RU2254901C1

RU2254901C1 - Filter for cleaning liquid or gas

Info

Publication number: RU2254901C1
Application number: RU2004115784/15A
Authority: RU
Inventors: А.Б. Голованчиков (RU); А.Б. Голованчиков; Н.А. Дулькина (RU); Н.А. Дулькина; А.Б. Дулькин (RU); А.Б. Дулькин; Н.В. Иванова (RU); Н.В. Иванова; Е.Ю. Храмцова (RU); Е.Ю. Храмцова; Т.С. Желнина (RU); Т.С. Желнина
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2005-06-27

Abstract

FIELD: cleaning liquids and gases from finely-dispersed phase.

SUBSTANCE: proposed filter includes framework made in form of spring, tubular filtering cloth fitted on spring turns over entire length, thus forming filtering surface; filter includes also hollow perforated rod located coaxially inside spring, fixed cover secured to lower part of rod and upper cover connected to upper end of spring and mounted for axial motion on rod. Regeneration spring is made in form of tube smoothly perforated over entire length and provided with branch pipe for delivery of washing fluid or purge gas.

EFFECT: increased productivity due to reduction of time required for regeneration of tubular perforated cloth.

1 dwg

Description

Предлагаемое техническое решение предназначено для очистки жидкостей или газов от тонкодисперсной фазы и может найти применение в химической, нефтехимической, металлургической, машиностроительной, горноперерабатывающей, фармакологической и других отраслях промышленности, промышленности строительных материалов и в экологических процессах очистки сточных вод, дымовых газов и вентиляционных выбросов.The proposed technical solution is intended for the purification of liquids or gases from the finely dispersed phase and can find application in the chemical, petrochemical, metallurgical, engineering, mining, pharmaceutical and other industries, building materials industry and in environmental processes of wastewater, flue gas and ventilation emissions.

Известна конструкция спирального фильтра (авт. св. СССР №899077, кл. В 01 D 29/48, 1982), содержащего спиральный корпус с подводным и отводным патрубками и фильтрующую спираль, выполненную из эластичной, покрытой ворсом трубки, соединенной с источником давления, а выходные штуцера установлены с возможностью их поворота.A known design of a spiral filter (ed. St. USSR No. 899077, class B 01 D 29/48, 1982), comprising a spiral housing with underwater and outlet pipes and a filtering spiral made of an elastic, coated with a pile tube connected to a pressure source, and the outlet fittings are mounted with the possibility of rotation.

В режиме фильтрования внутри трубки создается давление, витки спирали прижимаются друг к другу, уменьшая размер капилляров, образуемых ворсом. В режиме регенерации давление сбрасывается с образованием зазора между витками спирали, что облегчает удаление уловленных частиц.In the filtering mode, pressure is created inside the tube, the coils of the spiral are pressed against each other, reducing the size of the capillaries formed by the pile. In the regeneration mode, the pressure is released with the formation of a gap between the turns of the spiral, which facilitates the removal of trapped particles.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная степень очистки жидкости или газа от тонкодисперсных частиц из-за малой прочности эластичного материала, кроме того, эластичный материал трубки не выдерживает высоких температур и не позволяет фильтровать горячие жидкости или газы, что уменьшает общую производительность и удорожает стоимость процесса фильтрования, так как требует предварительного охлаждения фильтруемых суспензий или пылей.The reasons that impede the achievement of a given technical result include an insufficient degree of purification of a liquid or gas from fine particles due to the low strength of the elastic material, in addition, the elastic material of the tube does not withstand high temperatures and does not allow filtering hot liquids or gases, which reduces the overall performance and increases the cost of the filtering process, since it requires preliminary cooling of the filtered suspensions or dusts.

Известна конструкция патронного фильтра (авт. св. СССР №1722531, кл. В 01 D 27/00, 1992), содержащая каркас в виде пружины, закрепленный торцовыми крышками, устройство для регенерации, выполненное в виде пустотелого перфорированного штока, на котором неподвижно закреплена нижняя крышка, а верхняя - установлена с возможностью осевого перемещения. На боковой поверхности каркаса размещен фильтровальный материал из трубчатого эластичного полотна.A known cartridge filter design (ed. St. USSR No. 1722531, class B 01 D 27/00, 1992), comprising a spring-like frame fixed by end caps, a regeneration device made in the form of a hollow perforated rod on which is fixedly mounted the bottom cover, and the top - is mounted with the possibility of axial movement. On the side surface of the frame placed filter material from a tubular elastic fabric.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточное качество очистки жидкости или газа от тонкодисперсных частиц, имеющих размер меньше размера ячеек трубчатого эластичного трикотажного полотна. Кроме того, высокая стоимость и низкая термостойкость эластичного трикотажного полотна, его низкая прочность ограничивают широкое внедрение известного технического решения в производство.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the insufficient quality of cleaning liquid or gas from fine particles having a size smaller than the mesh size of a tubular elastic knitted fabric. In addition, the high cost and low heat resistance of the elastic knitted fabric, its low strength limit the widespread introduction of well-known technical solutions in production.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому техническому решению является фильтр для очистки жидкости или газа, содержащий каркас в виде пружины из проволоки, трубчатое фильтровальное полотно, устройство для регенерации, размещенное коаксиально внутри пружины и выполненное в виде пустотелого перфорированного штока, неподвижную крышку, прикрепленную к торцу пружины в нижней части штока и верхнюю крышку, присоединенную к верхнему торцу пружины и установленную с возможностью осевого перемещения на штоке, при этом трубчатое фильтровальное полотно одето на проволоку пружины по всей длине для образования фильтрующей поверхности (Патент РФ №2124920, кл. В 01 D 29/48, 1999 г.).The closest device of the same purpose to the claimed technical solution is a filter for cleaning liquid or gas, containing a frame in the form of a spring from a wire, a tubular filter cloth, a regeneration device placed coaxially inside the spring and made in the form of a hollow perforated rod, a fixed cover attached to the end of the spring in the lower part of the rod and the upper cover attached to the upper end of the spring and mounted with the possibility of axial movement on the rod, while pipes atoe filtering cloth is dressed on the spring wire over the entire length to form a filtering surface (RF Patent №2124920, cl. B 01 D 29/48, 1999 YG).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится недостаточная производительность известного устройства из-за длительного времени регенерации ячеек трубчатого фильтровального полотна от уловленных мелких частиц дисперсной фазы при обратной промывке или продувке.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the insufficient productivity of the known device due to the long time of regeneration of the cells of the tubular filter cloth from trapped fine particles of the dispersed phase during backwashing or purging.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение скорости очистки ячеек трубчатого фильтровального полотна при обратной промывке или продувке.The objective of the proposed technical solution is to increase the cleaning speed of the cells of the tubular filter cloth during backwashing or purging.

Техническим результатом при осуществлении изобретения является повышение производительности за счет уменьшения времени регенерации трубчатого фильтровального полотна.The technical result in the implementation of the invention is to increase productivity by reducing the regeneration time of the tubular filter cloth.

Поставленный технический результат достигается тем, что в фильтре для очистки жидкости или газа, содержащем каркас в виде пружины, трубчатое фильтровальное полотно, одетое на витки пружины по всей ее длине для образования фильтрующей поверхности, пустотелый шток, размещенный коаксиально внутри пружины, неподвижную крышку, прикрепленную в нижней части штока, верхнюю крышку, присоединенную к верхнему торцу пружины и установленную с возможностью осевого перемещения на штоке, причем пружина для обеспечения регенерации выполнена в виде трубки, равномерно перфорированной по всей длине, и снабжена патрубком подачи промывочной жидкости или продувочного газа.The technical result is achieved by the fact that in the filter for cleaning liquid or gas, containing the frame in the form of a spring, a tubular filter cloth, dressed on the coils of the spring along its entire length to form a filter surface, a hollow rod placed coaxially inside the spring, a fixed cover attached in the lower part of the rod, the upper cover attached to the upper end of the spring and mounted with the possibility of axial movement on the rod, and the spring to ensure regeneration is made in the form of a pipe flasks uniformly perforated along the entire length, and equipped with a nozzle for supplying washing liquid or purge gas.

Предлагаемая новая конструкция устройства для регенерации позволяет в режиме регенерации при наибольшем расстоянии между верхней и нижней крышками, когда ячейки фильтровального материала находятся в свободном состоянии, уловленные частицы легко отдалять от фильтровального материала, когда поток промывочной жидкости или воздуха, подаваемый по трубке каркаса пружины, выходит в виде струй через перфорации трубки и ячейки фильтровального материала. Это способствует быстрому и в полном объеме удалению тонкодисперсной фазы из ячеек фильтровального материала, уменьшению расхода промывочной жидкости или газа и в конечном итоге уменьшению времени регенерации и росту производительности.The proposed new design of the regeneration device allows in the regeneration mode with the greatest distance between the upper and lower covers, when the filter material cells are in a free state, trapped particles can be easily removed from the filter material when the flow of flushing fluid or air supplied through the tube of the spring frame leaves in the form of jets through perforations of the tube and cell of the filter material. This contributes to the rapid and full removal of the finely dispersed phase from the cells of the filter material, reducing the flow rate of the washing liquid or gas, and ultimately reducing the regeneration time and increasing productivity.

Кроме того, при создании пульсирующих потоков промывочной жидкости или газа в пружине возникают колебания, которые также способствуют быстрой регенерации пор фильтровального материала.In addition, when creating pulsating flows of flushing fluid or gas in the spring, vibrations occur that also contribute to the rapid regeneration of the pores of the filter material.

В качестве фильтровального материала могут быть использованы трикотажные трубчатые полотна из натуральных синтетических нитей или сшитые в трубку ткани. Для увеличения термостойкости могут быть применены стеклянные нити или нити из углеродных волокон и мягкой проволоки. Для увеличения фильтрующей поверхности и повышения производительности целесообразно применять ворсовые фильтровальные материалы или многослойные трубчатые полотна.As filter material, knitted tubular fabrics made of natural synthetic threads or sewn into a tube can be used. To increase heat resistance, glass or carbon fiber and soft wire threads can be used. To increase the filtering surface and increase productivity, it is advisable to use pile filter materials or multilayer tubular webs.

На чертеже представлена схема фильтра для очистки жидкости и газа. Фильтр состоит из каркаса в виде пружины 1, выполненной из трубки, равномерно перфорированной по всей длине и выполняющей роль устройства для регенерации. К верхнему концу трубки герметично присоединен патрубок 2 для подачи промывочной жидкости или газа, а к нижнему концу трубки, образующей пружинный каркас 1, приварена заглушка 3. Фильтровальный материал 4 из трубчатого полотна надет на перфорированную трубку пружинного каркаса 1 по всей ее длине так, что фильтровальный материал имеет поверхность, образованную пружинным каркасом 1, обвитым фильтровальным материалом 4. Нижняя 5 и верхняя 6 крышки закреплены на торцах пружинного каркаса 1. Внутри пружинного каркаса 1 осесимметрично размещен пустотелый перфорированный шток 7. В нижней части штока 7 установлен патрубок 8 для отвода фильтрата. Нижняя крышка 5 неподвижно соединена со штоком 7, а верхняя крышка 6 установлена на штоке 7 с возможностью осевого перемещения. Верхняя часть штока 7 имеет резьбу, образуя с гайкой 9 винтовую пару. Между гайкой 9 и верхней крышкой 6 установлена шайба 10.The drawing shows a diagram of a filter for cleaning liquid and gas. The filter consists of a frame in the form of a spring 1 made of a tube, uniformly perforated along the entire length and acting as a regeneration device. A nozzle 2 is tightly connected to the upper end of the tube to supply flushing liquid or gas, and a plug 3 is welded to the lower end of the tube forming the spring frame 1. Filter material 4 from the tubular web is worn over the perforated tube of the spring frame 1 along its entire length so that the filter material has a surface formed by a spring frame 1 entwined with filter material 4. The lower 5 and upper 6 covers are fixed to the ends of the spring frame 1. Inside the spring frame 1 is axially symmetrically placed Hotels perforated rod 7. The lower part of the rod 7 is mounted conduit 8 for discharging the filtrate. The lower cover 5 is fixedly connected to the rod 7, and the upper cover 6 is mounted on the rod 7 with the possibility of axial movement. The upper part of the rod 7 is threaded, forming a screw pair with nut 9. A washer 10 is installed between the nut 9 and the top cover 6.

Фильтр для очистки жидкости или газа работает следующим образом.The filter for cleaning liquid or gas works as follows.

Гайка 9 закручивается, обеспечивая сжатие пружинного каркаса 1, при минимальном расстоянии между верхней 6 и нижней 5 крышками.The nut 9 is twisted, providing compression of the spring frame 1, with a minimum distance between the upper 6 and lower 5 covers.

Боковая поверхность трубчатого фильтровального материала 4 сжимается, образуя микропоры, размер которых становится меньше размеров ячеек фильтровального материала 4. Патрубок 8 соединяют с приемником фильтрата. Над наружной поверхностью пружинного каркаса 1 с трубчатым фильтровальным материалом 4 и патрубком 8 создают перепад давления, под действием которого поток жидкости или газа фильтруется снаружи внутрь пружинного каркаса 1, проходя по порам фильтровального материала 4, в которых задерживаются частицы дисперсной фазы. Далее фильтрат через отверстия поступает внутрь пустотелого перфорированного штока 7 и отводится в сборник фильтрата через патрубок 8.The lateral surface of the tubular filter material 4 is compressed, forming micropores, the size of which becomes smaller than the mesh size of the filter material 4. A pipe 8 is connected to the filtrate receiver. Above the outer surface of the spring frame 1 with the tubular filter material 4 and the nozzle 8, a pressure drop is created under the influence of which the flow of liquid or gas is filtered externally into the spring frame 1, passing through the pores of the filter material 4, in which the particles of the dispersed phase are retained. Next, the filtrate through the holes enters the hollow perforated rod 7 and is discharged into the filtrate collector through the pipe 8.

В режиме регенерации гайка 9 отвинчивается, обеспечивая раскрытие витков пружинного каркаса 1. Боковая поверхность трубчатого фильтровального материала 4 переходит в свободное состояние. По патрубку 2 внутрь перфорированной трубки пружинного каркаса 1 подают под давлением промывочную жидкость или продувочный газ, потоки которых выходят через отверстия перфорированной трубки и, попадая в ячейки фильтровального материала 4, выталкивают наружу уловленные частицы дисперсной фазы.In the regeneration mode, the nut 9 is unscrewed, providing the opening of the turns of the spring frame 1. The lateral surface of the tubular filter material 4 goes into a free state. A flushing liquid or purge gas is supplied under pressure through a pipe 2 into the perforated tube of the spring casing 1, the flows of which exit through the holes of the perforated tube and, when they get into the cells of the filter material 4, the trapped particles of the dispersed phase are pushed out.

Так как в режиме фильтрования поры фильтровального материала 4 сжаты, то в них улавливаются мелкие частицы дисперсной фазы, при этом размер улавливаемых частиц может легко регулироваться завинчиванием гайки 9. Таким образом, для каждого вида суспензии или пыли и дыма можно подобрать фильтровальный материал 4 и режим завинчивания гайки 9, обеспечивающие необходимую степень очистки жидкости или газа. В режиме регенерации после отвинчивания гайки 9 промывочную жидкость или продувочный газ можно подавать в пульсирующем режиме. В этом случае под действием гидро- или пневмоударов уловленные частицы быстрее и в полной мере будут выбиваться из ячеек фильтровального материала 4, что значительно уменьшает время регенерации ячеек и увеличивает производительность фильтра предлагаемой конструкции.Since the pores of the filter material 4 are compressed in the filtering mode, fine particles of the dispersed phase are trapped in them, while the size of the captured particles can be easily adjusted by screwing the nut 9. Thus, for each type of suspension or dust and smoke, filter material 4 and the mode can be selected tightening the nut 9, providing the necessary degree of purification of the liquid or gas. In the regeneration mode, after unscrewing the nut 9, the flushing liquid or purge gas can be supplied in a pulsating mode. In this case, under the influence of hydraulic or pneumatic impacts, the trapped particles will be faster and fully knocked out of the cells of the filter material 4, which significantly reduces the regeneration time of the cells and increases the filter performance of the proposed design.

Таким образом, фильтр для очистки жидкости или газа предлагаемой конструкции позволяет увеличить производительность при заданной степени очистки за счет уменьшения времени регенерации фильтровального материала и удаления из его ячеек мелких частиц дисперсной фазы. Кроме того, снижается расход промывочной жидкости или продувочного газа, особенно при их подаче в пульсирующем режиме, и в целом стоимость процесса регенерации фильтровального материала.Thus, the filter for cleaning the liquid or gas of the proposed design allows to increase productivity at a given degree of purification by reducing the regeneration time of the filter material and removing fine particles of the dispersed phase from its cells. In addition, the flow rate of the washing liquid or purge gas is reduced, especially when they are supplied in a pulsating mode, and in general the cost of the process of regeneration of the filter material.

Claims

A filter for cleaning liquid or gas, containing a spring-shaped frame, a tubular filter cloth worn over the coil of the spring along its entire length to form a filter surface, a hollow rod placed coaxially inside the spring, a fixed cover attached to the bottom of the rod, the upper cover, attached to the upper end of the spring and installed with the possibility of axial movement on the rod, characterized in that the spring to ensure regeneration is made in the form of a tube uniformly perforated along the entire length e and provided with a pipe supplying flushing liquid or flushing gas.