RU2081710C1

RU2081710C1 - Device for filtration

Info

Publication number: RU2081710C1
Application number: RU93010867A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Ильин
Original assignee: Михаил Иванович Ильин
Priority date: 1993-03-01
Filing date: 1993-03-01
Publication date: 1997-06-20

Abstract

FIELD: devices for filtration of suspensions, used in chemical, mechanical engineering, food-processing, sugar and other branches of industry. SUBSTANCE: device has stationary body, flat plates fixed on body and used for swirling of suspension by cylindrical filtering drum mounted with capability to rotate. Inside drum there is shaft and hollow shaft connected with drum. Inside hollow insert blades are fixed connected by ring and disk with blades is mounted on shaft. Canal for filtrate passing is made curvilinear. Device allows to increase productivity and to expand its functional capabilities due to decrease of hydraulic losses and improvement of its design. EFFECT: device has high productivity and it is convenient in assembly, installation and setting-up. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для фильтрации суспензии и может быть использовано в машиностроительной, химической, пищевой, сахарной и других отраслях промышленности, а также в процессе водоподготовки для очистки речной воды от взвешенных веществ. The invention relates to a device for filtering a suspension and can be used in engineering, chemical, food, sugar and other industries, as well as in the water treatment process for purifying river water from suspended solids.

Известно устройство для фильтрации, включающее корпус с закрепленными на нем пластинами, в верхней части корпуса размещена кольцевая камера, присоединенная к верхней части корпуса, внутри которого расположены лопасти, а под лопастями размещен фильтрующий цилиндрический барабан [1]
Недостатком устройств является небольшая производительность, обусловленная низкой скоростью фильтрования. Скорость фильтрования снижается из-за того, что внутреннее пространство фильтрующего барабана при работе заполнено фильтратом и пи вращении последнего вместе с барабаном возникает противодавление, препятствующее проникновению фильтруемой жидкости сквозь барабан.A device for filtering is known, including a housing with plates fixed to it, in the upper part of the housing there is an annular chamber attached to the upper part of the housing, inside of which there are blades, and a filter cylindrical drum is placed under the blades [1]
The disadvantage of the device is its low performance due to the low filtering rate. The filtering speed is reduced due to the fact that the inner space of the filter drum during operation is filled with the filtrate and when the latter rotates together with the drum, a backpressure occurs that prevents the filtered fluid from penetrating the drum.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному устройству является устройство для фильтрации, содержащее неподвижный корпус с закрепленными на нем пластинами, цилиндрический фильтрующий барабан, установленный с возможностью вращения, вращающийся вал с закрепленным на нем диском с лопастями, противостоящие лопастям лопатки, образующие кольцевой канал для прохода фильтрата [2]
Недостатком устройства является то, что оно имеет один вал для привода фильтрующего барабана и диска с лопастями. Эффективная работа диска с лопастями, закрепленного на валу, возможна при частоте вращения от 1000 до 2800 об/мин, что в 5-10 раз выше эффективной частоты вращения фильтрующего барабана. Недостатком устройства является то, что канал для прохода фильтрата имеет гидродинамически несовершенную форму, он прямолинеен в диаметральном сечении, что приводит к значительным гидравлическим потерям и, как следствие, к снижению производительности.The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed device is a filtering device containing a stationary body with plates fixed to it, a cylindrical filter drum mounted for rotation, a rotating shaft with a disk attached to it with blades, opposing the blades of the blade, forming an annular channel for passage of filtrate [2]
The disadvantage of this device is that it has one shaft for driving a filter drum and a disk with blades. Effective operation of the disk with blades mounted on the shaft is possible at a speed of 1000 to 2800 rpm, which is 5-10 times higher than the effective speed of the filter drum. The disadvantage of this device is that the channel for the passage of the filtrate has a hydrodynamically imperfect shape, it is straightforward in the diametric section, which leads to significant hydraulic losses and, as a result, to a decrease in productivity.

Недостатком устройства является также то, что вал, диск с лопастями и кольцо с лопатками не соединены в один блок, удобный для сборки, монтажа, наладки, обслуживания и ремонта. Это обстоятельство осложняет сборку, наладку и регулировку устройства. The disadvantage of this device is that the shaft, the disk with blades and the ring with blades are not connected in one unit, convenient for assembly, installation, commissioning, maintenance and repair. This circumstance complicates the assembly, commissioning and adjustment of the device.

Целью изобретения является увеличение производительности и расширение функциональных возможностей устройства путем устранения отмеченных недостатков прототипа. The aim of the invention is to increase productivity and expand the functionality of the device by eliminating the noted disadvantages of the prototype.

Заявленное устройство представлено на чертеже. The claimed device is shown in the drawing.

Устройство включает неподвижный корпус 1, плоские пластины 2, служащие для уменьшения закрутки суспензии фильтрующим барабаном, цилиндрический фильтрующий барабан 3, выполненный с возможностью вращения, цилиндрическую вставку 4, вал 5, установленный с возможностью вращения в подшипник 21 и 22, лопатки 6, диск 7 с лопастями 8, причем между лопастями 8 и лопатками 6 имеется радиальный зазор 23, кольцо 9, к которому прикреплены лопатки 6, кольца 10 и 11, образующие кольцевой криволинейный гидродинамически совершенный в диаметральном сечении канал 20 для прохода фильтрата, полый вал 12 с отверстиями 13, трубу 14 для отвода фильтрата, приемник фильтрата 15, трубу 16 для подвода суспензии, трубу 17 для слива лишней суспензии с целью поддержания в корпусе 1 постоянного уровня суспензии, трубу 18 для удаления осадка. The device includes a fixed housing 1, flat plates 2, which serve to reduce the swirling of the suspension by a filter drum, a cylindrical filter drum 3 made for rotation, a cylindrical insert 4, a shaft 5 mounted for rotation in a bearing 21 and 22, blades 6, disk 7 with blades 8, and between the blades 8 and blades 6 there is a radial clearance 23, ring 9, to which blades 6 are attached, rings 10 and 11 forming an annular curvilinear channel 20 rohoda filtrate hollow shaft 12 with hole 13, a pipe 14 for discharging the filtrate, the filtrate receptacle 15, a pipe 16 for supplying the slurry pipe 17 for draining excess slurry in order to maintain a constant level of the housing 1 a slurry pipe 18 to remove sediment.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Суспензия подается в корпус 1 по трубе 16, и уровень ее поддерживается постоянным с помощью переливной трубы 17. Лопасти 8 и лопатки 6 при этом находятся под заливом. При включении привода вал 5 начинает вращаться в подшипниках 21 и 22, и лопасти 8 диска 7 работают в режиме колеса центробежного насоса, подсасывая фильтрат из фильтрующего барабана. При этом жидкость из корпуса 1 проникает через фильтрующую поверхность барабана 3, а осадок задерживается на его внешней стороне. Таким образом, осуществляется процесс фильтрации. Во вращательное движение вместе с диском 7 и лопастями 8 вовлекается и сам барабан 3 за счет взаимодействия через жидкость лопастей 8 и лопаток 6 следующим образом. Жидкость, обладающая высокой кинетической энергией, выходит круговым потоком (в сечении, перпендикулярном валу 5) с лопастей 8, имеющих эффективную частоту вращения вала 5 (от 1000 до 2800 об/мин), и через радиальный зазор 23 устремляется на лопатки 6, конструктивно связанные через кольца 9 и 11 с фильтрующим барабаном 3. При этом часть энергии жидкости расходуется на вращение барабана 3 с помощью лопаток 6, а часть энергии расходуется на движение жидкости внутри полого вала 12 и приемника фильтрата 15. Фильтрующий барабан 3 вращается медленнее вала 5 со своей эффективной частотой вращения от 150 до 600 об/мин. Фильтрат, прошедший лопасти 8 и лопатки 6, движется вверх по криволинейному в диаметральном сечении каналу 20, образованному кольцами 10 и 11, огибает кольцо 9 и далее по полому валу 12 попадает в приемник фильтрата 15 и отводится из него по трубе 14. The suspension is fed into the housing 1 through the pipe 16, and its level is maintained constant by means of an overflow pipe 17. The blades 8 and blades 6 are under the bay. When the drive is turned on, the shaft 5 begins to rotate in the bearings 21 and 22, and the blades 8 of the disk 7 operate in the centrifugal pump wheel mode, sucking up the filtrate from the filter drum. In this case, the liquid from the housing 1 penetrates through the filtering surface of the drum 3, and the sediment is retained on its outer side. Thus, the filtering process is carried out. In the rotational movement, together with the disk 7 and the blades 8, the drum 3 itself is also involved due to the interaction through the liquid of the blades 8 and the blades 6 as follows. A liquid with high kinetic energy exits in a circular flow (in a section perpendicular to the shaft 5) from the blades 8 having an effective rotational speed of the shaft 5 (from 1000 to 2800 rpm), and rushes through the radial clearance 23 onto the blades 6, structurally connected through rings 9 and 11 with a filter drum 3. In this case, part of the energy of the liquid is spent on the rotation of the drum 3 using the blades 6, and part of the energy is spent on the movement of the liquid inside the hollow shaft 12 and the receiver of the filtrate 15. The filter drum 3 rotates slower than the shaft 5 s howling effective speed from 150 to 600 rpm. The filtrate passing through the blades 8 and blades 6, moves upward along the diametrically curved channel 20 formed by the rings 10 and 11, envelops the ring 9 and then passes through the hollow shaft 12 to the filtrate receiver 15 and is discharged from it through the pipe 14.

Толщина слоя осадка на поверхности фильтрующего барабана ограничивается условием равновесия всасывающих и центробежных сил. Отделившийся от этой поверхности осадок постоянно осаждается в нижней части корпуса 1 и выводится из устройства по трубе 18. Для удобства эксплуатации, монтажа, наладки и ремонта вал 5, полый вал 12, диск 7 с лопастями 8, кольца 10 и 11, кольцо 9 с лопатками 6 объединены в один блок 19. The thickness of the sediment layer on the surface of the filter drum is limited by the equilibrium condition of the suction and centrifugal forces. Separated from this surface, the sediment is constantly deposited in the lower part of the housing 1 and is discharged from the device through the pipe 18. For ease of operation, installation, commissioning and repair, shaft 5, hollow shaft 12, disk 7 with blades 8, rings 10 and 11, ring 9 s blades 6 are combined in one block 19.

В таком исполнении фильтрующее устройство может быть установлено вертикально, горизонтально или наклонно в зависимости от условий и требований на предприятии. In this design, the filtering device can be installed vertically, horizontally or inclined depending on the conditions and requirements of the enterprise.

Устройство имеет преимущества перед существующими: оно имеет повышенную производительность, удобно для сборки, монтажа и наладки, расширены функциональные возможности устройства, позволяющие устанавливать его горизонтально или наклонно, применять для сгущения малоконцентрированных суспензии, очистки сточных вод, очистки смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) металлорежущих станков, водооборотного снабжения, очистки запыленных газов промышленных предприятий. The device has advantages over existing ones: it has increased productivity, is convenient for assembly, installation and commissioning, the device’s functionality has been expanded, allowing it to be installed horizontally or slanted, used to thicken low-concentration slurries, treat wastewater, and clean metal-cutting cutting fluids (cutting fluids) machine tools, water supply, dusty gas treatment of industrial enterprises.

Claims

A filtering device, comprising a fixed housing with plates fixed thereon, a rotatable cylindrical filter drum, a rotating shaft with a disk mounted thereon with blades opposing the blades of the blade, forming an annular channel for passage of the filtrate, characterized in that the device is provided with a hollow shaft hollow cylindrical insert located inside the filter drum, rings connected to the insert and the hollow shaft and forming the outer wall of the channel for passage of fil waste, wherein the filter drum is connected to a hollow shaft, a rotating shaft placed inside a hollow shaft for relative rotation and an outer wall of the channel for the filtrate passageway is curved.