RU2093245C1

RU2093245C1 - Filter for separating suspensions

Info

Publication number: RU2093245C1
Application number: RU95119634A
Authority: RU
Inventors: А.Б. Голованчиков; А.Б. Дулькин; Н.В. Тябин; М.Б. Орлинсон
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1997-10-20

Abstract

FIELD: purification of liquid. SUBSTANCE: filter consists of cylindrical housing provided with branch pipes for supplying suspensions, discharging of filter cake and filtrate, net cylindrical filtering baffle with a cover, and bell- shaped vibrator rigidly secured to the drive. The cover of the filtering baffle is provided with a cylindrical sleeve which is axially symmetrical to the rod. The inner diameter of the sleeve is greater than the diameter of the rod. The branch pipe for discharging filtrate is provided with a corrugated hose that permits axial vibration of the filtering baffle. EFFECT: enhanced efficiency of filtering. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и может найти применение в химической, нефтехимической, машиностроительной, автотранспортной, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, а также при очистке промышленных и бытовых сточных вод. The invention relates to a device for the separation of suspensions and may find application in chemical, petrochemical, engineering, motor transport, food, pharmaceutical and other industries, as well as in the treatment of industrial and domestic wastewater.

Известен промышленный акустический фильтр, состоящий из вертикального цилиндрического корпуса, внутри которого расположен подвижный фильтрующий элемент (полый каркас, обтянутый фильтрующей металлической сеткой) и электромагнитного вибратора, жестко соединенного с фильтрующим элементом [1]
К недостаткам акустического фильтра относится низкая степень очистки тонкодисперсных суспензий из-за разрушения под действием вибрации слоя осадка вблизи фильтровальной поверхности.Known industrial acoustic filter consisting of a vertical cylindrical body, inside of which is a movable filter element (hollow frame, covered with a filtering metal mesh) and an electromagnetic vibrator rigidly connected to the filter element [1]
The disadvantages of the acoustic filter include the low degree of purification of fine suspensions due to destruction under the influence of vibration of the sediment layer near the filter surface.

Известен вибрационный фильтр, состоящий из цилиндрического корпуса, вибрирующего вала и фильтрующего устройства, включающего фильтрующие перегородки, пластину и пружины [2]
К недостаткам относится низкая степень очистки тонкодисперсных суспензий из-за отсутствия слоя осадка вблизи фильтровальной поверхности.Known vibration filter consisting of a cylindrical body, a vibrating shaft and a filtering device, including filter partitions, plate and springs [2]
The disadvantages include the low degree of purification of finely dispersed suspensions due to the absence of a sediment layer near the filter surface.

Наиболее близким устройством того же назначения к изобретению является фильтр для разделения суспензий, состоящий из цилиндрического корпуса, снабженного патрубками для подачи суспензии, отвода осадка и фильтра. В корпусе расположена сетчатая цилиндрическая фильтровальная перегородка с крышкой и колоколообразный высокочастотный вибратор, жестко соединенный штоком с приводом [3]
К недостаткам относится снижение производительности из-за необходимости остановки фильтра на регенерацию сетчатой фильтровальной перегородки от тонкодисперсных частиц, попадающих в ее поры, так как фильтровальная перегородка неподвижна.The closest device of the same purpose to the invention is a filter for separating suspensions, consisting of a cylindrical body equipped with nozzles for feeding the suspension, removal of sediment and filter. In the housing there is a mesh cylindrical filter partition with a lid and a bell-shaped high-frequency vibrator, rigidly connected by a rod to the drive [3]
The disadvantages include a decrease in performance due to the need to stop the filter to regenerate the mesh filter septum from fine particles falling into its pores, since the filter septum is stationary.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности при фильтровании тонкодисперсных суспензий. The objective of the invention is to increase productivity when filtering fine suspensions.

Техническим результатом при осуществлении изобретения является непрерывная регенерация пор фильтровальной перегородки от тонкодисперсных частиц за счет вибрации последней. The technical result in the implementation of the invention is the continuous regeneration of the pores of the filter septum from fine particles due to vibration of the latter.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в фильтре для разделения суспензий, состоящем из цилиндрического корпуса, снабженного патрубками для подачи суспензии, отвода осадка и фильтрата, сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородки с крышкой и колоколообразного вибратора, жестко соединенного штоком с приводом, на крышке фильтровальной перегородки осесимметрично со штоком закреплена цилиндрическая гильза с внутренним диаметром большим, чем диаметр штока, а патрубок отвода фильтрата снабжен гофрированным шлангом, допускающим осевые колебания сетчатой фильтровальной перегородки. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the filter for separating suspensions, consisting of a cylindrical body equipped with nozzles for feeding the suspension, drainage of sediment and filtrate, a mesh cylindrical filter partition with a cover and a bell-shaped vibrator rigidly connected by a rod to the drive on the cover a cylindrical sleeve with an inner diameter larger than the diameter of the rod is fixed axisymmetrically with the rod to the filter baffle, and the filtrate outlet pipe with abzhen corrugated hose, permitting axial vibration mesh filter partition.

Закрепление цилиндрической гильзы на крышке сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородки осесимметрично со штоком и имеющей внутренний диаметр больший, чем диаметр штока, и установка гофрированного шланга на патрубке отвода фильтра позволяет передавать осевые колебания от привода к перфорированной цилиндрической фильтровальной перегородке, так как шток с гильзой образует гидродинамическую муфту типа "цилиндр-цилиндр", а гофрированный шланг на патрубке отвода фильтрата допускает эти колебания. Гидродинамическая муфта типа "цилиндр-цилиндр" представляет собой пару соосных цилиндров, в зазоре между которыми находится фильтруемая жидкость, и при осевой вибрации штока (внутреннего цилиндра) с амплитудой А и частотой f передает колебания к гильзе (внешнему цилиндру) и сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородке с той же частотой, но меньшей амплитудой, А1<А. The fixing of the cylindrical sleeve on the cover of the mesh cylindrical filter baffle is axisymmetric with the stem and having an inner diameter larger than the diameter of the stem, and the installation of the corrugated hose on the filter outlet allows transmitting axial vibrations from the drive to the perforated cylindrical filter baffle, since the stem with the sleeve forms a hydrodynamic sleeve cylinder-to-cylinder type, and the corrugated hose on the filtrate discharge pipe allows these fluctuations. A cylinder-to-cylinder hydrodynamic coupling is a pair of coaxial cylinders, in the gap between which there is a filtered fluid, and with axial vibration of the rod (inner cylinder) with amplitude A and frequency f, it transmits vibrations to the sleeve (outer cylinder) and the mesh cylindrical filter partition with the same frequency but smaller amplitude, A1 <A.

На чертеже представлен общий вид фильтра для разделения суспензий. Фильтр состоит из цилиндрического корпуса 1 с патрубком 2 для подачи суспензий, патрубком 3 для отвода фильтрата и патрубком 4 для отвода осадка, сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородки 5 с крышкой 6, колоколообразного вибратора 7, жестко соединенного штоком 8 с приводом 9. На крышке 6 осесимметрично со штоком 8 закреплена цилиндрическая гильза 10 с внутренним диаметром большим, чем диаметр штока 8 и образующая со штоком гидродинамическую муфту типа "цилиндр-цилиндр". Патрубок 3 для отвода фильтрата снабжен гофрированным шлангом 11, допускающим осевые колебания сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородки 5. The drawing shows a General view of the filter for separating suspensions. The filter consists of a cylindrical housing 1 with a nozzle 2 for feeding suspensions, a nozzle 3 for discharging the filtrate and a nozzle 4 for discharging sludge, a mesh cylindrical filter partition 5 with a cover 6, a bell-shaped vibrator 7, rigidly connected by a rod 8 to the drive 9. On the cover 6, it is axisymmetric a cylindrical sleeve 10 with an inner diameter larger than the diameter of the rod 8 and forming a cylinder-to-cylinder hydrodynamic coupling with the rod 8 is fixed. The pipe 3 for draining the filtrate is equipped with a corrugated hose 11, which allows axial vibrations of the mesh cylindrical filter partition 5.

Фильтр для разделения суспензий работает следующим образом. The filter for separating suspensions works as follows.

При закрытом патрубке для отвода осадка 4 подается под давлением исходная суспензия внутрь цилиндрического корпуса 1, которая заполняет зазор между нижней частью штока 8 и гильзой 10 (для лучшего заполнения этого зазора в нижней части гильзы 10 могут быть сделаны отверстия). При включении привода 9 от штока 8 приводится в колебательное движение колоколообразный вибратор 7 с частотой f и осевой амплитудой А. Под действием этих колебаний внешний слой осадка, образующийся на сетчатой цилиндрической фильтровальной перегородке 5, виброожижается и стекает в нижнюю часть корпуса 1 к патрубку 4 для отвода осадка. В гидродинамической муфте типа "цилиндр-цилиндр", образованной нижней частью штока 8 и гильзой 10, осевые колебания от штока 8 передаются к стенкам гильзы 10 и сетчатой цилиндрической фильтрованной перегородке 5 с той же частотой f, но меньшей амплитудой, AI<A. Амплитуды AI достаточно для регенерации пор фильтрованной перегородки 5, но не достаточно для виброожижения и стекания осадка с ее поверхности. Поэтому идет непрерывное фильтрование через слой осадка постоянной толщины с регенерацией пор фильтрованной перегородки 5 и виброожижением и стеканием внешнего слоя осадка по боковой поверхности колоколообразного вибратора 7. Слой осадка постоянной толщины на поверхности фильтровальной перегородки 5 выполняет роль зернистого слоя для дополнительного улавливания мелких частиц суспензии, что позволяет вести фильтрование с большой степенью очистки при высокой производительности. Для облегчения массы колоколообразного вибратора 7, снижения энергозатрат и облегчения течения жидкости к фильтровальной перегородке 5 боковая поверхность колоколообразного вибратора 7 может быть выполнена перфорированной. When the nozzle 4 is closed, the initial suspension is injected under pressure into the cylindrical body 1, which fills the gap between the lower part of the rod 8 and the sleeve 10 (holes can be made in the lower part of the sleeve 10 to better fill this gap). When the actuator 9 is turned on from the rod 8, a bell-shaped vibrator 7 is driven in oscillatory motion with a frequency f and an axial amplitude A. Under the influence of these oscillations, the outer layer of sediment formed on the mesh cylindrical filter baffle 5 vibrates and flows into the lower part of the housing 1 to the nozzle 4 for sediment discharge. In a cylinder-to-cylinder hydrodynamic coupling formed by the lower part of the rod 8 and the sleeve 10, axial vibrations from the rod 8 are transmitted to the walls of the sleeve 10 and the mesh cylindrical filtered partition 5 with the same frequency f, but with a smaller amplitude, AI <A. The amplitude AI is sufficient for the regeneration of the pores of the filtered septum 5, but not enough for vibrational fluidization and runoff of sediment from its surface. Therefore, there is continuous filtering through a sediment layer of constant thickness with the regeneration of pores of the filtered partition 5 and vibrational fluidization and drainage of the outer layer of sediment on the lateral surface of the bell-shaped vibrator 7. The sediment layer of constant thickness on the surface of the filter partition 5 acts as a granular layer for additional capture of small particles of suspension, which allows filtering with a high degree of purification at high performance. To facilitate the mass of the bell-shaped vibrator 7, reduce energy consumption and facilitate the flow of fluid to the filter partition 5, the side surface of the bell-shaped vibrator 7 can be perforated.

Предлагаемая конструкция фильтра для разделения суспензий позволяет совместить во времени стадии фильтрования и регенерации, вести процесс с высокой скоростью фильтрования при постоянном избыточном давлении и неизменной толщиной осадка на фильтрованной перегородке 5. Необходимая амплитуда колебаний AI, обеспечивающая регенерацию пор фильтровальной перегородки 5, но не приводящая к виброожижению и стеканию осадка по ее поверхности, регулируется величиной кольцевого зазора между штоком 8 и гильзой 10 и суммарной фильтровальной перегородки 5 с крышкой 6 и гильзой 10, а также жесткостью гофрированного шланга 11. The proposed design of the filter for separating suspensions allows you to combine the stages of filtration and regeneration, to carry out the process with a high filtration rate at constant overpressure and a constant thickness of the sediment on the filtered partition 5. The necessary amplitude of vibrations AI, providing pore regeneration of the filter partition 5, but not leading to vibration fluidization and sediment runoff on its surface, is regulated by the size of the annular gap between the rod 8 and the sleeve 10 and the total filtering plates 5 with a cover 6 and a sleeve 10, as well as the rigidity of the corrugated hose 11.

Фильтр для разделения суспензий можно установить в коммунальных предприятиях при очистке бытовых стоков, на станциях очистки промышленных сточных вод, на станциях водоподготовки, на установках регенерации масел, при очистке жидкого топлива, при фильтровании растворов и суспензий, имеющих полидисперсный состав частиц с большим содержанием мелких фракций. The filter for separating suspensions can be installed in utilities when treating domestic wastewater, at industrial wastewater treatment plants, at water treatment plants, at oil recovery plants, when cleaning liquid fuel, when filtering solutions and suspensions having a polydisperse composition of particles with a high content of fine fractions .

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, именно в химической, нефтехимической, машиностроительной, автотранспортной, пищевой, фармацевтической и других отраслях, а также при очистке промышленных и бытовых сточных вод;
для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed invention:
the tool embodying the claimed invention in its implementation is intended for use in industry, namely in the chemical, petrochemical, engineering, automotive, food, pharmaceutical and other industries, as well as in the treatment of industrial and domestic wastewater;
for the claimed invention in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application and known prior to the priority date is confirmed.

средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата. means embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of a technical result.

Claims

A filter for separating suspensions, consisting of a cylindrical body equipped with nozzles for supplying a suspension, drainage of sediment and filtrate, a mesh cylindrical filter baffle with a cover and a bell-shaped vibrator rigidly connected to the rod with a drive, characterized in that the lid of the mesh filter baffle is axisymmetrically fixed to the rod a cylindrical sleeve with an inner diameter larger than the stem diameter, and the filtrate outlet pipe is equipped with a corrugated hose that allows axial vibrations iltrovalnoy partitions.