że każdy otwór górny (17) w kształcie łuku kołowego ma obrzeże zewnętrzne (29) i obrzeże wewnętrzne (28) i tym, że wyżej wspomniany deflektor (24) jest płytą w kształcie klosza zamocowaną na obrzeżu wewnętrznym (28) każdego z górnych otworów (17).

4. Urządzenie według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 3, znamienne tym, że przewód wylotowy gazu (25) jest umieszczony na wierzchołku centralnej komory rozdzielczej.

5. Urządzenie według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 3, znamienne tym, że centralna komora rozdzielcza (9) jest zamknięta od góry i tym, że przewód wylotowy gazu (31) jest ustawiony centralnie z dopływem w górnej części komory rozdzielczej i odpływem w dolnej części.

6. Filtr obrotowy zawierający rozdzielacz według któregokolwiek z zastrz. od 1 do 5.