RU2034628C1

RU2034628C1 - Vibropulsating filter

Info

Publication number: RU2034628C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Евсеев
Original assignee: Владимир Александрович Евсеев
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1995-05-10

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: filter has vertical sinusoidal members arranged on equidistant sinusoidal surfaces. These members are assembled from corrugated perforated rockers whose arms are symmetrical relative to normal to extreme points of sinusoid. All-woven or sewn hoses are easily drawn on such members. Filtering elements are connected to filtrate discharge manifold by means of threaded joint. Elements of body increase filtering surface to 40 % as compared with known similar filters and provide for effective and through regeneration of filtering cloth when pulsating source is available in filter and ease of drawing the fabric hose of metal framework. Filter provides for reduction of metal usage per unit of filtering surface, reduction of power requirement and working areas, ease of its manufacture and servicing, which makes it one of important items of equipment of advanced technology. EFFECT: increased filtering surface per unit of filter volume, effective discharge of sediment from filtering surface and reliable regeneration. 5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к фильтрам общего назначения и может быть использовано в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. The invention relates to general filters and can be used in chemical, food, pharmaceutical and other industries.

Цель увеличение фильтровальной поверхности в единице объема фильтра, обеспечение эффективного сброса с ней осада, надежную регенерацию и упрощение натягивания тканевого рукава на каркас фильтрующего элемента. The goal is to increase the filter surface in a unit volume of the filter, to ensure effective siege discharge with it, reliable regeneration and simplification of pulling the fabric sleeve onto the frame of the filter element.

На фиг. 1 показан фильтр в разрезе; на фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 узел I на фиг. 1; на фиг. 4 узел Ii на фиг. 2. In FIG. 1 shows a filter in section; in FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1; in FIG. 3 node I in FIG. 1; in FIG. 4 node Ii in FIG. 2.

Массив фильтрующих элементов 1 расположен в корпусе 2 фильтра над горизонтальной фильтрующей перегородкой 3 и вибротарелкой 4. Составные части фильтрующего элемента 1 изготовляются штамповкой из перфорированной плоской заготовки с предварительно выполненной отбортовкой, причем форма и гофры формируются одновременно в процессе штамповки. Каждый элемент пары коромысел 5 штампуется отдельно, а затем собирается таким образом, чтобы борта коромысел располагались внутри каркаса, а гофры соприкасались друг с другом в экстремальных точках. Коромысла крепятся друг с другом по месту отбортовки с помощью заклепок. На фильтрующий элемент 1 массива натягивается цельнотканый или сшитый тканевый рукав. Крепление рукава на каркасе производится так же, как и на обычных патронных фильтрах, для чего тело фильтрующего элемента жестко крепится к подсоединительной головке, которая в свою очередь состоит из коллектора 6 и отводной трубки 7 с резьбовым соединением. При помощи резьбового соединения фильтрующие элементы подсоединяются обычным способом к общему коллектору фильтра. An array of filtering elements 1 is located in the filter housing 2 above the horizontal filtering partition 3 and the vibrator 4. The components of the filtering element 1 are made by stamping from a perforated flat blank with pre-flanging, and the shape and corrugations are formed simultaneously during the stamping process. Each element of the pair of rockers 5 is stamped separately, and then assembled so that the sides of the rocker arms are located inside the frame, and the corrugations are in contact with each other at extreme points. The rocker arms are attached to each other at the flanging place with rivets. A whole-woven or stitched fabric sleeve is pulled onto the filter element 1 of the array. The sleeve is mounted on the frame in the same way as on conventional cartridge filters, for which the body of the filter element is rigidly attached to the connecting head, which in turn consists of a manifold 6 and a branch pipe 7 with a threaded connection. Using a threaded connection, the filter elements are connected in the usual way to a common filter manifold.

Работа фильтра производится в следующей последовательности: корпус фильтра заполняется суспензией, а затем включаются в работу фильтровальные элементы. В этот момент фильтровальная ткань рукава прижимается к ложбине вогнутой части каркаса и уже на всей фильтрующей поверхности элемента начинает задерживаться твердая фаза, а фильтрат проходит в желобках вдоль гофр, попадает в коллектор 6 головки, а затем в отводную трубу 7 и далее в общий трубчатый коллектор фильтра. Путь фильтрата принципиально не отличается в варианте использования коромысла без своей пары, однако при этом накладывается требование более тщательного выбора материала ткани, например, к ее толщине. В последнем случае возможна как внутренняя, так и внешняя отбортовка коромысла с заключенной в ней дренажной сеткой. Рабочий цикл фильтрования ограничивается достижением оптимальной толщины осадка, выбранной или из условий фильтруемости гетерогенной среды, или из условий его сброса с фильтровальной ткани. Существенным моментом для облегчения сброса осадка с вогнутой стороны фильтрующего элемента является выполнение условия: Т/4 > А≥0 и Н > А, где Т период колебаний синусоиды относительно центральной линии; А амплитуда синусоиды; Н расстояние между синусоидальными поверхностями. Выполнение этого условия предотвращает эффект заклинивания впадины осадком и способствует эффективному выталкиванию осадка из этой искусственной ложбины. Ограничение по толщине осадка, особенно в случае фильтрования хорошо фильтруемых сред, должно быть наложено с целью предотвращения общего залипания осадком массива фильтровальных элементов. Предельная толщина осадка для каждого продукта устанавливается опытным путем и контролируется фильтровально допустимым объемом перерабатываемой суспензии в пределах одного фильтровального цикла. По завершении рабочего цикла фильтрования производится сброс осадка с фильтровального полотна и регенерация последнего. В предлагаемом фильтре реализуются совершенно новые возможности регенерации полотна. После прекращения подачи суспензии в фильтр и сброса в нем давления включается привод вибропульсационной тарелки. При этом под влиянием пульсаций упругой жидкости среды осадок смывается с фильтрующего элемента, а освобожденная от осадка ткань отвисает от каркаса и начинает с некоторой степенью свободы перемещаться поперек гофр коромысла, выполняя при этом движения, аналогичные движениям белья от хозяйских рук при его стирке на обыкновенной стиральной доске. Если в ряде производств отработанная фильтровальная ткань действительно стирается в прачечных с целью восстановления ее фильтрационных свойств, то в предлагаемом вибропульсационном агрегате происходит то же самое прямо на месте без разборки фильтра и его переэкипировки. После 3-5-минутной стирки при включении вибротарелки открывается вентиль отвода фильтрата за горизонтальной фильтрующей перегородкой. Затем в течение 1-2 мин в полость фильтрующих элементов подается промывная среда, осуществляя таким образом обратную промывку ткани. Допускается затем непродолжительная подача в те же полости сжатого газа, в результате чего производится отдувка фильтрующих полотен. Указанные операции проводятся одновременно с операцией заключительного фильтрования на горизонтальной фильтрующей перегородке, которое началось с открытием упомянутого вентиля и подачей давления в корпус фильтра. Частоту колебаний тарелки во время проведения обратной промывки и продувки фильтрующих элементов следует уменьшить. Заключительное фильтрование через фильтровальную перегородку завершается при включенной вибротарелке, так как с одной стороны колебания последней способствуют смывку осадка с ее верхней кромки, а с другой уплотнению и обезвоживанию осадка, толщина которого может достигать 200-300 мм. После прекращения потока фильтрата рекомендуется продуть толстый слой осадка коротким, но интенсивным потоком сжатого газа. Выгрузка осадка осуществляется вручную. Возможна также гидровыгрузка осадка, однако при ней требуется дополнительное отжимное устройство вне фильтра. Варианты сухой выгрузки осадка из фильтра известны. Если производственные возможности завода-изготовителя ограничены, то возможен упрощенный вариант фильтрующего элемента основного массива в виде коромысла без своей пары и отвечающего условию А С, что соответствует трансформации синусоидального в плоский элемент. Даже в этом случае предлагаемый фильтр вмещает гораздо большую поверхность фильтрования в единице объема в сравнении с прототипом и не уступает по этому показателю листовому фильтру, существенно у него выигрывая в удобстве натягивания фильтровального рукава на каркас, удобстве его герметизации и в возможности проведения обратной промывки. Массив же синусоидальных элементов вследствие более рациональной их компоновки гарантирует увеличение фильтровальной поверхности на единицу объема фильтра до 40% в сравнении с листовым фильтром. Фильтр является реализованной в едином аппарате комбинации патронного фильтра и емкостного друкфильтра с мешалкой, когда появление в технологической схеме первого обусловлено необходимостью фильтрации больших потоков суспензии, а второго связано с желанием наиболее простым способом удалить осадок из производственного цикла. Использование одного фильтровального аппарата вместо двух ведет к существенной экономии электроэнергии, металла, производственных помещений, площадей, рабочих мест, насосов, арматуры, трубопроводов и приборов КИП, снимает вопросы транспорта суспензии. Все эти достоинства, наряду с простотой его изготовления и удобством натягивания тканевого рукава на каркасы фильтровального массива, делают предлагаемый фильтровальный виброагрегат одним из ключевых аппаратов для современных технологий. The filter is operated in the following sequence: the filter housing is filled with a suspension, and then the filter elements are included in the operation. At this moment, the filter cloth of the sleeve is pressed against the hollow of the concave part of the frame and the solid phase begins to linger on the entire filter surface of the element, and the filtrate passes in grooves along the corrugations, enters the manifold 6 of the head, and then into the outlet pipe 7 and then into the common tubular collector filter. The filtrate path does not fundamentally differ in the variant of using the rocker arm without its own pair, however, this requires the more careful selection of the fabric material, for example, to its thickness. In the latter case, both internal and external flanging of the rocker arm with a drainage mesh enclosed in it is possible. The filtration work cycle is limited to achieving the optimum sediment thickness, chosen either from the filterability of a heterogeneous medium, or from the conditions of its discharge from the filter cloth. An essential point for facilitating the discharge of sludge from the concave side of the filter element is the fulfillment of the conditions: T / 4> A≥0 and H> A, where T is the period of oscillation of the sinusoid relative to the center line; And the amplitude of the sine wave; H is the distance between the sinusoidal surfaces. The fulfillment of this condition prevents the effect of jamming of the depression by the sediment and contributes to the effective expulsion of the sediment from this artificial hollow. The restriction on the thickness of the sediment, especially in the case of filtering well-filtered media, should be imposed in order to prevent the total sticking of the sediment array of filter elements. The maximum sediment thickness for each product is established empirically and is controlled by the filter-acceptable volume of the processed suspension within one filter cycle. At the end of the filtering cycle, sludge is discharged from the filter cloth and the latter is regenerated. The proposed filter implements completely new possibilities for the regeneration of the canvas. After the suspension is suspended in the filter and the pressure in it is relieved, the vibratory pulsation drive is turned on. In this case, under the influence of pulsations of the elastic fluid of the medium, the precipitate is washed off from the filter element, and the fabric freed from the sediment hangs from the frame and begins to move across the corrugation of the rocker with a certain degree of freedom, performing movements similar to the movements of linen from the owner's hands when it is washed on an ordinary washing blackboard. If in a number of industries the used filter cloth is actually washed in laundries in order to restore its filtration properties, then in the proposed vibratory pulsation unit the same thing happens right on the spot without disassembling the filter and re-equipping it. After 3-5 minutes of washing, when the vibrating plate is turned on, the filtrate drain valve opens behind the horizontal filtering partition. Then, for 1-2 minutes, a washing medium is supplied into the cavity of the filter elements, thereby performing a backwash of the fabric. Then, a short supply of compressed gas into the same cavities is allowed, as a result of which filter cloths are blown. These operations are carried out simultaneously with the operation of the final filtering on a horizontal filtering partition, which began with the opening of the valve and the pressure in the filter housing. The oscillation frequency of the plate during the backwash and purge filter elements should be reduced. The final filtration through the filter baffle is completed when the vibrating plate is switched on, since on the one hand the vibrations of the latter contribute to washing off the sludge from its upper edge, and on the other, compaction and dewatering of the sludge, the thickness of which can reach 200-300 mm. After stopping the filtrate stream, it is recommended to purge the thick sediment layer with a short but intense stream of compressed gas. Sludge is unloaded manually. Hydraulic unloading of sediment is also possible, but it requires an additional squeezing device outside the filter. Options for dry discharge of sediment from the filter are known. If the manufacturing capabilities of the manufacturer are limited, then a simplified version of the filter element of the main array is possible in the form of a beam without its own pair and satisfying condition A C, which corresponds to the transformation of a sinusoidal into a flat element. Even in this case, the proposed filter accommodates a much larger filtering surface per unit volume in comparison with the prototype and is not inferior to the sheet filter in this respect, significantly winning by the convenience of pulling the filter sleeve onto the frame, the convenience of its sealing and the possibility of backwashing. The array of sinusoidal elements, due to their more rational arrangement, guarantees an increase in the filter surface per unit volume of the filter up to 40% in comparison with a sheet filter. The filter is a combination of a cartridge filter and a capacitive powder filter with a mixer implemented in a single apparatus, when the first one appears in the technological scheme due to the need to filter large flows of suspension, and the second is associated with the desire to remove sediment from the production cycle in the simplest way. The use of one filter apparatus instead of two leads to significant savings in electricity, metal, production facilities, space, jobs, pumps, fittings, pipelines and instrumentation, eliminates the issues of suspension transport. All these advantages, along with the simplicity of its manufacture and the convenience of pulling the fabric sleeve onto the frames of the filter array, make the proposed filter vibrator one of the key devices for modern technology.

Claims

1. VIBROPULSATION FILTER with a cylindrical body, bottom, shirt, horizontal filter baffle, siphon, electric drive, crank mechanism and pulsating plate, characterized in that the filter elements are made in the form of paired perforated and corrugated rocker arms with an internal flanging shape, they have an inner flanging shape in their cross section and are placed on sinusoidal surfaces equally spaced from one another, and the corrugated arms of the rocker arms are symmetrical relative to the normal to extreme points of sinusoids, and extreme points of a smooth harmonic curve forming a corrugation, are interconnected inside the frames, and externally contact with the fabric of the sleeve.

2. The filter according to claim 1, characterized in that the amplitude of the sinusoid of the sinusoidal surface does not exceed a quarter of its period or T / 4> A ≥ 0.

3. The filter according to claim 1, characterized in that the absolute values of the amplitudes and periods of the sinusoidal sinusoidal surface and, accordingly, the amplitudes and periods of the harmonic curves forming the corrugation, are correlated in the range from 10: 1 to 100: 1 in favor of the former.

4. The filter according to claim 1, characterized in that the vibration amplitude of the vibrator plate is in the same order as the half-cycle of a sinusoidal sinusoidal surface, differing from it by no more than 30%
5. The filter according to claim 1, characterized in that the source of effort for the relative movement of each tissue sleeve relative to the corrugated wave-like body of the filter cartridge is the reciprocating vibrations of the vibratory pulsation plate.