SE410086B

SE410086B - TUBE FILTER DEVICE WITH FLOW DISTRIBUTION ELEMENT

Info

Publication number: SE410086B
Application number: SE7709455A
Authority: SE
Inventors: K Schulte
Original assignee: Alfa Laval Ab
Priority date: 1977-08-23
Filing date: 1977-08-23
Publication date: 1979-09-24
Also published as: SE7709455L; DE7824465U1; DE2835913A1

Description

m ne; .-:-. a-.wwﬂa L..- »v - .»..:s.“»n..-. .mi-r- - .man ~...-.- .. n. ...nu _ _ _77o94ss-s 2 *ka tryck P2 i höljets övre ände ärrelativt högt. Samtidig-t är hastigheten hos det inuti filtret strömmande filtratet lägre i filtrets nedre del och ökar i riktning mot utloppet D. Följden blir att ett högt tryokfall genom filtret uppnås nära ut- loppet D, medan ett lågt tiyokfell eller ofta t.o.m. omvänd strömingsriktning genom i filtret erhålles i filtrets nedre del. Således kommer föroreningarna att först av- sättas på.. filtrets övre del vilken del dessutom utsätts för väsentligen högre på- känningar änom same. filtratflöde vore fördelat längs hela filtret. Först då den övre delen av filtret blivit starkt igensatt av föroreningar, kan filtratetrömningen genom filtret successivt för-skjutas nedåt. m ne; .-: -. a-.ww ﬂ a L ..- »v -.» ..: s. “» n ..-. .mi-r- - .man ~ ...-.- .. n. ... now _ _ _77o94ss-s 2 * ka press P2 in the upper end of the housing is relatively high. At the same time, the velocity of the filtrate flowing inside the filter is lower in the lower part of the filter and increases in the direction of the outlet D. The result is that a high pressure drop through the filter is achieved near the outlet D, while a low pressure drop or often t.o.m. reverse flow direction through in the filter is obtained in the lower part of the filter. Thus, the contaminants will first be deposited on the upper part of the filter, which part is also exposed to significantly higher stresses than the Sami. filtrate flow would be distributed along the entire filter. Only when the upper part of the filter has become strongly clogged with impurities can the filtrate flow through the filter be gradually displaced downwards.

Ovanstående nackdelar uppträder såväl vid s.k. engàngsfilter, vilka utbyte efter viss beläggningsintensitet eller ny filtreringsomgång, som vid kontinuerligt eller halvkontinuerligt arbetande rörfilter med eventuell backspolning vid viss igensätt- ningsgrad. Vid processer där engångsfilter används, är det av stor vikt att hela filterytan används samtidigt för att optimalt och över driftsperioden jämnt separerings resultat skall uppnås. Dessutom används vid dylika processer ofta billiga filter ed- som filterstrazmpor tillverkade av väv eller icke-vävda. fibermaterial. Dylika material ärofta klena och kan trots filterstöd gå. sönder vid alltför stora lokala tryokpl- känningar. Vid filter som används under en längre driftsperiod under vilken de inter- mittent rengöra genom baokspolxxing eller annan metod för avlägsnande av bslämxingsn, är det likaledes av stor vikt att hela filter-ytan utnyttjas samtidigt, varigenom an- läggningens totala effektivitet höjs, ooh perioden mellan drifteavbrottenpé. grund av rengöring förlängs .The above disadvantages occur both in so-called disposable filters, which are replaced after a certain coating intensity or new filtration cycle, as in the case of continuous or semi-continuous working pipe filters with possible backwashing at a certain degree of clogging. In processes where disposable filters are used, it is of great importance that the entire filter surface is used at the same time in order to optimally and over the operating period even separation results be achieved. In addition, in such processes, inexpensive filters are often used as filter straps made of fabric or non-woven. fiber material. Such materials are often weak and can go despite filter support. broken by excessive local pressure stresses. In the case of filters used for a longer period of operation during which they intermittently clean by box washing or other method of removing the sludge, it is also of great importance that the entire filter surface is used simultaneously, thereby increasing the overall efficiency of the plant, and the period between operational interruptions. due to cleaning is extended.

Föreliggande uppfinning har till ändamål att dstadkoï. en rörfil-tsrsnordning, i vilken strömningen längs och genom filtret fördelas på sådant sätt att en större _ del av filter-ytan utnyttjas samtidigt ooh sl att stora lokala tryckfall över filtret " undviks s .The present invention has for its object to provide. a tube filter device in which the flow along and through the filter is distributed in such a way that a larger part of the filter surface is used at the same time and so that large local pressure drops across the filter are avoided.

Detta ändamål har uppnåtts genom en rörfilteranordning, som innefattar ett lång- sträckt hölje med inlopp i hölfets ena ände ooh utlopp för filtrat i .höljets not- satta ände, ett i höljet infäst rörfomigt filter, vars axel är väsentligen parallell med höljets längdriktnirig, varjämte filtrete ena. ände är tillsluten och den andra än- den 'öppet ansluten till filteranordningens utlopp eller inlopp, samt företrädesvis ett i höljet anbringat rörformigt filterstöd som ansluter till filtratsidan av filtret, varvid slnordningen kännetecknas av att ett ströxmingsfördelande element är anordnat på filtratsidan av filtret före anordningene utlopp, varvid elementet är inrättat att åtminstone partiellt spärra filtratflödets fria strömningeväg från den närmast utloppet belägna delen av filtret till utloppet. ...om . .-......-._....-____.~.._.~-->_-_-_-«-. -~. -- gilt-_,- .i .» un» - .J- :Jan »Lvns-v aims... '7709455-5 Genom uppfinningen har en lång-sträckt rörfilterenordning ästadkommits, hos vilken den önskade fördelningen av filtratsltrömningen genom filtret erhållits med hjälp av en strömningsfördelande insats på filtratsidan av filtret. Det kan synas olämpligt ett anordna. en strömningshindrande insats för ett nå nämnda fördelning, men det har överraskande visat sig, att en dylik insats ej nämnvärt minskar anordningene totala genomströmningskapacitet. Detta. har eventuellt sin förklaring i att de returström- ningeeffekter, som inledningsvis beskrivits i samband med strömningsbilden hos kon- ventionella rörfilter, helt eller delvis uteblir. Provningar med strömningsfördelande insatser har till yttermera. visso visat, ett ifall enmindre motståndsölcning iaktta.- gits vid startenav ett försök då. filtret är rent, har efter kort tid - då. en del föroreningar avsatts på. filtret - skillnaden i motstånd hos en anordning med en strömningsfördelande insats, jämfört med motsvarande konventionell anordning utan V sådan insats, reducerats eller försvunnit. Vissa. provningereeultet har t.o.m. indika- rat att man vid viss igeneättning av filtret kan erhålla lägre totalmotstånd med än utan ett insateelement enligt uppfinningen. Under alla. omständigheter innebär upp- finningen en rörfilteranordniazg, med vilken man uten någon praktisk kapscitetsför- lust kan uppnå ett jämnare och bättre filtreringsresultat jämte en avsevärt minskad lokal tryc på. filtret.This object has been achieved by a pipe filter device, which comprises an elongate housing with an inlet at one end of the housing and an outlet for filtrates at the notched end of the housing, a tubular filter fixed in the housing, the axis of which is substantially parallel to the longitudinal direction of the housing, filter one. end is closed and the other end is openly connected to the outlet or inlet of the filter device, and preferably a tubular filter support arranged in the housing which connects to the filtrate side of the filter, the flow device being characterized in that a flow distribution element is arranged on the filter side of the filter before the devices , the element being arranged to at least partially block the free flow path of the filtrate flow from the part of the filter located closest to the outlet to the outlet. ...if . .-......-._....-____. ~ .._. ~ -> _-_-_- «-. - ~. - gilt -_, - .i. » 7709455-5 By means of the invention an elongate tube filter device has been provided, in which the desired distribution of the filtrate flow through the filter is obtained by means of a flow distributing insert on the filtrate side of the filter. . It may seem inappropriate to arrange one. a flow-preventing insert for reaching said distribution, but it has surprisingly been found that such an insert does not appreciably reduce the overall flow-through capacity of the devices. This. may have its explanation in the fact that the return flow effects, which were initially described in connection with the flow pattern of conventional pipe filters, are completely or partially absent. Tests with flow distribution inserts have more. certainly shown, one in case a minor resistance is observed.- was given at the start of an attempt then. the filter is clean, has after a short time - then. some pollutants have been deposited on. the filter - the difference in resistance of a device with a flow-distributing insert, compared to the corresponding conventional device without V such insert, reduced or disappeared. Certain. the testing result has t.o.m. indicated that with some clogging of the filter, a lower total resistance can be obtained with than without an insert element according to the invention. Under all. circumstances, the invention involves a pipe filter device, with which one can achieve a smoother and better filtration result without any practical loss of capacity as well as a considerably reduced local pressure. the filter.

Det strömningsfördelande elementet enligt uppfinningen måste vara verksamt dimma- tone längs den närmast anordningens utlopp belägis delen ev filtret, För att upp- nå. jänmsst möjliga fördelning av filtratstzömirﬂn genom filtret, utformas elemen- tet lämpligen så att filtratete fria. strömning från filtret till utloppet spärras i successivt tilltagande grad i riktning mot utloppet. Enligt en lämplig utföringsfom sv uPPfiD-Ilingen är ett ströxmxingsfördelaznde element inrättat längs större delen av ~ ett ldngsträckt rörfilter, varvid elementets spärrande effekt på filtratströmingen starkt ökar i riktning mot anordning-en: utloppsände. ' Enligt en speciell utﬁiringsform av uppfinningen, vilken i stort :ett innebär Itt ett konventionellt rörfilter förses med ett enkelt och billigt ineateelement, utgörs det strömningsfördelande elexnentet av en rörformig kropp-med genombruten mental, vil- ken kmpp är anbringad väsentligen koaxiellt med filtret och med mellanrum mellan filtret och kroppen för väsentligen fri filtratströmrxing läng-s filtret, så att åt- minstone en del av filtratet efter passage av filtret tvingas passera genom näannda. genombrutna mantel för att nå. filtersnordningens utlopp, varvid genometrömningsytaa hos- dengenombrutns mantel successivt avtar längs kroppen i riktning mot filteran- ordningens utlopp.The flow-distributing element according to the invention must be an effective fog tone along the outlet closest to the device, the part or the filter being coated, in order to achieve this. as evenly as possible distribution of the filtrate streams through the filter, the element is suitably designed so that the filtrate is free. flow from the filter to the outlet is gradually blocked in the direction of the outlet. According to a suitable embodiment of the UPPfiD-Ilingen, a flow distribution distributing element is arranged along the majority of an elongate pipe filter, the blocking effect of the element on the filtrate flow greatly increasing in the direction of the device end: outlet end. According to a particular embodiment of the invention, which in general means that a conventional pipe filter is provided with a simple and inexpensive ineate element, the flow-distributing element consists of a tubular body with a perforated mental, which is arranged substantially coaxially with the filter and at intervals between the filter and the body for substantially free filtrate flow along the filter, so that at least a part of the filtrate after passage of the filter is forced to pass through the filter. openwork mantle to reach. the outlet of the filter device, whereby the flow-through surface of the perforated sheath gradually decreases along the body in the direction of the outlet of the filter device.

Uppfinningen skall nu närmre beskrivas i anslutning till några. speciella utför-inge- former med *hänvisning till 'bifogad ritning, där fig. 1 såsom inledningsvienänmte avser att visa. den principiella strömninlgssituetionen hos konventionella rörfilter, es...-« »=-i.-i-ms.~ﬂqø-;-_n »nanm-i www-ng; -mpguwlnn- »-. i ä» earn-Au. » »- -1 wow-n-" . n. ~ »ﬂﬂ-.wnzfïn vän .na- jrzosuss-s 4 fig. 2 visar ett exempel på. rörfilteränozdning enligt uppfinning vilken anordning är avsedd för filtratströmning in i det rörfonnign filtret, och fig. 5 visar ett exempel på anordning enligt uppfinningen, vilken anordning är avsedd för filtret- ströming ut från det rörformiga. filtret.The invention will now be described in more detail in connection with some. special embodiments with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 as an introductory reference is intended to show. the principal current situation of conventional tube filters, es ...- «» = -i.-i-ms. ~ ﬂ qø -; -_ n »nanm-i www-ng; -mpguwlnn- »-. i ä »earn-Au. Fig. 2 shows an example of a pipe filter according to the invention which device is intended for filtrate flow into the pipe filter, and Fig. 5 shows an example of a device according to the invention, which device is intended for filter flow out of the tubular filter.

Vid den i fig. 2 som exempel visade utföringsfomen av uppfinningen är ett atrmnp- formigt filter av engångstyp anordnat inuti ett rörfoxmigt hölje i vilket den förore- nade vätskan strömsr på. utsidan av filtret och filtratet strömer genom filterväggen in Vi filtret och ut genom filterstrumpans öppna ände. Ihligt denna utföringsfom an- vände ett s.k. engångsfilter uppburet av ett invändigt placerat filter-stöd. Anord- ningen har följande konstruktiva. detaljer: I ett yttre hölje med ett inlopp 2 och ett utlopp 5 är ett strulzpfomigt filter 4 fäst runt en ihålig tätningspmpp 5 vid utloppet 5. Ett filterstöd är anbringat inuti filtret 4 och består i detta fall av en shuvfjäder 6. I den ihåliga proppen 5 är in- fäst ett oylindriskt rör 7, vilket rör sträcker sig längs större delen av filtret 4 inu- ti skruvfjädezn 6. Rörets 'I mantel är försedd med ett antal oirkulära hål 8, 8' , 8" osv. vilkas diameter avtar i riktning mot utloppet 3. Röret 5 kan, såsom framgår av fig. 2, vara. öppet även i den mot inloppet 2' vända änden, eftersom inströmings- arean hos röret 5 enligt uppfinningsidên skall vara störst i. denne ände.In the exemplary embodiment of the invention shown in Fig. 2, a disposable type filter is arranged inside a tubular casing in which the contaminated liquid flows. the outside of the filter and the filtrate flow through the filter wall into the Vi filter and out through the open end of the filter stock. In accordance with this embodiment, a so-called disposable filter supported by an internally located filter support. The device has the following design. details: In an outer casing with an inlet 2 and an outlet 5, a strut-shaped filter 4 is attached around a hollow sealing pump 5 at the outlet 5. A filter support is fitted inside the filter 4 and in this case consists of a shove spring 6. In the hollow plug 5 is attached a non-cylindrical tube 7, which tube extends along most of the filter 4 inside the coil spring 6. The jacket 'of the tube' is provided with a number of non-circular holes 8, 8 ', 8 "etc. whose diameter decreases in direction, as shown in Fig. 2, the pipe 5 can also be open at the end facing the inlet 2 ', since the inflow area of the pipe 5 according to the idea of the invention is to be largest at this end.

Vid denna. utföringsifom, som nännaat avser en rörfiltersnordning som snabbt och litt skall kunna öppnas för rengöring och filterbyte är lämpligen det *cylindriska röret 'I upptill fast enbringat i tätningeproppen 5, så. att det kan utdras som en enhet med den sistnämnda vid filter-byte. Filtret 4 kan, såsom framgår av fig. 2, vikaa ruint fjädern 6 och pressas feat tillsammans med den sistnämnda kring den motsvarande dimen- sionersde tdtningsproppen S.At this. The embodiment of the pipe filter device which is to be able to be opened quickly and slightly for cleaning and filter replacement is suitably the * cylindrical pipe 'I fixed at the top fixed in the sealing plug 5, so. that it can be extended as a unit with the latter at filter change. As can be seen from Fig. 2, the filter 4 can ruin the spring 6 and be pressed together with the latter around the corresponding dimensional sealing plug S.

Vid ovanstående speciella. utföringsform kan insatsröret 7 utnyttjas även i ett enat syfte än som striimningsfördelar. 'Genom att rörets längd evpaesaa så ett dess nedre iida anligger mot shuvfjäderzxs 6 ändslizxga, som då är utformad med mindre diameter än fjädern i övrigt, förhindras att fjädern ösammanpresses i längdriktningen och även en viss fixering' i sidled av filterstöd och filter i förhållande till böljet 1 erhålls.At the above special. embodiment, the insert tube 7 can also be used for a single purpose other than as flow advantages. 'By the length of the tube evpaesaa so that its lower iida abuts against the end of the shuv springzx 6, which is then formed with a smaller diameter than the rest of the spring, the spring is prevented from being compressed in the longitudinal direction and also a certain fixation' laterally by filter support and filter in relation to wave 1 is obtained.

Kombinationen skruvfjäder - strömningsfórdelande rör erbjuder rent allmint ett eynnlzb ligen ekonomikt sätt att samtidigt åstadkonnna. filterstöd, strömningsfórdelning ooh filterstabilisering med hjälp av enbart nämnda. två. nlyoket billiga. element.The combination of coil spring - flow distributing tubes generally offers an economical way to achieve this at the same time. filter support, flow distribution and filter stabilization using only the aforesaid. two. nlyoket cheap. element.

Enligt den nu beskrivna utiïöringsfomen används ett oylindriskt rör med upptagna. hål i manteln. Självfallet kan varje tänkbar rörformig insats fylla sanna funktion, förutsatt att uppfinningsidén med successivt avtagande öppningsaree' i riktning mot anor-dningens utloppsände följas. Sålunda. kan öppningerna lika. gärna bestå av i röret 5 _ 7709455-5 upptagna. sliteer, vilkas :rem successivt minskar i nämnde. riktning. Inesteen km i själva verket utgöras ev vsrJe anordning, som från tiltrets ene ände sett erbjuder filtrstet allt större strömningsmotstând i riktning mot filteranordningens utloppe- ände. Ett annat exempel på sådan insats lr en ekruvfjlder med minskad etigning mot utloppsinden . .According to the embodiment now described, a non-cylindrical tube with receptacles is used. holes in the mantle. Of course, every conceivable tubular insert can fulfill true function, provided that the inventive idea with successively decreasing opening area in the direction of the outlet end of the device is followed. Thus. can the openings equal. preferably consist of tube 5 _ 7709455-5. sliteer, whose: strap gradually decreases in said. direction. Inesteen km in fact constitutes a possible device, which from one end of the tilt offers the filter set increasing flow resistance in the direction of the outlet end of the filter device. Another example of such an insert is a screw spring with reduced etching towards the outlet mind. .

'Det i fig. 2 visade filterstödet utgörs sv en ekruvfjlder, men filterltödete utform- ning är oväsentlig för uppfinningen. Sdlunderbehöver ej den rörfomigs, strölrzings- fördelade insatsen och filterstödet utgöra separata delar, utan filter-stödet kan exempelvis utgöras av från den rörformige insatsen utekjutezxde ksmsr, förutsatt ett fri filtretetröming erbjuds mellan filtret och insatsen.. Exempelvis kan insatsen ' med filter-stödjande ksmmsr .vers tillverkad sv ett plastmaterial i ett stycke.The filter support shown in Fig. 2 is a screw spring, but the filter support design is irrelevant to the invention. However, the tubular, nozzle-distributed insert and the filter support do not have to form separate parts, but the filter support can for instance consist of the tubular insert utekjutezxde ksmsr, provided a free filter flow is offered between the filter and the insert .. For example, the insert 'with filter-supporting ksm .vers made en a plastic material in one piece.

Inom remen för föreliggande uppfinning [eller även sådana riörtilterenordninpr, i vilka strömningebilden är omvänd, dvs. den förorenade vätskan införs inuti det rörformiga filtret och filtrstet pessersr ut genom filtret till utrymmet mellan filtret och det omgivande hölJet. I fig. 5 visas echemetiskt en dylik utfdringe- form. Därvid anbringas den atrömningsfördelende rörfonnign insatsen nmt filtret varvid fortfarande gäller ett genomströmingesrean genom insstsens väggar avtar mot filteranordningens utloppsände. Självfallet måste vid denna. utföringsfom filter- stödet anbringas på utsidan av filtret. Då denna utföringsfom är principiellt ekvi- velent med den tidigare beskrivna, har motsvarande detaljer givits lamm. hlinvisnings-l beteckning med tillägg s, dvs. le, Za. osv. Analogt med den tidigare beskrivna. utförings- formen, skulle, om den ﬁirfomigs. insatsen ej användes, filtrete nedre del först 'be- lastas med ett högt tryckfsll och föroreningnrna skulle snssmlss i denne. del. Den rör- femige insatsen nu em: sem mnxzion som tidigare, nämligen n: ramen nzömm; och tryckfall så' att hele den aktiva filteryten utnyttjas samtidigt. -Within the belt of the present invention [or even those tube tilter arrangements in which the flow pattern is reversed, i.e. the contaminated liquid is introduced inside the tubular filter and the filter shaft is forced out through the filter to the space between the filter and the surrounding housing. Fig. 5 schematically shows such an embodiment. In this case, the flow-distributing tubular insert is applied to the filter, in which case a flow-through area still applies through the walls of the insert decreases towards the outlet end of the filter device. Of course must at this. the design of the filter support is applied to the outside of the filter. Since this embodiment is in principle equivalent to the one previously described, corresponding details have been given to lamb. hlinvisnings-l designation with addition s, ie. le, Za. etc. Analogous to the one previously described. embodiment, would, if the ﬁ irfomigs. the insert was not used, the lower part of the filter was first loaded with a high pressure vessel and the contaminants would be absorbed in it. part. The movable insert now em: sem mnxzion as before, namely n: ramen nzömm; and pressure drop so that the entire active filter surface is utilized simultaneously. -

Claims

'7709-455-5 Pat entlccav

A filter filter includes a longitudinal mandrel (1, 1e) with an inlet (2, 2a) at one end of the housing and an outlet (5, yes) for filtrates at the opposite end of the housing, a tubular filter (4, 4e) inserted in the housing, each shaft is substantially parallel to the longitudinal direction of the housing, one end of the filter is closed and the other end is openly connected to the outlet (3, 5a) or the inlet (2, 2a) and preferably a tubular filter support (6, 6a) arranged in the housing which connects to the filtrate side of the filter, it can be seen that a further tubular element (7, 7a) with a perforated jacket is arranged substantially circularly in the filter (4, 4e) but a space between the filter and the element (7, 7e), verve the element ( 7, 7e) is formed a closer filter flow from the filter (4, 4a) to the outlet (5, ša) to a greater extent from the part of the filter (4, 4a) located closest to the outlet than from the opposite part of the filter in order to achieve a more even flow distribution throughout the file tret.

Device according to claim 1, characterized in that the tubular element (7) is arranged inside the filter (4) and consists of a perforated cylindrical tube open at least at one end, one end of which opens freely into the filter outlet (3, ae).

Device * according to claim 2, characterized in that the element (7) extends »along the greater part of the filter (4) and that even its end located closest to the inlet (2) is open.

Device according to claim 1, comprising a flexible filter support (6, Ga), characterized in that the tubular element (7, 7a) fixes the filter cloth (6, Ge) in the filter (4, 4e) in fërnållenae to the needle (1, 1e) in that it is arranged to abut against the filter support (6, Ga) at one or more. points. > I I

Device according to claim 4, characterized in that the filter support consists of a helical spring (6, 6a), which by being formed in one or more places with deviating winding diameter in relation to the spring is otherwise brought to abut against the element (7, 7a). 7709455-5

Device according to claim 5, characterized in that the element (7) is arranged inside the coil spring (6), the end of the element (7) located closest to the inlet (2) abutting against the end winding of the spring (6) so that the spring (6) ) and the filter (4) are fixed against longitudinal compression.

Device according to claim 1, characterized in that the tubular element (7, Ta) has projecting or projecting cams, which serve as filter supports. PROMISED PUBLICATIONS: US 602 488 (210-315) '