RU2058178C1

RU2058178C1 - Slot-type cap for filters with grainy filler

Info

Publication number: RU2058178C1
Authority: RU
Inventors: А.А. Иванюшкин
Original assignee: Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения
Priority date: 1990-12-25
Filing date: 1990-12-25
Publication date: 1996-04-20

Abstract

FIELD: grainy filler filters production. SUBSTANCE: slot-type cap for filters with grainy filler has body made in the form of flat ring with connecting bush and located on body washer with lid, on surface of which, that is turned to body, there is ring-type bulge with grooves, located at an angle to radius of washer. EFFECT: simplified design. 5 dwg

Description

Изобретение относится к конструкциям дренажно-распределительных устройств для фильтров с насыпным слоем и может быть использовано в химической, радиохимической, гидрометаллургической и других отраслях промышленности. The invention relates to the design of drainage distribution devices for filters with a bulk layer and can be used in chemical, radiochemical, hydrometallurgical and other industries.

Работоспособность насыпных фильтров и продолжительность фильтроцикла лимитируются качеством отмывки (регенерации) фильтрующего слоя, которое определяется равномерностью распределения жидкости по сечению фильтра. Равномерность распределения достигается конструкцией распределительного устройства. The efficiency of bulk filters and the duration of the filter cycle are limited by the quality of washing (regeneration) of the filter layer, which is determined by the uniform distribution of the liquid over the cross section of the filter. Distribution uniformity is achieved by the design of the switchgear.

Известен фильтр с дренажом типа "ложное дно", состоящий из корпуса с крышкой и днища, верхнего и нижнего распределительного устройства, верхнего и нижнего слоев ионита, размещенных соответственно на верхнем и между средним и нижним распределительными устройствами [1] В нем применяются дренажные элементы, например колпачки с плоскими вертикально расположенными щелями [2]
Недостатком такой конструкции колпачков является неравномерное по площади распределение жидкости, вызывающее перераспределение загрязнений по всему объему насыпного слоя, что приводит к увеличению расхода воды на регенерацию.A known filter with drainage of the type "false bottom", consisting of a housing with a cover and a bottom, upper and lower switchgear, upper and lower layers of ion exchanger, located respectively on the upper and between the middle and lower switchgear [1] It uses drainage elements, eg caps with flat, vertical slots [2]
The disadvantage of this design of the caps is the uneven distribution of liquid over the area, causing a redistribution of contaminants throughout the bulk of the bulk layer, which leads to an increase in the flow rate of water for regeneration.

Известен фильтр с дренажным элементом, колпачки которого имеют горизонтальное расположение плоской кольцевой щели (а.с. СССР N 1509107, кл. В 01 D 24/38, 1989). Кольцевая щель должна обеспечивать кольцевой поток (сток с колпачка) и равномерное распределение жидкости по периферии колпачка и по сечению фильтра. A known filter with a drainage element, the caps of which have a horizontal arrangement of a flat annular gap (a.s. of the USSR N 1509107, class B 01 D 24/38, 1989). The annular gap should provide an annular flow (drain from the cap) and a uniform distribution of fluid around the periphery of the cap and over the cross section of the filter.

Недостатком такой конструкции является сложность получения кольцевой щели одинаковой ширины, что приводит к преимущественному протеканию жидкости через участки щели с наибольшей шириной. На участках щелей с меньшей шириной образуются застойные зоны, в которых не происходит регенерация. The disadvantage of this design is the difficulty of obtaining an annular gap of the same width, which leads to the predominant flow of fluid through the sections of the gap with the greatest width. In areas of cracks with a smaller width, stagnant zones are formed in which regeneration does not occur.

Известны дренажные элементы щелевого типа, выполненные в виде набора вертикально расположенных плоских пластин, установленных с зазором между собой в сквозном пазу обоймы [3] Достоинством такого дренажного устройства является небольшое сопротивление, а следовательно и небольшие энергозатраты, и возможность сбора жидкости по всей поверхности устройства, а недостатком неравномерное распределение очищаемой и промывной жидкости по сечению фильтра, особенно при большем диаметре последнего. Причина этого недостатка заключается в том, что в данном случае при фильтровании большую роль в распределении жидкости играют свойства слоя фильтрующего материала, а именно неоднородный по сечению гранулометрический состав, неравномерное уплотнение или загрязнение слоя в процессе работы, что приводит к течению жидкости не по всему сечению, а в основном, по участкам наименьшего сопротивления. В результате неравномерного распределения жидкости емкость фильтрующего материала используется неполно, снижается продолжительность фильтроцикла, повышаются эксплуатационные затраты. Known drainage elements of the slot type, made in the form of a set of vertically arranged flat plates installed with a gap between each other in the through groove of the cage [3] The advantage of such a drainage device is its low resistance, and therefore low energy consumption, and the ability to collect liquid over the entire surface of the device, and the disadvantage is the uneven distribution of the cleaned and wash liquid over the filter cross section, especially with a larger diameter of the latter. The reason for this drawback is that in this case, when filtering, a large role in the distribution of the liquid is played by the properties of the layer of filtering material, namely, the particle size distribution inhomogeneous in cross section, uneven compaction or contamination of the layer during operation, which leads to fluid flow not over the entire cross section , but mainly in areas of least resistance. As a result of the uneven distribution of the liquid, the capacity of the filter material is not used fully, the duration of the filter cycle is reduced, and operating costs are increased.

Известно дренажное устройство, выполненное в виде решетки, состоящей из параллельно расположенных стержней треугольного профиля, установленных с зазором между собой [4] Для равномерного распределения жидкости под решеткой предусмотрены перфорированные трубы. Эти устройства способствуют равномерному распределению и сбору подаваемой сверху вниз очищаемой жидкости. Однако такая конструкция не обеспечивает равномерного распределения промывной жидкости, а неравномерная некачественная отмывка фильтрующего слоя приводит при проведении последующих фильтроциклов к дополнительным энергозатратам на прокачку жидкости, преждевременному проскоку загрязнений в фильтрат. Known drainage device made in the form of a lattice, consisting of parallelly located rods of a triangular profile, installed with a gap between each other [4] For uniform distribution of fluid under the lattice, perforated pipes are provided. These devices contribute to the even distribution and collection of the cleaned fluid from top to bottom. However, this design does not ensure uniform distribution of the washing liquid, and uneven poor-quality washing of the filter layer leads to additional energy costs for pumping the liquid during subsequent filter cycles, and premature leakage of contaminants into the filtrate.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является щелевой колпачок для фильтров с зернистой загрузкой, содержащий корпус в виде плоского кольца с соединительной втулкой и расположенную на корпусе шайбу с крышкой [5] Этот щелевой колпачок не обеспечивает равномерного распределения выходящего потока жидкости, т.к. плоский поток разрывается за счет поверхностного натяжения и увеличения радиуса и, соответственно площади поперечного сечения. Плоский поток стремится сжаться в круглую струю, происходят хаотические продольные разрывы потока. The closest technical solution to the claimed is a slotted cap for filters with granular loading, containing a housing in the form of a flat ring with a connecting sleeve and a washer with a cap located on the housing [5] This slotted cap does not provide uniform distribution of the outgoing fluid flow, because the flat flow breaks due to surface tension and an increase in the radius and, accordingly, the cross-sectional area. A flat stream tends to shrink into a round stream; chaotic longitudinal flow breaks occur.

Цель изобретения повышение равномерности распределения жидкости. The purpose of the invention is to increase the uniformity of liquid distribution.

На фиг.1 изображен фильтр с зернистой загрузкой, поперечное сечение; на фиг.2 щелевой колпачок, продольный разрез (узел I на фиг.1); на фиг.3 то же, вариант выполнения; на фиг. 4 разрез А-А на фиг.2; на фиг.5 разрез Б-Б на фиг.2. Figure 1 shows a filter with a granular load, a cross section; figure 2 slotted cap, a longitudinal section (node I in figure 1); figure 3 is the same, an embodiment; in FIG. 4 section aa in figure 2; figure 5 section BB in figure 2.

Щелевой колпачок состоит из корпуса 1, выполненного в виде плоского кольца с соединительной втулкой, трубы 2 и каналов 3, расположенных под углом к оси трубы. Кольцо 1 корпуса имеет стяжной винт 4, на который устанавливается шайба 5 с центральным отверстием 6 и выполненным на ее поверхности, обращенной к корпусу, кольцевым выступом 7. Шайба 5 одновременно является крышкой колпачка. На кольцевом выступе 7 под углом к радиусу шайбы 5 расположены канавки 8. Шайба 5 и кольцо 1 стягиваются гайкой 9. Канавки 8 на выступе 7 шайбы 5 можно выполнить фрезерованием, литьем под давлением, штамповкой и т.д. Колпачок может состоять из нескольких шайб 5, как на фиг.3. Тогда верхняя шайба является крышкой, а на нижних шайбах имеются отверстия. The slotted cap consists of a housing 1 made in the form of a flat ring with a connecting sleeve, a pipe 2 and channels 3 located at an angle to the axis of the pipe. The ring 1 of the housing has a clamping screw 4, on which the washer 5 is mounted with a central hole 6 and an annular protrusion 7. The washer 5 is simultaneously the cap of the cap. Grooves 8 are located on the annular protrusion 7 at an angle to the radius of the washer 5. The washer 5 and the ring 1 are pulled together by the nut 9. The grooves 8 on the protrusion 7 of the washer 5 can be milled, injection molded, stamped, etc. The cap may consist of several washers 5, as in figure 3. Then the upper washer is a cover, and there are holes on the lower washers.

Щелевой колпачок работает следующим образом. The slotted cap works as follows.

Для регенерации зернистой загрузки фильтра промывочный раствор подается под давлением в трубу 2, по каналам 3 поступает в камеру, образованную между кольцом 1, шайбой 5 и выступом 7 и по канавкам 8 выбрасывается в рабочую емкость в виде множества закрученных относительно оси шайбы 5 струй, обеспечивающих вращательное движение и равномерное распределение в фильтре выходящего потока. Образуемые канавками 8 струи усредняют поток раствора по всему сечению фильтра. Зернистая загрузка, находящаяся над распределительным устройством, взвешивается (взрыхляется) от восходящего потока. Происходит вынос загрязнений из корпуса фильтра. To regenerate the granular filter load, the washing solution is supplied under pressure to the pipe 2, through channels 3 it enters the chamber formed between the ring 1, the washer 5 and the protrusion 7 and is discharged through the grooves 8 into the working container in the form of a plurality of jets twisted relative to the axis of the washer 5, providing rotational movement and uniform distribution in the filter of the exit stream. The jets formed by the grooves 8 average the flow of the solution over the entire cross section of the filter. The granular charge located above the switchgear is weighed (loosened) from the upward flow. Contamination is removed from the filter housing.

Благодаря повышению равномерности распределения промывочного раствора по всему сечению фильтра исключается образование мертвых зон, образуется однородный кипящий слой зернистой загрузки, сокращается объем воды на регенерацию. By increasing the uniformity of the distribution of the washing solution over the entire cross section of the filter, the formation of dead zones is eliminated, a uniform fluidized bed of a granular charge is formed, and the volume of water for regeneration is reduced.

После регенерации зернистой загрузки исходный раствор под давлением подается сверху на зернистую загрузку. Отфильтрованный раствор устремляется по канавкам 8 в камеру между кольцом 1, шайбой 5 и выступом 7 и по каналам 3 в трубу 2, соединенную с емкостью для приема фильтрата. After the regeneration of the granular charge, the initial solution under pressure is supplied from above to the granular charge. The filtered solution rushes through the grooves 8 into the chamber between the ring 1, the washer 5 and the protrusion 7 and through the channels 3 into the pipe 2 connected to the container for receiving the filtrate.

Предлагаемая конструкция щелевого колпачка для фильтра с зернистой загрузкой позволяет повысить равномерность распределения жидкости, в результате чего емкость фильтрующего материала используется более полно, увеличивается продолжительность фильтроцикла, снижаются эксплуатационные затраты. The proposed design of the slotted cap for the filter with granular loading allows to increase the uniformity of the liquid distribution, as a result of which the capacity of the filter material is used more fully, the duration of the filter cycle is increased, and operating costs are reduced.

Claims

A SLIT CAP FOR FILTERS WITH A GRAIN LOAD, comprising a housing in the form of a flat ring with a connecting sleeve and a washer with a cap located on the housing, characterized in that, in order to increase the uniformity of fluid collection and distribution, an annular protrusion is made on the surface of the washer facing the housing with grooves at an angle to the radius of the washer.