RU2572991C1 - Sector element of disk ceramic filter and filtering unit on its basis - Google Patents
Sector element of disk ceramic filter and filtering unit on its basis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572991C1 RU2572991C1 RU2014133050/05A RU2014133050A RU2572991C1 RU 2572991 C1 RU2572991 C1 RU 2572991C1 RU 2014133050/05 A RU2014133050/05 A RU 2014133050/05A RU 2014133050 A RU2014133050 A RU 2014133050A RU 2572991 C1 RU2572991 C1 RU 2572991C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sector
- ceramic
- cavity
- filter
- channels
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к фильтровальным установкам с дисковыми вращающимися фильтрующими элементами и может быть использовано при проведении различных технологических процессов, связанных с разделением суспензий на жидкую и твердую фазы.The invention relates to filter units with disk rotating filtering elements and can be used in various processes associated with the separation of suspensions into liquid and solid phases.
Фильтровальные установки с дисковыми вращающимися фильтрующими элементами широко используются при проведении различных технологических процессов и являются эффективным средством разделения суспензий. Фильтрующий элемент в этих установках представляет собой относительно тонкий диск, который сформирован из нескольких фильтрующих секторов, которые закреплены на горизонтальном, полом валу. Боковые стенки каждого сектора выполняются из фильтрующих материалов и образуют между собой внутреннюю полость, которая сообщена с полостью вала. Процесс разделения фаз при фильтрации суспензий осуществляют за счет капиллярных сил и перепада давлений, который чаще всего формируют путем создания разрежения во внутренних полостях фильтрующих секторов, соединенных через пустотелый вал и распределительное устройство с вакуумным насосом. При вращении вала сектора фильтрующих дисков периодически погружаются в суспензию, при этом жидкость из суспензии под действием перепада давлений фильтруется через боковую поверхность секторов, поступает во внутреннюю полость сектора, а затем в полость вала и выводится из установки. На наружной фильтрующей поверхности секторов в стадии фильтрации формируется слой осадка из твердых частиц, который после подъема сектора выше уровня суспензии механически удаляется с его поверхности. Эффективность процесса фильтрации и регенерации дисковых фильтрующих элементов в каждом конкретном технологическом процессе зависит, прежде всего, от характеристик суспензии, свойств фильтрующего материала и конструкции фильтрующих секторов.Filtering units with disk rotating filtering elements are widely used in various technological processes and are an effective means of separating suspensions. The filter element in these installations is a relatively thin disk that is formed of several filter sectors that are mounted on a horizontal, hollow shaft. The side walls of each sector are made of filtering materials and form between themselves an internal cavity that is in communication with the shaft cavity. The process of phase separation during filtration of suspensions is carried out due to capillary forces and pressure drop, which is most often formed by creating a vacuum in the internal cavities of the filter sectors connected through a hollow shaft and a distribution device to a vacuum pump. When the shaft rotates, the sectors of the filter discs are periodically immersed in the suspension, while the liquid from the suspension is filtered through the lateral surface of the sectors under the influence of a differential pressure, enters the internal cavity of the sector, and then into the shaft cavity and is removed from the installation. On the outer filtering surface of the sectors in the filtration stage, a layer of sediment is formed from solid particles, which, after raising the sector above the level of the suspension, is mechanically removed from its surface. The effectiveness of the filtration process and the regeneration of disk filter elements in each particular technological process depends, first of all, on the characteristics of the suspension, the properties of the filter material and the design of the filter sectors.
Известен сектор дискового фильтра, содержащий фильтрующий каркас, выполненный в форме кругового сектора из пористой керамики, сектор содержит внутреннюю полость, которая сообщена с патрубком для отвода жидкости (RU 2200613). Фильтрующий каркас образован сферическими частицами электрокорунда с изменяющимся соотношением их размеров по толщине фильтрующего слоя для формирования пор, размеры которых увеличиваются в направлении выхода фильтрата, причем отношение размера частиц на наружной стороне фильтрующей поверхности к размеру частиц на внутренней его поверхности выбрано в диапазоне от 0,02 до 0,05. В полости между фильтрующими слоями параллельными рядами в двух взаимно перпендикулярных направлениях расположены внутренние элементы, выполненные заодно с фильтрующим каркасом. Недостатком известного устройства является наличие прямоточных каналов, которые не предохраняют от гидравлического удара при регенерации и приводит к деградации конструкционной прочности фильтрующих слоев.Known sector of a disk filter containing a filter frame made in the form of a circular sector of porous ceramics, the sector contains an internal cavity that is in communication with a pipe for draining fluid (RU 2200613). The filter frame is formed by spherical particles of electrocorundum with a varying ratio of their sizes along the thickness of the filter layer to form pores, the sizes of which increase in the direction of the filtrate outlet, and the ratio of the particle size on the outer side of the filter surface to the particle size on its inner surface is selected in the range from 0.02 up to 0.05. In the cavity between the filter layers in parallel rows in two mutually perpendicular directions are internal elements, made integral with the filter frame. A disadvantage of the known device is the presence of direct-flow channels that do not protect against water hammer during regeneration and leads to degradation of the structural strength of the filter layers.
Известен пористый керамический сектор для формирования дискового фильтрующего элемента, содержащий два фильтрующих плоских слоя, разделенные между собой первичными и вторичными элементами, которые образуют полость, сообщенную с отверстием для отвода фильтрата (RU 2217214). Вторичные дистанционные элементы сектора расположены так, что образуют сеть разветвленных каналов. Один из вторичных дистанционных элементов расположен напротив сливного отверстия для снижения гидродинамического воздействия жидкости на внутренние поверхности фильтрующих слоев при регенерации фильтрующих свойств фильтрующих слоев сектора. Недостатком известной конструкции является недостаточная прочность сектора при регенерации фильтрующих слоев, поры которых закупорены твердыми частицами наноразмерной величины. Для регенерации пористых керамических материалов в этом случае приходится использовать достаточно высокое давление промывной жидкости, которое повышает вероятность формирования гидравлических ударов и разрушения фильтрующих слоев керамического сектора.Known porous ceramic sector for the formation of a disk filter element containing two filtering flat layers, separated by primary and secondary elements, which form a cavity in communication with the hole for removal of the filtrate (RU 2217214). Secondary remote sector elements are located so that form a network of branched channels. One of the secondary distance elements is located opposite the drain hole to reduce the hydrodynamic effects of the liquid on the inner surfaces of the filter layers during the regeneration of the filtering properties of the filter layers of the sector. A disadvantage of the known design is the lack of strength of the sector during the regeneration of filter layers, the pores of which are clogged with solid particles of nanoscale size. For the regeneration of porous ceramic materials in this case, it is necessary to use a rather high pressure of the washing liquid, which increases the likelihood of formation of hydraulic shocks and destruction of filter layers of the ceramic sector.
Известен секторный элемент дискового керамического фильтра, содержащий два фильтрующих плоских слоя, между которыми размещены первичные и вторичные дистанционные элементы, формирующие между слоями внутреннюю полость (RU 2405615). Вторичные дистанционные элементы конструктивно совмещены с первичными дистанционными элементами, а полость разделена на две равные камеры перегородкой, расположенной параллельно фильтрующим слоям. Первичные и вторичные дистанционные элементы соединены в блок и образуют совместно с каналами и сливным отверстием единую полость. Такая конструкция секторного элемента, которая является наиболее близкой по конструкции и достигаемому результату к предлагаемой конструкции, позволяет ослабить гидравлические удары в полости сектора путем дробления струи регенерирующей жидкости внутренней перегородкой, а конструктивное объединение периферийных вторичных дистанционных элементов с первичными дистанционными элементами позволяет повысить прочность секторных элементов дискового керамического фильтра. Однако известная конструкция не обеспечивает равномерную работу двух слоев фильтрации из-за высокой вероятности смещения внутренней перегородки относительно центра сливного отверстия при формовании и спекании керамического сектора в процессе его изготовления. Это приводит к неравномерному осаждению кека на наружной поверхности первого и второго фильтрующих слоев при фильтрации и неравномерной регенерации фильтрующих слоев сектора. В процессе эксплуатации секторных элементов исходная неоднородность гидродинамических условий работы фильтрующих слоев усиливается за счет неравномерного износа стенок сливного отверстия и примыкающих к нему стенок перегородки. Это приводит к дополнительному снижению эффективности фильтрации и повышению вероятности разрушения одного из фильтрующих слоев или перегородки при формировании условий гидравлического удара.Known sector element of the disk ceramic filter containing two filtering flat layers, between which are placed primary and secondary distance elements that form an internal cavity between the layers (RU 2405615). The secondary distance elements are structurally combined with the primary distance elements, and the cavity is divided into two equal chambers by a partition located parallel to the filter layers. Primary and secondary distance elements are connected in a block and form a single cavity together with channels and a drain hole. This design of the sector element, which is the closest in design and the achieved result to the proposed design, allows you to weaken hydraulic shocks in the cavity of the sector by crushing the jet of regenerating liquid with an internal partition, and the constructive combination of peripheral secondary distance elements with primary distance elements allows you to increase the strength of the sector elements of the disk ceramic filter. However, the known design does not ensure the uniform operation of the two layers of filtration due to the high probability of displacement of the inner partition relative to the center of the drain hole during molding and sintering of the ceramic sector during its manufacture. This leads to uneven deposition of cake on the outer surface of the first and second filter layers during filtration and uneven regeneration of the filter layers of the sector. During operation of sector elements, the initial heterogeneity of the hydrodynamic operating conditions of the filter layers is enhanced by the uneven wear of the walls of the drain hole and the walls of the partition adjacent to it. This leads to an additional decrease in filtration efficiency and an increase in the probability of destruction of one of the filter layers or septum during the formation of water hammer conditions.
Известна фильтровальная установка для выделения из суспензии фильтровального осадка, которая содержит ванну, два вращающихся в противоположных направлениях полых вала, на которых закреплены дисковые фильтрующие элементы, собранные из керамических секторов (RU 2425710). Пустотелые стенки секторов содержат проницаемые поры, размеры которых увеличиваются от наружной поверхности фильтрующего слоя по ходу движения фильтрата. Керамические сектора соединены патрубками через пустотелый вал с распределительной головкой. Диски с секторами одного вала расположены между дисками второго вала с зазором, обеспечивающим бесконтактное вращение секторов со слоем отлагающегося на их фильтрующей поверхности осадка. Параллельные пустотелые валы объединены общим приводом и подключены к вакуумному насосу, в придонном пространстве установлены две горизонтальные мешалки, оси которых параллельны осям пустотелых валов. Изобретение позволяет увеличить производительность получения осадка с минимальным влагосодержанием и фильтрата высокой чистоты. Недостатком установки является то, что в ней использованы секторные элементы, которые не обеспечивают эффективный отвод фильтрата по каналам внутренней полости к патрубку и полости вала установки. Кроме того, повышение производительности достигается за счет использования двух систем дисковых элементов, вращающихся в разные стороны и установленных на двух полых валах с двумя распределительными устройствами. Это существенно усложняет конструкцию установки и снижает ее надежность.A known filter unit for separating a filter cake from a suspension, which contains a bath, two hollow shafts rotating in opposite directions, on which disk filter elements assembled from ceramic sectors are fixed (RU 2425710). The hollow walls of the sectors contain permeable pores, the dimensions of which increase from the outer surface of the filter layer along the filtrate. Ceramic sectors are connected by nozzles through a hollow shaft with a camshaft. Disks with sectors of one shaft are located between the disks of the second shaft with a gap providing non-contact rotation of the sectors with a layer of sediment deposited on their filtering surface. Parallel hollow shafts are united by a common drive and connected to a vacuum pump, two horizontal mixers are installed in the bottom space, the axes of which are parallel to the axes of the hollow shafts. The invention allows to increase the productivity of obtaining sludge with a minimum moisture content and high purity filtrate. The disadvantage of the installation is that it uses sector elements that do not provide effective drainage of the filtrate through the channels of the internal cavity to the pipe and cavity of the installation shaft. In addition, increased productivity is achieved through the use of two systems of disk elements rotating in different directions and mounted on two hollow shafts with two switchgears. This significantly complicates the design of the installation and reduces its reliability.
Известна фильтровальная установка с дисковыми вращающимися фильтрующими элементами, которые сформированы из нескольких смежных круговых секторов, закрепленных на горизонтальном, полом валу (RU 2452553). Установка содержит корпус, ванну для суспензии, в которую частично погружены вращающиеся диски, средство для образования отрицательного давления внутри секторов, средство для отвода жидкости, средство для отделения и выгрузки твердого вещества, накопленного на наружной поверхности сектора. Смежные сектора соединены между собой с помощью торцевых соединительных узлов, а в радиальном направлении сектора объединены наружным ободом. Во внутренней полости секторов размещены боковые элементы из пластика, которые формируют несколько радиальных параллельных каналов отвода потока отфильтрованной жидкости, которые сообщены с горловиной секции. Известная установка, которая является наиболее близкой по конструкции и достигаемому результату к заявляемой конструкции, позволяет повысить эффективность фильтрации суспензии за счет интенсификации отвода отфильтрованной жидкости по нескольким параллельным каналам из внутренней полости секторов. Недостатком изобретения является сложность его использования для разделения фаз из тонких суспензий с частицами, которые отлагаются не только на наружной поверхности фильтрующего слоя, но и в порах его приповерхностного слоя. Это существенно увеличивает гидравлическое сопротивление фильтрующего слоя и требует повышенного давления при проведении регенерации его фильтрующих свойств. Кроме того, недостатком этого устройства является наличие прямоточных каналов во внутренней полости секторов, которые не предохраняют фильтрующие слои от воздействия гидравлического удара при его регенерации и от деградации фильтрующих свойств и характеристик прочности сектора.A known filter installation with disk rotating filtering elements that are formed of several adjacent circular sectors, mounted on a horizontal, hollow shaft (RU 2452553). The installation comprises a housing, a suspension bath, in which rotating disks are partially immersed, means for generating negative pressure inside the sectors, means for draining the liquid, means for separating and discharging the solid substance accumulated on the outer surface of the sector. Adjacent sectors are interconnected by end connecting nodes, and in the radial direction, the sectors are joined by an outer rim. In the internal cavity of the sectors, lateral elements made of plastic are placed, which form several radial parallel channels for removing the filtered fluid stream, which are in communication with the neck of the section. The known installation, which is the closest in design and the achieved result to the claimed design, can improve the filtration efficiency of the suspension due to the intensification of the drainage of the filtered liquid through several parallel channels from the internal cavity of the sectors. The disadvantage of the invention is the difficulty of its use for phase separation of thin suspensions with particles, which are deposited not only on the outer surface of the filter layer, but also in the pores of its surface layer. This significantly increases the hydraulic resistance of the filter layer and requires increased pressure during the regeneration of its filtering properties. In addition, the disadvantage of this device is the presence of direct-flow channels in the internal cavity of the sectors, which do not protect the filter layers from the effects of water hammer during its regeneration and from the degradation of the filtering properties and strength characteristics of the sector.
Задачей изобретения является повышение надежности фильтровальной установки. Поставленная задача в изобретении решается за счет достижения технического результата, который состоит в повышении прочности керамического сектора фильтровального элемента в условиях воздействия гидродинамических ударных нагрузок в режиме регенерации фильтрующих свойств сектора.The objective of the invention is to increase the reliability of the filter unit. The problem in the invention is solved by achieving a technical result, which consists in increasing the strength of the ceramic sector of the filter element under the influence of hydrodynamic shock loads in the regeneration mode of the filtering properties of the sector.
Технический результат достигается тем, что в керамическом секторном элементе дискового фильтра (который включает два фильтрующих слоя, разделенных между собой дистанционирующими элементами и внутренней камерой, сообщенной через горловину и полый вал, с распределительным устройством фильтровальной установки) внутренняя камера сформирована в виде совокупности двух полостей, каждая из которых выполнена в виде системы радиальных и поперечных трубчатых каналов, сообщенных между собой в форме сетевой структуры, распределенной с равномерной плотностью в керамическом материале у одной из фильтрующих поверхностей сектора, причем радиальные каналы каждой из полостей сообщены между собой и радиальными каналами другой полости в центральной части сектора и подсоединены к двум патрубкам, размещенным со смещением между собой в поперечном направлении.The technical result is achieved by the fact that in the ceramic sector element of the disk filter (which includes two filter layers separated by distance elements and an inner chamber communicated through the neck and hollow shaft with a filter unit switchgear), the inner chamber is formed as a combination of two cavities, each of which is made in the form of a system of radial and transverse tubular channels interconnected in the form of a network structure distributed uniformly oh density in the ceramic material from one of the surfaces of the filter sector, with radial ducts of each of the cavities are interconnected by radial channels and other cavities in the central sector and are connected to two nozzles placed offset to each other in the transverse direction.
В частном варианте выполнения сектора толщина трубчатых каналов задана в пределах от 0,15 до 0,3 толщины керамического сектора.In a particular embodiment of the sector, the thickness of the tubular channels is set in the range from 0.15 to 0.3 of the thickness of the ceramic sector.
В другом частном варианте выполнения сектора суммарная площадь сечения трубчатых каналов каждой из полостей в плоскости, параллельной фильтрующей поверхности сектора, составляет от 0,20 до 0,35 эффективной площади фильтрующей поверхности сектора.In another particular embodiment of the sector, the total cross-sectional area of the tubular channels of each cavity in a plane parallel to the filtering surface of the sector is from 0.20 to 0.35 of the effective area of the filtering surface of the sector.
В другом частном варианте выполнения сектора каждый радиальный канал одной полости размещен в поперечном направлении, преимущественно, в промежутке между двумя соседними радиальными каналами другой полости.In another particular embodiment of the sector, each radial channel of one cavity is placed in the transverse direction, mainly in the gap between two adjacent radial channels of the other cavity.
Технический результат достигается также тем, что в фильтровальной установке для разделения суспензии на жидкую и твердую фазы (установка содержит корпус, ванну для суспензии, вращающийся полый вал, на котором закреплены дисковые фильтрующие элементы, собранные из керамических секторов с внутренней камерой, которая соединена с полостью вала и с распределительной головкой, подключенной к вакуумному насосу) внутренняя камера выполнена в виде совокупности двух полостей, каждая из которых выполнена в виде радиальных и поперечных трубчатых каналов, сообщенных между собой в форме сетевой структуры и распределенных с равномерной плотностью в керамическом материале у одной из фильтрующих поверхностей сектора, причем радиальные каналы каждой из канальной систем сообщены между собой и радиальными каналами другой полости в центральной части сектора и подсоединены к двум патрубкам, размещенным со смещением между собой в поперечном направлении.The technical result is also achieved by the fact that in the filter installation for separating the suspension into liquid and solid phases (the installation contains a housing, a bath for the suspension, a rotating hollow shaft on which disk filter elements assembled from ceramic sectors are mounted with an internal chamber that is connected to the cavity shaft and with a distribution head connected to a vacuum pump) the inner chamber is made in the form of a combination of two cavities, each of which is made in the form of radial and transverse tubular channels communicated with each other in the form of a network structure and distributed with a uniform density in the ceramic material at one of the filtering surfaces of the sector, the radial channels of each channel system communicating with each other and the radial channels of the other cavity in the central part of the sector and connected to two nozzles placed with offset in the transverse direction.
Сущность изобретения состоит в том, что приведенная выше совокупность признаков заявляемых изобретений - секторного элемента и фильтровальной установки, позволяет существенно повысить прочность керамических секторов в условиях гидродинамического воздействия (гидроудара) промывной жидкости на фильтрующие слои в фазе регенерации фильтрующих слоев. Указанный технический результат достигается за счет выполнения внутренней полости в виде двух соединенных параллельно между собой систем, каждая из которых выполнена в виде сетевой структуры из радиальных и поперечных трубчатых каналов. В соответствии с изобретением толщина трубчатых каналов задана в пределах от 0,15 до 0,3 от толщины керамического сектора, а суммарная площадь сечения трубчатых каналов в плоскости, параллельной фильтрующей поверхности сектора, составляет от 0,20 до 0,35 эффективной площади фильтрующей поверхности сектора, при этом каждый радиальный канал одной полости размещен в поперечном направлении, преимущественно, в промежутке между двумя соседними радиальными каналами другой полости. Такое соотношение геометрических размеров элементов конструкции сектора и их взаимное расположение позволяет обеспечить равномерное распределение каналов внутренней полости в керамическом материале у каждой из фильтрующих поверхностей сектора, при обеспечении высокой прочности сектора при воздействии промывной жидкости на стенки каналов в режиме регенерации. Высокая прочность керамического сектора обусловлена особенностями гашения гидродинамических нагрузок в полостях с канальной сетевой структурой, а также высокой устойчивостью трубчатых каналов к воздействию давления промывной жидкости.The essence of the invention lies in the fact that the above set of features of the claimed inventions, a sector element and a filter unit, can significantly increase the strength of ceramic sectors under the hydrodynamic effects (hydroshock) of the washing liquid on the filter layers in the regeneration phase of the filter layers. The specified technical result is achieved by performing the internal cavity in the form of two systems connected in parallel between each other, each of which is made in the form of a network structure of radial and transverse tubular channels. In accordance with the invention, the thickness of the tubular channels is set in the range from 0.15 to 0.3 of the thickness of the ceramic sector, and the total cross-sectional area of the tubular channels in a plane parallel to the filtering surface of the sector is from 0.20 to 0.35 effective area of the filtering surface sector, with each radial channel of one cavity is placed in the transverse direction, mainly in the interval between two adjacent radial channels of the other cavity. This ratio of the geometric dimensions of the structural elements of the sector and their relative position allows for a uniform distribution of the channels of the internal cavity in the ceramic material at each of the filtering surfaces of the sector, while ensuring high strength of the sector when the washing fluid acts on the walls of the channels in the regeneration mode. The high strength of the ceramic sector is due to the features of damping hydrodynamic loads in cavities with a channel network structure, as well as the high resistance of the tubular channels to the pressure of the washing fluid.
Изобретение поясняется чертежами на фиг. 1 и фиг. 2, на которых приведены возможные варианты выполнения секторного элемента дискового керамического фильтра в соответствии с изобретением и общая схема фильтровальной установки на основе использования этого секторного элемента.The invention is illustrated by the drawings in FIG. 1 and FIG. 2, which shows possible embodiments of a sector element of a disk ceramic filter in accordance with the invention and a general diagram of a filter unit based on the use of this sector element.
На фиг. 1а и фиг. 1б показано выполнение внутренних полостей в секторном элементе. На фиг. 1а показано выполнение внутренних полостей в плоскостях радиальных сечений керамического секторного элемента, перпендикулярных оси полого вала у первого и второго фильтрующих слоев. На фиг. 1б показан фрагмент поперечного сечения секторного элемента.In FIG. 1a and FIG. 1b shows the execution of internal cavities in a sector element. In FIG. 1a shows the implementation of the internal cavities in the planes of the radial sections of the ceramic sector element, perpendicular to the axis of the hollow shaft at the first and second filter layers. In FIG. 1b shows a fragment of a cross section of a sector element.
На фиг. 2а и фиг. 2б показан возможный вариант конструктивного выполнения фильтровальной установки. На фиг. 2а приведена общая схема фильтровальной установки. На фиг. 2б приведена схема соединения двух патрубков керамического сектора с полостью вала.In FIG. 2a and FIG. 2b shows a possible embodiment of the filter plant. In FIG. 2a shows a general diagram of a filter plant. In FIG. 2b shows a connection diagram of two pipes of the ceramic sector with a shaft cavity.
Секторный элемент дискового фильтра (фиг. 1а и фиг. 1б) состоит из керамического усеченного кругового сектора (1), двух фильтрующих слоев (1.1) и (1.2), разделенных между собой дистанционирующими элементами (1.3) и внутренней камерой. Внутренняя камера сформирована в виде двух сообщенных между собой полостей, каждая из которых выполнена в виде системы радиальных (3) и (6) и поперечных (4) и (7) трубчатых каналов. Каналы (3) и (4) размещены преимущественно в первой радиальной плоскости сечения, сообщены между собой в форме сетевой структуры и распределены с равномерной плотностью в керамическом материале вблизи поверхности фильтрующего слоя (1.3). Каналы (6) и (7) размещены преимущественно во второй радиальной плоскости сечения, сообщены между собой в форме сетевой структуры и распределены с равномерной плотностью в керамическом материале вблизи поверхности фильтрующего слоя (1.2). В центральной части (11) сектора радиальные каналы (3) первой полости сообщены между собой и радиальными каналами (6) второй полости с помощью горловин (8) и поперечных каналов (9) и подсоединены к двум патрубкам (10). Патрубки (10) размещены в центральной части (11) сектора со смещением между собой в поперечном направлении. Для закрепления секторов (1) в дисковом фильтровальном элементе по краям его центральной части выполнены отверстия (12).The sector element of the disk filter (Fig. 1a and Fig. 1b) consists of a ceramic truncated circular sector (1), two filter layers (1.1) and (1.2), separated by distance elements (1.3) and the inner chamber. The inner chamber is formed in the form of two interconnected cavities, each of which is made in the form of a system of radial (3) and (6) and transverse (4) and (7) tubular channels. Channels (3) and (4) are located mainly in the first radial plane of the section, communicated with each other in the form of a network structure and distributed with uniform density in the ceramic material near the surface of the filter layer (1.3). Channels (6) and (7) are located mainly in the second radial plane of the section, communicated with each other in the form of a network structure and distributed with uniform density in the ceramic material near the surface of the filter layer (1.2). In the central part (11) of the sector, the radial channels (3) of the first cavity are communicated with each other and the radial channels (6) of the second cavity using the necks (8) and transverse channels (9) and are connected to two nozzles (10). The nozzles (10) are placed in the central part (11) of the sector with a displacement between themselves in the transverse direction. To fix sectors (1) in the disk filter element, holes (12) are made along the edges of its central part.
Толщина (13) трубчатых каналов (3), (4), (6) и (7) задана в пределах от 0,15 до 0,. 25 толщины (14) керамического сектора (1). Суммарная площадь сечения трубчатых каналов (3), (4), (6) и (7), размещенных в первой и второй радиальных плоскостях сечения, которые параллельны наружной поверхности фильтрующих слоев (1.1) и (1.2), составляет от 0,15 до 0,25 эффективной площади фильтрующих слоев. Радиальные каналы (3) первой полости размещены в поперечном направлении, преимущественно, в промежутке между двумя соседними радиальными каналами (6) второй полости и, соответственно, радиальные каналы (6) второй полости размещены в поперечном направлении, преимущественно, в промежутке между двумя соседними радиальными каналами (3) первой полости.The thickness (13) of the tubular channels (3), (4), (6) and (7) is set in the range from 0.15 to 0 ,. 25 thicknesses (14) of the ceramic sector (1). The total cross-sectional area of the tubular channels (3), (4), (6) and (7) located in the first and second radial section planes, which are parallel to the outer surface of the filter layers (1.1) and (1.2), is from 0.15 to 0.25 effective area of filter layers. The radial channels (3) of the first cavity are placed in the transverse direction, mainly in the gap between two adjacent radial channels (6) of the second cavity and, accordingly, the radial channels (6) of the second cavity are placed in the transverse direction, mainly in the gap between two adjacent radial channels (3) of the first cavity.
Фильтровальная установка (фиг. 2а и фиг. 2б) состоит из основания (15), емкости (16) для размещения суспензии, горизонтально размещенного на основании (15) полого вала (17), на котором закреплены дисковые фильтровальные элементы (18). Каждый фильтровальный элемент (18) собран из нескольких керамических секторов (1), внутренние полости которых сообщены патрубками (10) с полостью вала (17) и распределительной головкой (19). Вал (17) приводится во вращение с помощью привода (20). Распределительная головка (19) сообщена с вакуумным насосом (не показан) или с системой подвода промывной жидкости для регенерации фильтровальных слоев (1.1) и (1.2). Со стороны поверхности фильтрующих слоев (1.1) и (1.2) каждого дискового фильтровального элемента (18) на основании (15) закреплены скребки (21) и средство для сбора твердой фазы (не показано).The filter unit (Fig. 2a and Fig. 2b) consists of a base (15), a container (16) for placing a suspension horizontally placed on the base (15) of the hollow shaft (17), on which the disk filter elements (18) are fixed. Each filter element (18) is assembled from several ceramic sectors (1), the internal cavities of which are communicated by nozzles (10) with a shaft cavity (17) and a distribution head (19). The shaft (17) is driven by a drive (20). The distribution head (19) is in communication with a vacuum pump (not shown) or with a flushing fluid supply system for regenerating the filter layers (1.1) and (1.2). On the surface side of the filter layers (1.1) and (1.2) of each disk filter element (18), scrapers (21) and a means for collecting the solid phase (not shown) are fixed on the base (15).
Фильтровальная установка в режиме фильтрации работает следующим образом. С помощью вакуумного насоса, распределительной головки (19) и полого вала (17) в трубчатых каналах (3), (4), (6) и (7) создается разрежение. При вращении полого вала (17) керамические сектора (1) фильтрующих дисков (18) периодически погружаются в суспензию, размещенную в емкости (16). Жидкость из суспензии под действием перепада давлений фильтруется через слои (1.1) и (1.2) секторов, поступает под действием разрежения и гравитационных сил в трубчатые каналы (3), (4), (6) и (7) внутренних полостей сектора, а затем в полость вала (17) и выводится из установки через патрубок (22). При этом за счет формирования внутренней полости в виде двух сетчатых систем трубчатых каналов (3), (4), (6) и (7) обеспечивается интенсификация отвода фильтрата из полости керамического сектора фильтровального элемента. The filter unit in the filtration mode works as follows. Using a vacuum pump, a distribution head (19) and a hollow shaft (17) in the tubular channels (3), (4), (6) and (7) creates a vacuum. During rotation of the hollow shaft (17), the ceramic sectors (1) of the filter discs (18) are periodically immersed in a suspension placed in a container (16). The liquid from the suspension under the influence of a pressure drop is filtered through the layers (1.1) and (1.2) of the sectors, enters under the influence of rarefaction and gravitational forces into the tubular channels (3), (4), (6) and (7) of the internal cavities of the sector, and then into the shaft cavity (17) and is removed from the installation through the pipe (22). Moreover, due to the formation of the inner cavity in the form of two mesh systems of tubular channels (3), (4), (6) and (7), the filtrate is intensified from the cavity of the ceramic sector of the filter element.
На наружной поверхности слоев (1.1) и (1.2) в цикле фильтрации формируется слой осадка из твердых частиц (кека), который после подъема сектора (1) выше уровня суспензии и дополнительного удаления влаги механически удаляется с его поверхности с помощью скребков (21) и средства для сбора твердой фазы.On the outer surface of layers (1.1) and (1.2), a sediment layer of solid particles (cake) is formed in the filtration cycle, which, after raising sector (1) above the suspension level and additional moisture removal, is mechanically removed from its surface using scrapers (21) and means for collecting the solid phase.
В процессе эксплуатации на внешней поверхности фильтрующих слоев 1.1 и 1.2 и в их приповерхностном объеме образуется тонкий осадок твердых частиц, который не удаляется скребками (21). Это приводит к забиванию пор фильтрующих слоев, увеличению гидравлического сопротивления фильтрующих элементов и к снижению производительности устройства. Для восстановления фильтрующих свойств фильтрующих элементов периодически проводят регенерацию путем промывки регенерирующей жидкостью. В режиме регенерации через патрубки (10) под давлением подают промывную жидкость, которая через горловины (8) поступает в трубчатые каналы (3), (4), (6) и (7), а затем проникает в открытые поры фильтрующих слоев 1.1, 1.2 и выходит вместе с твердыми частицами на наружную поверхность фильтрующих элементов с последующим поступлением в емкость (16). При подаче промывной жидкости к фильтрующим элементам разветвленная система каналов (3), (4), (6) и (7) обеспечивает дробление струи регенерирующей жидкости и снижение гидродинамического воздействия на фильтрующие слои, что повышает надежность установки.During operation, a thin precipitate of solid particles is formed on the outer surface of the filter layers 1.1 and 1.2 and in their near-surface volume, which is not removed by scrapers (21). This leads to clogging of the pores of the filter layers, an increase in the hydraulic resistance of the filter elements and a decrease in the productivity of the device. To restore the filtering properties of the filtering elements, regeneration is carried out periodically by washing with a regenerating liquid. In the regeneration mode, washing liquid is supplied through the nozzles (10) under pressure, which flows through the necks (8) into the tubular channels (3), (4), (6) and (7), and then penetrates the open pores of the filter layers 1.1, 1.2 and comes out with the solid particles on the outer surface of the filter elements with subsequent entry into the container (16). When the washing liquid is supplied to the filtering elements, the branched system of channels (3), (4), (6) and (7) ensures crushing of the jet of regenerating liquid and reduction of the hydrodynamic effect on the filtering layers, which increases the reliability of the installation.
Предлагаемая конструкция фильтрующего сектора позволяет повысить эффективность регенерации секторного керамического элемента за счет повышения скорости, давления и равномерности подачи регенерационной жидкости к фильтрующим слоям сектора со стороны внутренней полости. Этот эффект достигается за счет существенного повышения прочности керамических секторов фильтрующих элементов в условиях гидродинамического воздействия со стороны внутренней полости в цикле регенерации.The proposed design of the filter sector allows to increase the efficiency of regeneration of the sector ceramic element by increasing the speed, pressure and uniformity of the supply of regeneration fluid to the filter layers of the sector from the side of the internal cavity. This effect is achieved due to a significant increase in the strength of the ceramic sectors of the filter elements under hydrodynamic effects from the side of the internal cavity in the regeneration cycle.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014133050/05A RU2572991C1 (en) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | Sector element of disk ceramic filter and filtering unit on its basis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014133050/05A RU2572991C1 (en) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | Sector element of disk ceramic filter and filtering unit on its basis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2572991C1 true RU2572991C1 (en) | 2016-01-20 |
Family
ID=55087088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014133050/05A RU2572991C1 (en) | 2014-08-12 | 2014-08-12 | Sector element of disk ceramic filter and filtering unit on its basis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2572991C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688574C1 (en) * | 2018-09-20 | 2019-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Бакор" | Disc vacuum filter and method of suspensions filtering |
| RU2708364C1 (en) * | 2019-07-16 | 2019-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Бакор" | Sector element of disc filter, drain connector and plate for it |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1581346A1 (en) * | 1988-07-08 | 1990-07-30 | Криворожский горнорудный институт | Disk vacuum-filter |
| RU2085254C1 (en) * | 1994-04-08 | 1997-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Электрокинетика" | Disk vacuum filter |
| JP2000107572A (en) * | 1998-10-01 | 2000-04-18 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Rotary flat membrane apparatus |
| RU2200613C1 (en) * | 2002-01-17 | 2003-03-20 | Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" | Disk-type ceramic filter sector |
| RU2405615C1 (en) * | 2009-08-05 | 2010-12-10 | Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" | Sector-shaped element of disk ceramic filter |
| RU2009127388A (en) * | 2007-01-17 | 2011-01-27 | Тамфельт Фильтрейшн Ой (Fi) | DISK FILTER SECTOR AND DISK FILTER |
| RU2425710C1 (en) * | 2010-03-11 | 2011-08-10 | Борис Лазаревич Красный | Plant for obtaining filtered sediment from suspension |
-
2014
- 2014-08-12 RU RU2014133050/05A patent/RU2572991C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1581346A1 (en) * | 1988-07-08 | 1990-07-30 | Криворожский горнорудный институт | Disk vacuum-filter |
| RU2085254C1 (en) * | 1994-04-08 | 1997-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Электрокинетика" | Disk vacuum filter |
| JP2000107572A (en) * | 1998-10-01 | 2000-04-18 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | Rotary flat membrane apparatus |
| RU2200613C1 (en) * | 2002-01-17 | 2003-03-20 | Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" | Disk-type ceramic filter sector |
| RU2009127388A (en) * | 2007-01-17 | 2011-01-27 | Тамфельт Фильтрейшн Ой (Fi) | DISK FILTER SECTOR AND DISK FILTER |
| RU2405615C1 (en) * | 2009-08-05 | 2010-12-10 | Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" | Sector-shaped element of disk ceramic filter |
| RU2425710C1 (en) * | 2010-03-11 | 2011-08-10 | Борис Лазаревич Красный | Plant for obtaining filtered sediment from suspension |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2688574C1 (en) * | 2018-09-20 | 2019-05-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Бакор" | Disc vacuum filter and method of suspensions filtering |
| RU2708364C1 (en) * | 2019-07-16 | 2019-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "Бакор" | Sector element of disc filter, drain connector and plate for it |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205182325U (en) | Driven type rotary drum (cone -element) micro -filtration device | |
| KR102156817B1 (en) | Filter element and filtration device | |
| HRP20050566A2 (en) | Filter device | |
| RU2009133778A (en) | METHOD AND DEVICE FOR CLEANING FILTERS WITH UNFILLED ENVIRONMENT | |
| WO2016009357A1 (en) | Vertical separator for the treatment of slurry | |
| RU2572991C1 (en) | Sector element of disk ceramic filter and filtering unit on its basis | |
| CN105330044A (en) | Wastewater filter | |
| CN202136872U (en) | Combined backwashing filter | |
| CN103833170A (en) | Air flotation and turntable integrated sewage treatment device | |
| RU2353813C1 (en) | Well pump | |
| KR101350537B1 (en) | Apparatus for filtering used with multi-fiber layer and the backward wash method thereof | |
| KR100936745B1 (en) | The fiber filter system consisted of multiple layers containing biodegradation reaction | |
| KR101688564B1 (en) | Multiple filter-type two-stage rainwater filter | |
| RU162039U1 (en) | FILTER | |
| JP5088862B2 (en) | Manufacturing method of ceramic filter | |
| CN203700089U (en) | Air floatation and rotary plate integrated sewage treatment device | |
| AU2014273000A1 (en) | A disc filter apparatus | |
| CN114470892A (en) | Hydraulic spiral-flow type backwashing filter device and method | |
| EP2578288A1 (en) | Unit for the advanced pretreatment of wastewater | |
| CN105130134A (en) | Water filtration sand remover | |
| RU2688574C1 (en) | Disc vacuum filter and method of suspensions filtering | |
| RU2425710C1 (en) | Plant for obtaining filtered sediment from suspension | |
| CN204973190U (en) | Continuous szyrt filter equipment of multistage water distribution list bin | |
| RU2534076C1 (en) | Filter operated under pressure | |
| CN104069682A (en) | Composite filter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20170426 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160813 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170711 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200813 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20220427 |