RU2557595C1

RU2557595C1 - Rotary filter

Info

Publication number: RU2557595C1
Application number: RU2014141812/05A
Authority: RU
Inventors: Михаил Владимирович Большаков
Original assignee: Большаков Владимир Алексеевич
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2015-07-27

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: rotary filter includes vertical cylindrical casing 1, having filtered medium inlet nozzle 12, filtered medium output nozzle 9 and drain nozzle 14, hollow shaft 2 located in casing 1 with secured package of filter elements. Hollow shaft is made in form of rotating rotor with longitudinal through slots, the rotor is installed in the slide support 7, and through its casing 8 is connected with filtered medium removal nozzle 9 with installed air regeneration union 11. Package of the filer elements is filtering module 4 in form of set of filtering disks installed with set spacing and secured at the position of the longitudinal through slots. In the lid 15 of the casing the rods 18 with static flow dividers are secured, they are installed between the filtering disks and ensure increased vortex flow in the filtering module.

EFFECT: assurance of continuous filtration, increased effect of filer self-cleaning, increased service life, reduced operation expenses.

6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам фильтрования и может быть использовано в различных отраслях промышленности, где требуется эффективная очистка жидких сред, например воды, технологических жидкостей, бензиновой и дизельной фракции, газойля, растворов метилдиэтаноламина (МДЭА), стоков, шламов, эмульсий и масел, пищевых жидкостей (пиво, соки и т.д.) от механических примесей.The invention relates to filtering devices and can be used in various industries where effective cleaning of liquid media is required, for example, water, process liquids, gasoline and diesel fractions, gas oils, solutions of methyldiethanolamine (MDEA), effluents, sludges, emulsions and oils, food liquids (beer, juices, etc.) from mechanical impurities.

Известен фильтр, предназначенный для очистки жидкости или суспензии и содержащий контейнер для жидкости или суспензии, подлежащей фильтрованию, и роторное устройство, расположенное в контейнере, причем роторное устройство имеет на своей наружной периферии фильтрующий материал, через который фильтруется жидкость и на котором осаждается материал в виде осадка, причем фильтрующий материал размещен в форме по меньшей мере одного кольца, центр которого совпадает с осью вращения роторного устройства и которое проходит в радиальном направлении в основном от наружной окружной поверхности роторного устройства.A filter is known for purifying a liquid or suspension and comprising a container for a liquid or suspension to be filtered and a rotor device located in the container, the rotor device having a filter material on its outer periphery through which the liquid is filtered and on which the material is deposited in the form sediment, moreover, the filter material is placed in the form of at least one ring, the center of which coincides with the axis of rotation of the rotor device and which extends in a radial direction SRI substantially from the outer circumferential surface of the rotor structure.

Патент РФ №213,1291, МПК B01D 33/21, B01D 33/46, опубл. 10.06.1999. Данный фильтр имеет достаточно сложную и громоздкую конструкцию и не позволяет осуществлять непрерывную фильтрацию из-за образования на поверхности фильтрующего кольца покрывающего слоя (фильтрационного кека).RF patent No. 213.1291, IPC B01D 33/21, B01D 33/46, publ. 06/10/1999. This filter has a rather complex and cumbersome design and does not allow continuous filtering due to the formation of a coating layer (filter cake) on the surface of the filter ring.

Известен фильтр, выполненный в виде вертикального цилиндрического корпуса с коническим днищем и сферической крышкой, патрубками для фильтрующего масла и фильтрата. В корпусе вертикально расположен полый вал с отверстиями для отвода фильтрата, на вал насажен пакет фильтровальных элементов. Фильтровальный элемент состоит из решетчатого стального диска, обтянутого с обеих сторон фильтровальной тканью (бельтингом). Фильтрование осуществляется при неподвижных фильтровальных элементах.A known filter made in the form of a vertical cylindrical body with a conical bottom and a spherical cover, nozzles for filter oil and filtrate. A hollow shaft with holes for discharging the filtrate is vertically located in the housing; a packet of filtering elements is mounted on the shaft. The filter element consists of a lattice steel disk, covered on both sides with a filter cloth (belting). Filtering is carried out with stationary filter elements.

Авторское свидетельство SU №380332, МПК В01D 29/34, опубл. 01.01.1973.Copyright certificate SU No. 380332, IPC B01D 29/34, publ. 01/01/1973.

Очистка рабочей поверхности дисков от осадка, накопившегося в процессе фильтрования, производится посредством центробежных сил, возникающих при вращении дисков от специального электропривода. В момент очистки при помощи центробежных сил происходит частичная регенерация фильтроткани под воздействием цикличного действия центробежного поля.Cleaning the working surface of the disks from sediment accumulated during the filtering process is carried out by centrifugal forces arising from the rotation of the disks from a special electric drive. At the time of cleaning with the help of centrifugal forces, a partial regeneration of the filter cloth occurs under the influence of the cyclic action of the centrifugal field.

Однако подвергается регенерации совсем небольшая площадь фильтроткани из-за недостаточной величины центробежных сил; если увеличить скорость вращения дисков, эта величина увеличится, но тогда фильтроткань быстро изнашивается, происходит частая ее смена.However, a very small area of filter cloth is regenerated due to insufficient centrifugal forces; if you increase the speed of rotation of the disks, this value will increase, but then the filter cloth wears out quickly, it changes frequently.

Задачей изобретения является создание фильтра, обеспечивающего непрерывную фильтрацию, в том числе микрофильтрацию и ультрафильтрацию, повышение эффекта самоочистки фильтра за счет постоянной очистки фильтрующих элементов, увеличение ресурса работы фильтра, сокращение эксплуатационных затрат.The objective of the invention is to provide a filter that provides continuous filtering, including microfiltration and ultrafiltration, increasing the effect of self-cleaning the filter due to the continuous cleaning of the filter elements, increasing the service life of the filter, reducing operating costs.

Решение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что в ротационном фильтре, включающем вертикальный цилиндрический корпус, имеющий патрубки входа фильтруемой среды, отвода отфильтрованной среды и дренажа, расположенный внутри корпуса полый вал с закрепленным пакетом фильтровальных элементов, полый вал выполнен в виде вращающегося ротора с продольными сквозными пазами, установленного в опоре скольжения, через корпус которой соединен с патрубком отвода отфильтрованной среды с установленным на нем щтуцером воздушной регенерации, пакет фильтровальных элементов представляет собой фильтрационный модуль в виде набора фильтровальных дисков, установленных с заданным шагом и закрепленных в месте расположения продольных сквозных пазов, на крышке корпуса закреплены штанги с статическими рассекателями потока, установленными между фильтровальными дисками и обеспечивающими увеличение вихревого потока в фильтрационном модуле.The solution to this problem is provided due to the fact that in the rotary filter, including a vertical cylindrical housing, having nozzles for the inlet of the filtered medium, drainage of the filtered medium and drainage, a hollow shaft with a fixed package of filter elements located inside the housing, the hollow shaft is made in the form of a rotating rotor with longitudinal through grooves installed in the sliding support, through the housing of which is connected to the outlet pipe of the filtered medium with an air regeneration fitting installed on it and, the package of filter elements is a filter module in the form of a set of filter disks installed with a given step and fixed at the location of the longitudinal through grooves, rods with static flow dividers mounted between the filter disks and providing an increase in the vortex flow in the filter module are fixed on the housing cover .

Кроме того, между фильтровальными дисками установлены промежуточные разделительные втулки с уплотнениями.In addition, intermediate separation bushes with seals are installed between the filter discs.

Кроме того, патрубок входа фильтруемой среды установлен в зоне расположения фильтрационного модуля.In addition, the inlet of the filtered medium is installed in the area of the filtration module.

Кроме того, фильтровальные диски могут быть изготовлены из нержавеющей стальной сетки.In addition, filter discs can be made of stainless steel mesh.

Кроме того, фильтровальные диски могут быть изготовлены из высокопрочной керамики на основе оксида алюминия.In addition, filter discs can be made of high-strength ceramic based on alumina.

Кроме того, на боковой поверхности корпуса в зоне опоры скольжения расположен технологический смотровой люк.In addition, a technological inspection hatch is located on the side surface of the housing in the area of the sliding support.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Фиг. 1 - общий вид фильтра.FIG. 1 - general view of the filter.

Фиг. 2 - вид А-А.FIG. 2 - view AA.

Фиг. 3 - фильтровальный диск.FIG. 3 - filter disk.

Ротационный фильтр включает в себя вертикальный цилиндрический корпус 1, внутри которого расположен полый вал 2 в виде ротора, в котором выполнены продольные сквозные пазы 3, в месте расположения которых на полом валу 2 закреплен пакет фильтровальных элементов - фильтрационный модуль 4 в виде набора фильтровальных дисков 5, в ступицах которых имеются отверстия для прохода отфильтрованной жидкости, количество дисков может быть от 1 до 100, при этом площадь фильтрующей поверхности может составлять от 0,14 до 200 кв. м, диски 5 установлены с заданным шагом, с расположенными между ними промежуточными разделительными втулками 6 с уплотнениями. Ротор в виде полого вала 2 установлен в опоре скольжения 7, через корпус 8 которой соединен с патрубком отвода отфильтрованной среды 9. Корпус 8 установлен на кронштейне 10, закрепленном на внутренней поверхности корпуса 1. На патрубке отвода отфильтрованной среды 9 установлен штуцер воздушной регенерации 11 фильтрационного модуля 4. На боковой поверхности корпуса 1 установлены патрубок входа фильтруемой среды 12, расположенный в зоне фильтрационного модуля 4 и технологический смотровой люк 13, расположенный в зоне опоры скольжения 7. В нижней части корпуса установлен патрубок дренажа 14. Корпус 1 закрыт крышкой 15, на которой установлен мотор-редуктор 16, расположен штуцер выхода воздуха 17, и параллельно полому валу 2 закреплены штанги 18 с статическими рассекателями потока 19, установленными между фильтровальными дисками 5. Фильтровальные диски 5 могут быть изготовлены из нержавеющей стальной сетки или высокопрочной керамики на основе оксида алюминия, и обеспечивают высокую степень фильтрации: 2,0, 0,5, 0,2 мкм (микрон); и 60,0, 30,0, 7,0 нм (нанометров) соответственно.The rotary filter includes a vertical cylindrical housing 1, inside of which there is a hollow shaft 2 in the form of a rotor, in which longitudinal through grooves 3 are made, at the location of which a packet of filter elements is fixed on the hollow shaft 2 - a filter module 4 in the form of a set of filter disks 5 , in the hubs of which there are openings for the passage of the filtered liquid, the number of disks can be from 1 to 100, while the filtering surface area can be from 0.14 to 200 square meters. m, discs 5 are installed with a given step, with intermediate separation bushes 6 with seals located between them. The rotor in the form of a hollow shaft 2 is installed in the sliding support 7, through the housing 8 of which is connected to the branch pipe of the filtered medium 9. The housing 8 is mounted on a bracket 10 mounted on the inner surface of the housing 1. On the branch pipe of the filtered medium 9 there is a fitting for air regeneration 11 of the filtration module 4. On the side surface of the housing 1, an inlet of the medium to be filtered 12 is installed, located in the area of the filter module 4 and a process inspection door 13 located in the zone of the sliding support 7. In the lower part The drain pipe 14 is installed in the housing. The housing 1 is closed by a cover 15 on which the gear motor 16 is mounted, an air outlet fitting 17 is located, and rods 18 with static flow dividers 19 mounted between the filter disks 5 are fixed parallel to the hollow shaft 2. Filter disks 5 can be made of stainless steel mesh or high-strength ceramic based on aluminum oxide, and provide a high degree of filtration: 2.0, 0.5, 0.2 μm (microns); and 60.0, 30.0, 7.0 nm (nanometers), respectively.

Работа ротационного фильтра заключается в следующем.The operation of the rotation filter is as follows.

Фильтруемая среда подается в полость корпуса 1 через патрубок входа фильтруемой среды 12. Происходит заполнение ротационного фильтра с одновременным удалением воздуха из него через штуцер выхода воздуха 17. После полного заполнения фильтра фильтруемой средой включается мотор-редуктор 16, вращающий ротор в виде полого вала 2 с закрепленным на нем фильтрационным модулем 4. Фильтруемая среда проходит поперечным потоком вдоль фильтровальных дисков 5, при этом механические примеси, попадая на фильтровальные диски 5, отбрасываются к стенкам фильтра за счет центробежной силы, возникающей при вращении.The filtered medium is fed into the cavity of the housing 1 through the inlet of the filtered medium 12. The rotary filter is filled with simultaneous removal of air from it through the air outlet 17. After the filter is completely filled with the filtered medium, the gear motor 16 is turned on, the rotor rotates in the form of a hollow shaft for 2 s a filtration module fixed to it 4. The medium to be filtered passes in a transverse flow along the filter disks 5, while mechanical impurities entering the filter disks 5 are discarded to the filter walls pa due to the centrifugal force generated during rotation.

Рассекатели потока 19, установленные между фильтровальными дисками, обеспечивают увеличение вихревого потока в фильтрационном модуле, при этом на поверхности фильтровального диска возникает эффект всасывания, обеспечивающий дополнительное отделение механических примесей от фильтруемой среды, которые оседают в нижней части корпуса 1 у патрубка дренажа 14. Отфильтрованная среда через отверстия ступиц фильтровальных дисков 5 и продольные сквозные пазы 3 попадает в полый вал 2, вращающийся с большой скоростью и далее выводится из фильтра через патрубок отвода отфильтрованной среды 9. Происходит непрерывный процесс фильтрации, большая скорость вращения ротора обеспечивает высокий эффект самоочистки фильтровального модуля 4. Данный процесс позволяет значительно снизить скорость засорения фильтровального модуля 4 и удлинить рабочие циклы между регенерациями.The flow dividers 19 installed between the filter disks provide an increase in the vortex flow in the filter module, while on the surface of the filter disk there is a suction effect, which provides additional separation of mechanical impurities from the filtered medium, which settle in the lower part of the housing 1 near the drain pipe 14. The filtered medium through the holes of the hubs of the filter disks 5 and the longitudinal through grooves 3, it enters the hollow shaft 2, which rotates at high speed and then is removed from the filter through cutting of the outlet pipe of the filtered medium 9. A continuous filtration process takes place, a high rotor speed ensures a high self-cleaning effect of the filter module 4. This process can significantly reduce the clogging rate of the filter module 4 and extend the working cycles between regenerations.

После полного засорения фильтрационного модуля 4 запускается процесс регенерации. Мотор-редуктор 16 останавливают. Сжатый воздух через щтуцер воздушной регенерации 11 подается внутрь полого вала и через продольные сквозные пазы 3 и отверстия ступиц фильтровальных дисков 5 попадает в полости между фильтровальными дисками 5 и статическими рассекателями потока 19. Механические примеси выносятся потоком воздуха и оседают на дно фильтра. Накопившиеся на дне фильтра загрязнения выводятся через патрубок дренажа 14.Технологический смотровой люк 14 позволяет провести осмотр состояния опоры скольжения 7.After complete clogging of the filter module 4, the regeneration process is started. The gear motor 16 is stopped. Compressed air through the nozzle of the air regeneration 11 is fed into the hollow shaft and through the longitudinal through grooves 3 and the holes of the hubs of the filter disks 5 enters the cavity between the filter disks 5 and the static flow dividers 19. Mechanical impurities are carried out by the air stream and settle to the bottom of the filter. The pollution accumulated at the bottom of the filter is discharged through the drain pipe 14. The technological inspection hatch 14 allows inspection of the state of the sliding support 7.

Преимущества ротационного фильтра заключаются в обеспечении непрерывной фильтрации, в том числе микрофильтрации и ультрафильтрации, повышении эффекта самоочистки фильтра за счет постоянной очистки фильтрующих элементов, сокращении эксплутационных затрат.The advantages of a rotary filter are to ensure continuous filtration, including microfiltration and ultrafiltration, to increase the effect of self-cleaning the filter by constantly cleaning the filter elements, and reducing operating costs.

Claims

1. A rotary filter, comprising a vertical cylindrical housing, having nozzles for the inlet of the filtered medium, drainage of the filtered medium and drainage, a hollow shaft with a fixed package of filter elements located inside the housing, characterized in that the hollow shaft is made in the form of a rotor with longitudinal through grooves installed in the sliding support, through the housing of which is connected to the outlet pipe of the filtered medium with the air regeneration fitting installed on it, the filter element package is a filter module in the form of a set of filter disks installed with a given step and fixed at the location of the longitudinal through grooves, rods with static flow dividers mounted between the filter disks and providing an increase in the vortex flow in the filter module are fixed on the housing cover.

2. The rotary filter according to claim 1, characterized in that intermediate separation sleeves with seals are installed between the filter disks.

3. The rotary filter according to claim 1, characterized in that the inlet of the filtered medium inlet is installed in the area of the filtration module.

4. The rotary filter according to claim 1, characterized in that the filter discs can be made of stainless steel mesh.

5. The rotary filter according to claim 1, characterized in that the filter discs can be made of high-strength ceramic based on alumina.

6. The rotary filter according to claim 1, characterized in that a technological inspection hatch is located on the side surface of the housing in the area of the sliding support.