RU2688574C1 - Disc vacuum filter and method of suspensions filtering - Google Patents
Disc vacuum filter and method of suspensions filtering Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688574C1 RU2688574C1 RU2018133421A RU2018133421A RU2688574C1 RU 2688574 C1 RU2688574 C1 RU 2688574C1 RU 2018133421 A RU2018133421 A RU 2018133421A RU 2018133421 A RU2018133421 A RU 2018133421A RU 2688574 C1 RU2688574 C1 RU 2688574C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum
- magnitude
- filter
- suspension
- sector element
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title abstract description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 21
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 14
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 6
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 5
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005456 ore beneficiation Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000007115 recruitment Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D33/00—Filters with filtering elements which move during the filtering operation
- B01D33/15—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary plane filtering surfaces
- B01D33/21—Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary plane filtering surfaces with hollow filtering discs transversely mounted on a hollow rotary shaft
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
[1] Изобретение относится к области дисковых вакуумных фильтров, предназначенных для разделения жидкой и твердой фаз суспензии, и может быть использовано в процессах по обогащению руды.[1] The invention relates to the field of disk vacuum filters intended for separating the liquid and solid phases of a suspension, and can be used in ore beneficiation processes.
Предпосылки к созданию изобретенияBackground to the invention
[2] Дисковый вакуумный фильтр, принцип действия которого известен, например, из публикации WO2014170533A1, 23.10.2014, B01D33/21, и который является прототипом настоящего изобретения, содержит ряд фильтровальных дисков, способных вращаться относительно горизонтальной оси, при этом каждый фильтровальный диск образован несколькими секторными элементами. Каждый секторный элемент, в свою очередь, содержит две боковые стенки, выполненные из пористой водопроницаемой керамики, между которыми заключена герметичная полость. Наружные поверхности боковых стенок расположены перпендикулярно указанной выше горизонтальной оси.[2] A disc vacuum filter whose principle of operation is known, for example, from WO2014170533A1, 10.23.2014, B01D33 / 21, and which is the prototype of the present invention, contains a series of filter discs that can rotate about a horizontal axis, with each filter disc formed several sector elements. Each sector element, in turn, contains two side walls, made of porous permeable ceramics, between which a sealed cavity is enclosed. The outer surfaces of the side walls are perpendicular to the above horizontal axis.
[3] При прохождении секторного элемента через ванну с пульпой, представляющей собой, например, суспензию железорудного концентрата, в полости создается вакуум. В совокупности с капиллярным эффектом, характерным для пористой керамики, вакуум побуждает жидкую фазу суспензии просачиваться через боковые стенки в полость в виде фильтрата. Далее фильтрат, представляющий собой, как правило, воду с растворенными солями и взвешенными мельчайшими частицами, попадает в дренажную систему керамического дискового вакуумного фильтра и удаляется.[3] When a sector element passes through a bath of pulp, which is, for example, a suspension of iron ore concentrate, a vacuum is created in the cavity. Together with the capillary effect characteristic of porous ceramics, a vacuum induces the liquid phase of the suspension to leak through the side walls into the cavity in the form of a filtrate. Next, the filtrate, which is, as a rule, water with dissolved salts and suspended fine particles, enters the drainage system of a ceramic disk vacuum filter and is removed.
[4] При подъеме секторного элемента из ванны с пульпой на наружных поверхностях его боковых стенок остается осадок из налипших частиц. После некоторого периода нахождения осадка на воздухе с целью сушки, осуществляемой в ходе вращения секторного элемента при продолжающемся всасывании фильтрата сквозь боковые стенки, осадок превращается в обезвоженный концентрат – кек. Далее при помощи специальных ножей кек срезается с наружных поверхностей боковых стенок на транспортер и удаляется в качестве готового продукта процесса фильтрования.[4] When a sector element is lifted out of the pool with pulp, a deposit of adhered particles remains on the outer surfaces of its side walls. After a period of sediment in the air for the purpose of drying, carried out during the rotation of the sector element with continued absorption of the filtrate through the side walls, the sediment turns into a dehydrated concentrate - cake. Then, using special knives, the cake is cut off from the outer surfaces of the side walls to the conveyor belt and removed as a final product of the filtration process.
[5] Поскольку некоторое количество частиц, размер которых несколько меньше поперечного размера пор, попадают в поры боковых стенок и застревают в них, то для их удаления после срезания кека в полость секторного элемента подают фильтрат или чистую воду под повышенным давлением (далее – обратная промывка), что позволяет прочистить значительную часть пор боковых стенок.[5] Since a certain number of particles whose size is slightly smaller than the transverse pore size fall into the pores of the side walls and get stuck in them, to remove them after cutting the cake, a filtrate or pure water is fed into the cavity of the sector element (hereinafter - backwash ), which allows you to clean a significant part of the pores of the side walls.
[6] Следует отметить, что в известных дисковых вакуумных фильтрах при наборе и сушке осадка полости секторных элементов соединяются с одним и тем же вакуумным источником, т.е. набор и сушка осадка осуществляются при вакууме одной и той же величины. В то же время, если для обеспечения заданных выходных параметров кека, а именно – влажности, сушку осадка следует производить в условиях вакуума высокой величины, то при осуществлении набора осадка в условиях вакуума высокой величины, осадок быстро спрессовывается, образуя плотный слой с высоким гидравлическим сопротивлением. Поскольку данное обстоятельство препятствует дальнейшему отводу фильтрата, то в условиях вакуума высокой величины набор осадка в достаточном количестве становится затрудненным, что отрицательно влияет на производительность дискового вакуумного фильтра, т.е. на количество выдаваемого кека. [6] It should be noted that in the known disk vacuum filters when recruiting and drying the sediment, the cavities of the sector elements are connected to the same vacuum source, i.e. Set and drying of the precipitate are carried out under vacuum of the same size. At the same time, if to ensure the specified output parameters of the cake, namely, humidity, the sludge should be dried under high vacuum conditions, then when the sludge is collected under high vacuum conditions, the sludge is quickly compressed, forming a dense layer with high hydraulic resistance . Since this circumstance prevents further removal of the filtrate, under high vacuum conditions, sediment collection in sufficient quantities becomes difficult, which negatively affects the performance of the disk vacuum filter, i.e. on the number of issued cake.
[7] Целью изобретения является предложение решений, способных повысить количество производимого кека, одновременно обеспечивая заданный уровень его влажности.[7] The aim of the invention is to propose solutions that can increase the amount of produced cake while at the same time ensuring a given level of its humidity.
[8] Для достижения поставленной цели настоящее изобретение реализовано посредством двух объектов изобретения.[8] To achieve this goal, the present invention is implemented through two objects of the invention.
Сущность изобретенияSummary of Invention
[9] Первым объектом изобретения является дисковый вакуумный фильтр, содержащий фильтровальный диск, способный вращаться относительно горизонтальной оси и находящийся в состоянии частичного погружения в ванну с суспензией, и два ножа, расположенные над ванной с суспензией с двух сторон фильтровального диска. Фильтровальный диск образован множеством секторных элементов, а каждый секторный элемент содержит две водопроницаемые боковые стенки, наружные поверхности которых расположены перпендикулярно указанной горизонтальной оси, причем между указанными боковыми стенками имеется полость, предназначенная для создания в ней вакуума. Дисковый вакуумный фильтр при этом выполнен с возможностью соединения полости каждого секторного элемента с первым вакуумным источником, когда данный секторный элемент находится в состоянии погружения в ванну с суспензией, и со вторым вакуумным источником, когда данный секторный элемент находится над ванной с суспензией. Первый вакуумный источник создает вакуум первой величины, второй вакуумный источник создает вакуум второй величины, и вакуум второй величины больше, чем вакуум первой величины.[9] The first object of the invention is a disk vacuum filter comprising a filter disc capable of rotating about a horizontal axis and being in a state of partial immersion in a suspension bath and two knives located above the suspension bath on both sides of the filter disc. The filter disk is formed by a set of sector elements, and each sector element contains two permeable side walls, the outer surfaces of which are located perpendicular to the specified horizontal axis, and between these side walls there is a cavity designed to create a vacuum in it. The disk vacuum filter is made with the possibility of connecting the cavity of each sector element with the first vacuum source, when this sector element is in the state of immersion in a bath with suspension, and with the second vacuum source, when this sector element is above the bath with suspension. The first vacuum source creates a vacuum of the first magnitude, the second vacuum source creates a vacuum of the second magnitude, and the vacuum of the second magnitude is larger than the vacuum of the first magnitude.
[10] В частном случае первого объекта изобретения первый вакуумный источник и второй вакуумный источник соединены с базовым вакуумным источником, который создает вакуум базовой величины, причем вакуум базовой величины превышает вакуум второй величины. Первый вакуумный источник и второй вакуумный источник при этом способны понижать вакуум базовой величины соответственно до вакуума первой величины и вакуума второй величины. Базовый вакуумный источник в этом случае может быть выполнен в виде ресивера, соединенного с вакуумным насосом, а первый и второй вакуумные источники могут быть выполнены соответственно в виде первого и второго регулирующих клапанов, установленных соответственно на первом и втором вакуумных трубопроводах, соединяющих ресивер с распределительным механизмом. Распределительный механизм поочередно соединяет полость каждого секторного элемента с первым вакуумным трубопроводом и со вторым вакуумным трубопроводом.[10] In the particular case of the first object of the invention, the first vacuum source and the second vacuum source are connected to a basic vacuum source, which creates a vacuum of basic value, and the vacuum of the basic value exceeds the vacuum of the second value. The first vacuum source and the second vacuum source are capable of lowering the vacuum of the base value, respectively, to a vacuum of the first value and a vacuum of the second value. In this case, the base vacuum source can be made in the form of a receiver connected to a vacuum pump, and the first and second vacuum sources can be made respectively in the form of the first and second control valves installed respectively on the first and second vacuum pipelines connecting the receiver to the distribution mechanism . The distribution mechanism alternately connects the cavity of each sector element with the first vacuum pipe and the second vacuum pipe.
[11] В еще одном частном случае первого объекта изобретения дисковый вакуумный фильтр выполнен с возможностью соединения полости каждого секторного элемента с третьим вакуумным источником, причем указанное соединение осуществляется, когда данный секторный элемент находится в состоянии погружения в ванну с суспензией до соединения его полости с первым вакуумным источником. Третий вакуумный источник в этом случае создает переменный вакуум, колеблющийся вокруг вакуума третьей величины.[11] In another particular case of the first object of the invention, the disk vacuum filter is configured to connect the cavity of each sector element with a third vacuum source, and this connection is made when this sector element is in a state of immersion in a suspension bath before its cavity is connected to the first vacuum source. The third vacuum source in this case creates a variable vacuum, oscillating around the vacuum of the third magnitude.
[12] Согласно еще одному частному случаю первого объекта изобретения, вакуум второй величины может превышать вакуум первой величины в 1,2 – 10 раз.[12] According to another special case of the first object of the invention, the vacuum of the second magnitude may exceed the vacuum of the first magnitude by 1.2–10 times.
[13] Вторым объектом изобретения является способ разделения твердой и жидкой фаз суспензии, осуществляемый при помощи дискового вакуумного фильтра. Дисковый вакуумный фильтр при этом содержит фильтровальный диск, способный вращаться относительно горизонтальной оси и находящийся в состоянии частичного погружения в ванну с суспензией, и два ножа, расположенные над ванной с суспензией с двух сторон фильтровального диска. Фильтровальный диск образован множеством секторных элементов, а каждый секторный элемент содержит две водопроницаемые боковые стенки, наружные поверхности которых расположены перпендикулярно указанной горизонтальной оси, причем между указанными боковыми стенками имеется полость, предназначенная для создания в ней вакуума.[13] The second object of the invention is a method of separating the solid and liquid phases of the suspension, carried out using a disk vacuum filter. In this case, the disk vacuum filter contains a filter disk capable of rotating about a horizontal axis and being in a state of partial immersion in a bath with suspension, and two knives located above the bath with suspension on both sides of the filter disk. The filter disk is formed by a set of sector elements, and each sector element contains two permeable side walls, the outer surfaces of which are located perpendicular to the specified horizontal axis, and between these side walls there is a cavity designed to create a vacuum in it.
[14] Способ характеризуется тем, что когда какой-либо секторный элемент из множества секторных элементов, образующих фильтровальный диск, находится в состоянии погружения в ванну с суспензией, в его полости создают вакуум первой величины. В то же время, когда какой-либо секторный элемент из множества секторных элементов, образующих фильтровальный диск, находится над ванной с суспензией, в его полости создают вакуум второй величины. Вакуум второй величины превышает вакуум первой величины.[14] The method is characterized by the fact that when any sector element from the set of sector elements forming the filter disk is in the state of immersion in a suspension bath, a vacuum of the first magnitude is created in its cavity. At the same time, when a sector element from the set of sector elements forming the filter disk is located above the bath with the suspension, a second vacuum is created in its cavity. The vacuum of the second magnitude exceeds the vacuum of the first magnitude.
[15] В частном случае второго объекта изобретения, когда какой-либо секторный элемент из множества секторных элементов, образующих фильтровальный диск, находится в состоянии погружения в ванну с суспензией, перед тем, как в полости данного секторного элемента создают вакуум первой величины, в его полости создают переменный вакуум, колеблющийся вокруг вакуума третьей величины.[15] In the particular case of the second object of the invention, when a sector element from a plurality of sector elements forming a filter disk is in a state of immersion in a bath with suspension, before a vacuum of the first magnitude is created in the cavity of this sector element, cavities create an alternating vacuum oscillating around a third-magnitude vacuum.
[16] В другом частном случае второго объекта изобретения вакуум второй величины превышает вакуум первой величины в 1,2 – 10 раз.[16] In another particular case of the second object of the invention, the vacuum of the second magnitude exceeds the vacuum of the first magnitude by 1.2–10 times.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
[17] Осуществление изобретения будет пояснено ссылками на фигуры:[17] The implementation of the invention will be explained by reference to the figures:
фиг. 1 – схематический вид сбоку керамического дискового вакуумного фильтра, выполненного согласно настоящему изобретению;FIG. 1 is a schematic side view of a ceramic disc vacuum filter made in accordance with the present invention;
фиг. 2 – схематическое изображение секторного элемента в разрезе, выполненном плоскостью, проходящей через ось вращения дискового вакуумного фильтра;FIG. 2 is a schematic representation of a sector element in a section made by a plane passing through the axis of rotation of a disk vacuum filter;
фиг. 3 – 3D-проекция фрагмента дискового вакуумного фильтра включающего в себя один фильтровальный диск и распределительный механизм;FIG. 3 - 3D-projection of a fragment of a vacuum disk filter including one filter disc and a distribution mechanism;
фиг. 4 – 3D-проекция фрагмента дискового вакуумного фильтра включающего в себя один фильтровальный диск и распределительный механизм с удаленной крышкой;FIG. 4 - 3D-projection of a fragment of a vacuum disk filter including one filter disc and a distribution mechanism with the cover removed;
фиг. 5 – схематический вид сбоку фрагмента дискового вакуумного фильтра включающего в себя фильтровальный диск и распределительный механизм с удаленной крышкой;FIG. 5 is a schematic side view of a portion of a disk vacuum filter including a filter disc and a distribution mechanism with the cover removed;
фиг. 6 - зависимость количества набранного осадка от перепада давления между давлением вблизи наружной поверхности боковой стенки секторного элемента и давлением вблизи внутренней поверхности боковой стенки секторного элемента.FIG. 6 - dependence of the amount of accumulated sediment on the pressure drop between the pressure near the outer surface of the side wall of the sector element and the pressure near the inner surface of the side wall of the sector element.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
[18] Осуществление изобретения будет показано на наилучших известных авторам примерах реализации изобретения, которые не являются ограничениями в отношении объема охраняемых прав.[18] The implementation of the invention will be shown in the best examples known to the authors of the invention, which are not limitations on the scope of the protected rights.
[19] На фиг. 1 показан схематический вид сбоку дискового вакуумного фильтра 1, в котором применено настоящее изобретение. Фильтровальные диски 4 частично погружены в ванну 2 с пульпой 3, при этом они способны вращаться по часовой стрелке вокруг горизонтальной оси вместе с установленным на подшипниках каркасом 27. Пульпа 3 представляет собой суспензию из взвешенных в жидкости твердых частиц, образованных в результате измельчения горной породы.[19] FIG. 1 shows a schematic side view of a disk vacuum filter 1 in which the present invention is applied.
[20] Каждый фильтровальный диск 4 образован множеством секторных элементов 5, которые прикреплены к каркасу 27 средствами крепления 10. Каждый секторный элемент 5 (фиг. 2), в свою очередь, содержит две боковые стенки 6, наружные поверхности 11 которых расположены перпендикулярно указанной горизонтальной оси, а между боковыми стенками 6 имеется полость 8. Торцевая стенка 7 ограничивает полость 8 с торцевых сторон секторного элемента 5.[20] Each
[21] По меньшей мере, боковые стенки 6 секторного элемента 5 выполнены из пористой керамики. Следует отметить, что боковые стенки в общем случае могут быть изготовлены и из другого водопроницаемого материала, такого как ткань, пенистый полимер и т.п. Однако в настоящей заявке все преимущества и технические признаки изобретения будут показаны на наилучшем варианте осуществления изобретения - дисковом вакуумном фильтре с керамическими фильтрующими элементами. [21] At least the
[22] Поры пористой керамики, из которой изготовлены боковые стенки 6, проходят через всю толщину боковых стенок 6, и по существу представляют собой капиллярные каналы, соединяющие наружные поверхности 11 боковых стенок 6 с полостью 8. Посредством трубки 9 полость 8 соединяется либо с пневмогидравлической системой 12, включающей в себя вакуумный насос 13, жидкостный насос 14 и вакуумный ресивер 15, либо с гидравлической системой 16, содержащей нагнетательный насос 17. Переключение данных соединений обеспечивается при помощи распределительного механизма 18 и осуществляется автоматически на каждом цикле в соответствии с фазой поворота секторного элемента 5.[22] The pores of porous ceramics, of which the
[23] В момент, когда секторный элемент 5 в ходе своего вращения вокруг упомянутой горизонтальной оси погружается в ванну 2 с пульпой 3, полость 8 соединяется с пневмогидравлической системой 12. Под действием вакуумного насоса 13 в полости 8 образуется вакуум. Следует отметить, что под вакуумом в контексте настоящей заявки понимается давление, являющееся пониженным относительно среднего атмосферного давления, и, как правило, находящееся в диапазоне 0,1 - 0,9 атм.[23] At the moment when the
[24] В результате образования перепада давления между наружными поверхностями 11 и внутренними поверхностями 19 боковых стенок 6 (фиг. 2), а также действия капиллярного эффекта пор, фильтрат начинает просачиваться в полость 8, откуда попадает в вакуумный ресивер 15 и удаляется посредством жидкостного насоса 14. В то же время, твердые частицы пульпы 3, увлекаемые потоком фильтрата, прилипают к наружным поверхностям 11 боковых стенок 6 в виде осадка, который в дальнейшем превратится в кек.[24] As a result of the formation of a pressure drop between the
[25] Когда секторный элемент 5 поднимается из ванны 2, поддержание вакуума в полости 8 c целью осуществления сушки осадка продолжается до тех пор, пока секторный элемент 5 вновь не приблизится к ванне 2. В области приближения к ванне 2 секторный элемент 5 проходит между двух ножей 20, срезающих высушенный осадок – кек 21 с обеих наружных поверхностей 11 боковых стенок 6 в емкость 22, из которой кек 21 попадает на транспортер (не показан), выводящий его из данного процесса.[25] When the
[26] После этого происходит кратковременное соединение полости 8 с гидравлической системой 16, нагнетательный насос 17 которой подает в полость 8 фильтрат под повышенным давлением, осуществляя обратную промывку пор боковых стенок 6.[26] After this, the cavity 8 is briefly connected to the
[27] Изложенный выше принцип работы дискового вакуумного фильтра является общим как дискового вакуумного фильтра 1, выполненного согласно настоящему изобретению, так и для дискового вакуумного фильтра, известного из уровня техники.[27] The above principle of operation of a disk vacuum filter is common both to a disk vacuum filter 1 made in accordance with the present invention and to a disk vacuum filter known from the prior art.
[28] Усовершенствования, реализованные в настоящем изобретении, обусловлены следующим. На фиг. 6 показана зависимость количества набранного осадка Q от перепада давления ΔР, представляющего собой разность между давлением среды вблизи наружной поверхности 11 секторного элемента 5, т.е. атмосферным давлением, и давлением вблизи внутренней поверхности 19 секторного элемента 5, т.е. давлением в полости 8 секторного элемента 5. По существу, перепад давления ΔР является численной характеристикой вакуума, и в контексте настоящей заявки под величиной вакуума понимается именно величина перепада давления ΔР.[28] The improvements implemented in the present invention are due to the following. FIG. 6 shows the dependence of the amount of accumulated sediment Q on the pressure drop ΔР, which is the difference between the pressure of the medium near the
[29] Как следует из фиг. 6, сначала с ростом величины вакуума количество набранного осадка Q растет, что объясняется увеличением количества прокачиваемого в полость 8 фильтрата, а значит, и увеличением количества частиц, налипших на боковые стенки 6 секторного элемента 5. Однако при превышении величиной вакуума некоторого оптимального значения ΔРопт, при котором количество набранного осадка достигает максимального значения, количество набранного осадка Q начинает снижаться. Предположительно данный эффект связан с быстрым уплотнением слоя набранного осадка из-за чрезмерно высокой скорости течения фильтрата в сторону боковых стенок 6. Уплотненный слой набранного осадка имеет повышенное гидравлическое сопротивление, блокирующее дальнейшее прохождение фильтрата сквозь уплотненный слой осадка, и, таким образом, препятствующее дальнейшему набору осадка.[29] As follows from FIG. 6, at first, as the amount of vacuum increases, the amount of accumulated precipitate Q increases, which is explained by an increase in the amount of filtrate pumped into cavity 8, and hence an increase in the number of particles adhering to the
[30] В то же время, как было указано выше, качественная сушка кека, обеспечивающая его соответствие заданным уровням влажности, возможна при поддержании в полости 8 секторного элемента 5 вакуума высокой величины, которая превышает величину вакуума ΔРопт. Однако если при наборе осадка в полости 8 секторного элемента 5 будет поддерживаться вакуум такой же величины, что и при сушке, как это делается в известных решениях, то количество набранного осадка, а значит, и производительность дискового вакуумного фильтра 1 не будут оптимальными.[30] At the same time, as mentioned above, high-quality drying of the cake, ensuring its compliance with the specified humidity levels, is possible while maintaining in the cavity 8 of the sector element 5 a high vacuum value that exceeds the vacuum value ΔP opt . However, if a set of sediment in the cavity 8 of the
[31] Таким образом, с точки зрения максимизации производительности дискового вакуумного фильтра 1 набор осадка целесообразно производить при создании в полости 8 секторного элемента 5 вакуума, величина которого равна ΔРопт или близка к ΔРопт (далее – вакуум первой величины). При этом с точки зрения обеспечения требуемой влажности кека его сушку целесообразно производить при создании в полости 8 секторного элемента 5 вакуума, величина которого превышает ΔРопт (далее – вакуум второй величины).[31] Thus, from the point of view of maximizing the performance of a disk vacuum filter 1, a set of sludge should be produced when a
[32] В дисковом вакуумном фильтре 1 (фиг. 1) вакуумный насос 13 пневмогидравлической системы 12 создает в вакуумном ресивере 15 вакуум базовой величины. Вакуумный ресивер 15 может быть соединен с полостью 8 секторного элемента 5 либо через первый вакуумный трубопровод 23, на котором установлен первый регулирующий клапан 24, либо через второй вакуумный трубопровод 25, на котором установлен второй регулирующий клапан 26. Первый регулирующий клапан 24 способен понижать вакуум базовой величины, т.е. вакуум, созданный в вакуумном ресивере 15, до вакуума первой величины. Второй регулирующий клапан 26 способен понижать вакуум базовой величины до вакуума второй величины.[32] In the disk vacuum filter 1 (Fig. 1), the
[33] Когда секторный элемент 5 находится в ванне 2 с пульпой 3, его полость 8 соединяется с первым вакуумным трубопроводом 23, в результате чего в полости 8 устанавливается вакуум первой величины, позволяющий набрать максимальное количество осадка. Когда секторный элемент 5 выходит из ванны 2 с пульпой 3, его полость 8 соединяется со вторым вакуумным трубопроводом 25, в результате чего в полости 8 устанавливается вакуум второй величины, позволяющий эффективно высушить набранный осадок так, чтобы получить кек заданной влажности. Переключение между соединениями полости 8 с первым вакуумным трубопроводом 23, вторым вакуумным трубопроводом 25, а также промывочным трубопроводом 40 гидравлической системы 16 осуществляется при помощи распределительного механизма 18, принцип работы которого будет описан ниже.[33] When the
[34] Следует отметить, что в описанном выше случае вакуумный ресивер 15 вкупе с вакуумным насосом 13 выступают в качестве базового вакуумного источника. Кроме того, в данном случае первый регулирующий клапан 24 выступает в качестве первого вакуумного источника, а второй регулирующий клапан 26 выступает в качестве второго вакуумного источника. Однако конфигурация дискового вакуумного фильтра может быть и другой. Например, первый вакуумный источник и второй вакуумный источник могут быть выполнены в виде индивидуальных пневмогидравлических систем, подобных пневмогидравлической системе 12, каждая из которых содержит вакуумный насос, вакуумный ресивер, и т.п. В такой конфигурации базовый вакуумный источник не предусматривается.[34] It should be noted that in the case described above, the
[35] Функционирование распределительного механизма 18 будет объяснено со ссылкой на фиг. 3 – 5, на которых показан фрагмент дискового вакуумного фильтра 100, отображающий распределительный механизм 18 и один фильтровальный диск 4. На фиг. 3 – 5 десять секторных элементов 5 дискового вакуумного фильтра 100 имеют индивидуальные обозначения позициями 50 – 59. Кроме того, скрытые от прямого наблюдения элементы дискового вакуумного фильтра 100, в т.ч. внутренняя структура секторных элементов 50 – 59, на фиг. 5 обозначены прерывистыми линиями. Следует отметить, что дисковый вакуумный фильтр 100 отличается от дискового вакуумного фильтра 1 тем, что вращение фильтровальных дисков 4 осуществляется в противоположном направлении, т.е. против часовой стрелки, а также тем, что трубки 9 размещены внутри средств крепления 10.[35] The operation of the
[36] К неподвижным частям распределительного механизма 18 относятся крышка 28 и раздающая шайба 29, а подвижной частью распределительного механизма 18 является изолирующая шайба 30, которая жестко связана с каркасом 27 или выполнена заодно с ним. Крышка 28, показанная на фиг. 3, имеет четыре отверстия. Первое вакуумное отверстие 31 предназначено для присоединения первого вакуумного трубопровода 23, второе вакуумное отверстие 32 предназначено для присоединения второго вакуумного трубопровода 25, а промывочное отверстие 33 предназначено для соединения с промывочным трубопроводом 40. Функция третьего вакуумного отверстия 34 будет пояснена ниже.[36] The fixed parts of the
[37] На фиг. 4 показан вид, аналогичный виду с фиг. 3, однако крышка 28 в данном случае удалена с тем, чтобы отобразить раздающую шайбу 29 и изолирующую шайбу 30. Раздающая шайба имеет первое вакуумное окно 35, второе вакуумное окно 36, промывочное окно 37 и третье вакуумное окно 38. Изолирующая шайба 30 имеет прорези 39, каждая из которых соединена с одной из трубок 9 так, что полость 8 каждого секторного элемента 50 – 59 вместе с присоединенной к данному секторному элементу трубкой 9 образует герметичный объем с единственным выходом через соответствующую прорезь 39.[37] FIG. 4 shows a view similar to that of FIG. 3, however, the
[38] Крышка 28 плотно прилегает к раздающей шайбе 29 и является неподвижной относительно раздающей шайбы 29, одновременно с этим, изолирующая шайба 30 плотно прилегает к раздающей шайбе 29 с возможностью вращения относительно нее. Таким образом, поскольку первое вакуумное отверстие 31, соединенное с первым вакуумным трубопроводом 23, находится напротив первого вакуумного окна 35, то во все прорези 39, находящиеся в данный момент напротив первого вакуумного окна 35, а именно – прорези 39 секторных элементов 52 и 53 (фиг. 5), подается вакуум первой величины.[38] The
[39] Аналогичным образом, второе вакуумное отверстие 32, соединенное со вторым вакуумным трубопроводом 25, находится напротив второго вакуумного окна 36, и во все прорези 39, находящиеся в данный момент напротив второго вакуумного окна 36, а именно – прорези 39 секторных элементов 54, 55, 56, 57 и 58 (фиг. 5), подается вакуум второй величины. Промывочное отверстие 33 соединено с промывочным трубопроводом 40, однако, в изображенном на фиг. 5 положении ни одна прорезь не находится напротив промывочного окна 36, поэтому в данный момент фильтрат под повышенным давлением не подается ни в один секторный элемент. В то же время, прорезь 39 секторного элемента 59 уже близка к входу в зону промывочного окна 36, и только когда прорезь 39 секторного элемента 59 расположится напротив промывочного окна 36, в нее будет подан фильтрат под повышенным давлением для выполнения обратной промывки боковых стенок 6 секторного элемента 59.[39] Similarly, the second vacuum opening 32, connected to the
[40] Таким образом, прорезь 39, а значит и полость 8 каждого секторного элемента 50 – 59, в частности, например, секторного элемента 51 последовательно соединяется:[40] Thus, the slot 39, and hence the cavity 8 of each sector element 50 - 59, in particular, for example, the
- с первым вакуумным трубопроводом 23, когда прорезь 39 секторного элемента 51 будет находиться напротив первого вакуумного окна 35, и тогда в течение всего времени прохождения прорези 39 секторного элемента 51 по первому вакуумному окну 35 в полость 8 секторного элемента 51 будет подаваться вакуум первой величины для набора осадка;- with the
- со вторым вакуумным трубопроводом 25, когда прорезь 39 секторного элемента 51 будет находиться напротив второго вакуумного окна 36, и тогда в течение всего времени прохождения прорези 39 секторного элемента 51 по второму вакуумному окну 36 в полость 8 секторного элемента будет подаваться вакуум второй величины для сушки осадка;- with the
- с промывочным трубопроводом 40, когда прорезь 39 секторного элемента 51 будет находиться напротив промывочного окна 37, и тогда в течение всего времени прохождения прорези 39 секторного элемента 51 по промывочному окну 37 в полость 8 секторного элемента будет подаваться фильтрат под повышенным давлением для выполнения обратной промывки боковых стенок 6.- with the flushing
[41] Следует отметить, что, как видно на фиг. 4 и фиг. 5, окружная длина первого вакуумного окна 35 меньше, чем окружная длина второго вакуумного окна 36. Данный факт означает, что и время соединения полости 8 секторного элемента 51 с первым вакуумным трубопроводом 23 будет меньше времени соединения полости 8 секторного элемента 51 со вторым вакуумным трубопроводом. Таким образом, время набора осадка в данном случае установлено меньшим, чем время его сушки.[41] It should be noted that, as seen in FIG. 4 and FIG. 5, the circumferential length of the
[42] В конфигурации дискового вакуумного фильтра 100 пневмогидравлическая система 12 может соединяться с полостью 8 каждого секторного элемента 50 - 59 посредством третьего вакуумного трубопровода (на фиг. 1 не показан). На третьем вакуумном трубопроводе установлен третий регулирующий клапан, который управляется так, что он создает переменный вакуум, колеблющийся вокруг вакуума третьей величины.[42] In the configuration of the
[43] Третий вакуумный трубопровод соединен с третьим вакуумным отверстием 34, выполненным в крышке 28, которое расположено над третьим вакуумным окном 38 раздающей шайбы 29. Таким образом, прорезь 39, а значит и полость каждого секторного элемента 50 - 59 соединяется с третьим вакуумным трубопроводом, когда прорезь 39 данного секторного элемента будет находиться напротив третьего вакуумного окна 38. Тогда в течение всего времени прохождения прорези 39 данного секторного элемента по третьему вакуумному окну 38 в полость 8 секторного элемента 51 будет подаваться вакуум, пульсирующий вокруг вакуума третьей величины.[43] The third vacuum pipeline is connected to the
[44] Как видно на фиг. 4 и фиг. 5, третье вакуумное окно 38 расположено между промывочным окном 37 и первым вакуумным окном 35. Из этого следует, что прорезь 39 каждого секторного элемента 50 – 59 проходит по третьему вакуумному окну 38 до прохождения прорези данного секторного элемента по первому вакуумному окну 35. Т.е. в полость 8 каждого секторного элемента 50 - 59 будет подаваться вакуум, пульсирующий вокруг вакуума третьей величины, до того как в полость 8 данного секторного элемента начнет подаваться вакуум первой величины.[44] As seen in FIG. 4 and FIG. 5, the third vacuum window 38 is located between the
[45] Подача пульсирующего вакуума, выполняемая до подачи стабильного вакуума, способствует увеличению количества набранного осадка. Данный эффект предположительно связан с вызванным такой пульсацией кратковременным повышением плотности суспензии вблизи наружных поверхностей боковых стенок секторного элемента. Для различных суспензий вакуум третьей величины может быть, например, равен вакууму первой величины, однако он также может быть больше или меньше вакуума первой величины.[45] The supply of a pulsating vacuum, carried out before the supply of a stable vacuum, contributes to an increase in the amount of sediment collected. This effect is presumably associated with a short-term increase in the density of the suspension near the outer surfaces of the side walls of the sector element caused by such a pulsation. For various suspensions, a third vacuum value may, for example, be equal to a vacuum of the first magnitude, but it may also be greater or less than a vacuum of the first magnitude.
[46] Следует отметить, что третий регулирующий клапан выступает здесь в качестве третьего вакуумного источника. В свою очередь, третий вакуумный источник может быть выполнен иным образом, например, в виде индивидуальной пневмогидравлической системы.[46] It should be noted that the third control valve acts here as the third vacuum source. In turn, the third vacuum source can be made in a different way, for example, in the form of an individual pneumatic-hydraulic system.
[47] Описанный выше полезный эффект изобретения, заключающийся в максимизации количества набираемого осадка при обеспечении его надлежащей сушки, начинает проявляться, когда вакуум второй величины превышает вакуум первой величины в 1,2 раза. В то же время, если вакуум второй величины превышает вакуум первой величины более чем в 10 раз, то наблюдается чрезмерное высушивание осадка, и кек начинает осыпаться с секторных элементов до контакта с ножами. Таким образом, с точки зрения заметного проявления положительных эффектов и некритичного проявления отрицательных эффектов, согласно изобретению вакуум второй величины может превышать вакуум первой величины в любое число раз, находящееся в диапазоне от 1,2 раз до 10 раз.[47] The beneficial effect of the invention described above, which consists in maximizing the amount of sediment collected while ensuring proper drying, begins to manifest itself when the vacuum of the second magnitude exceeds the vacuum of the first magnitude 1.2 times. At the same time, if the vacuum of the second magnitude exceeds the vacuum of the first magnitude by more than 10 times, then an excessive drying of the sediment is observed, and the cake begins to crumble from the sector elements before contact with the blades. Thus, from the point of view of a noticeable manifestation of positive effects and noncritical manifestation of negative effects, according to the invention, a second vacuum value can exceed a first vacuum value any number of times, ranging from 1.2 times to 10 times.
[48] Однако авторы изобретения установили, что только когда число раз, в которое вакуум второй величины превышает вакуум первой величины, находится в диапазоне от 1,5 раз до 2,5 раз, положительные эффекты проявляются наиболее ярко, а отрицательные эффекты минимизируются.[48] However, the inventors have found that only when the number of times in which the vacuum of the second magnitude exceeds the vacuum of the first magnitude is in the range from 1.5 times to 2.5 times, the positive effects appear most clearly, and the negative effects are minimized.
Claims (22)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018133421A RU2688574C1 (en) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | Disc vacuum filter and method of suspensions filtering |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018133421A RU2688574C1 (en) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | Disc vacuum filter and method of suspensions filtering |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2688574C1 true RU2688574C1 (en) | 2019-05-21 |
Family
ID=66636911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018133421A RU2688574C1 (en) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | Disc vacuum filter and method of suspensions filtering |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2688574C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2228214C1 (en) * | 2003-04-25 | 2004-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная коммерческая фирма "Бакор-фильтр Керамика" | Distributing head of revolving vacuum filters |
WO2008087255A1 (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-24 | Tamfelt Filtration Oy | Disc filter sector and disc filter |
RU2405615C1 (en) * | 2009-08-05 | 2010-12-10 | Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" | Sector-shaped element of disk ceramic filter |
WO2014170533A1 (en) * | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Outotec (Finland) Oy | Disc filter apparatus and method for controlling a disc filter |
RU2572991C1 (en) * | 2014-08-12 | 2016-01-20 | Борис Лазаревич Красный | Sector element of disk ceramic filter and filtering unit on its basis |
-
2018
- 2018-09-20 RU RU2018133421A patent/RU2688574C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2228214C1 (en) * | 2003-04-25 | 2004-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная коммерческая фирма "Бакор-фильтр Керамика" | Distributing head of revolving vacuum filters |
WO2008087255A1 (en) * | 2007-01-17 | 2008-07-24 | Tamfelt Filtration Oy | Disc filter sector and disc filter |
RU2405615C1 (en) * | 2009-08-05 | 2010-12-10 | Закрытое акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" | Sector-shaped element of disk ceramic filter |
WO2014170533A1 (en) * | 2013-04-17 | 2014-10-23 | Outotec (Finland) Oy | Disc filter apparatus and method for controlling a disc filter |
RU2572991C1 (en) * | 2014-08-12 | 2016-01-20 | Борис Лазаревич Красный | Sector element of disk ceramic filter and filtering unit on its basis |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20160121245A1 (en) | Filter element and method for manufacturing the filter element | |
WO1987005824A1 (en) | Rotating filter apparatus for separating fine particles of solids from a liquid | |
CA2171741A1 (en) | Air inflow restrictor for disc filters | |
AU2014270290B2 (en) | Ceramic filter element and method for manufacturing a ceramic filter element | |
US5053123A (en) | Adjustable valve for varying filtrate composition from filters | |
JP4840691B2 (en) | Mud storage dewatering equipment | |
FI71671C (en) | FOERFARANDE OCH APPARAT FOER AVVATTNING AV EN SUSPENSION. | |
CN106178683A (en) | A kind of pre-coating filter type of disk filter | |
RU2688574C1 (en) | Disc vacuum filter and method of suspensions filtering | |
US4837944A (en) | Process for the formation and drying of filter cake | |
US4212737A (en) | Processes and apparatus for removing suspended matter from suspensions by filtration through foams | |
RU2572991C1 (en) | Sector element of disk ceramic filter and filtering unit on its basis | |
US4226716A (en) | Rotary filter | |
RU162039U1 (en) | FILTER | |
RU2699608C1 (en) | Ceramic disc vacuum filter and method of filtering suspensions | |
RU2200613C1 (en) | Disk-type ceramic filter sector | |
FI118253B (en) | Method and apparatus for cleaning the filter plate | |
JPH06478Y2 (en) | Separation and collection device for suspension | |
FI117273B (en) | Filter plate, method of making the filter plate and filter apparatus | |
Treffry-Goatley et al. | The dewatering of sludges using a tubular filter press | |
SU1331536A1 (en) | Precoat cartridge filter | |
SU1736558A1 (en) | Concentrator of suspensions | |
KR101367587B1 (en) | Pulsation pressure-assisted out-in type sandwich ceramic membrane system | |
JP2008142576A (en) | Filtration apparatus and filtering method | |
JPH0748716Y2 (en) | Separation and collection device |