SE525213C2 - Förfarande och anordning för kontinuerlig filtrering av partiklar ur en vätska - Google Patents

Description

ansa: 10 15 20 ïfifi vann: 30 . n a - . n . - v | .o 525 213 2 u v n | v u u u n» v.. mättat (igensatt) med partiklar och filtratflödet minskat till en alltför låg nivå, av- brytes filtreringen och utföres en rengöring av filtret. Detta leder till ett påtagligt produktionsbortfall. Vidare kräver denna metod en förbrukning av filterhjälpmedel och ger upphov till en stor mängd dyrbart avfall, vilket resulterar i kostsamma sy- steminvesteringar och höga driftskostnader.

I SE 514 311 C2 beskrives ett förfarande av det inledningsvis nämnda slaget, där ett beläggningsskikt av partiklar härrörande från processvätskan sj älv uppbygges på ut- sidan av ett filterelement på en perforerad trumma. Ett flertal fitreringsenheter av detta slag kan arbeta parallellt i en gemensam tank för att åstadkomma en hög filtre- ringsproduktion, d v s ett stort filtratflöde. När flltratflödet från filtreringsenhetema minskat till ett minimivärde, vilket medfört en nivåhöjning av suspensionen i tanken som avkännes av en för filtreringsenheterna gemensam vätskenivåvakt, avbrytes filtreringen i alla filtreringsenheter i och för rengöring av filterelementen genom långsam rotation av trummorna mot ett avskrapningsdon på utsidan av filterele- menten eller enbart genom en snabbrotation av trumman. Härvid uppkommer ett intermittent driftsförfarande och därmed ett produktionsbortfall då filterenheterna skall rengöras.

Uppfinningens ändamål och lösning Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att föreslå ett förfarande som un- danröjer ovannämnda nackdelar hos de kända filtreringsförfarandena och som anger ett förfarande som möjliggör en kontrollerad uppbyggnad av beläggningsskiktet på filterelementet och rengöring av detta samt en i huvudsak kontinuerlig matning av renad vätska till en förbrukare tack vare ett system av individuellt styrda filtrerings- enheter, som kan arbeta växelvis med varandra under filtreringsprocessen och när filterrengöringar äger rum. För detta ändamål utmärker sig det inledningsvis nämnda förfarandet enligt uppfinningen av åtgärdema att vätska, som passerat igenom filter- organet på trumman, bringas att cirkulera tillbaka till bassängen tills en första förut- . n | ~ u» a - o . u n nu aonau 10 15 20 :¿';25 .nn-n 30 525 215 3 bestämd beläggnings grad av partiklar uppnåtts på filterorganet hos trummoma, att renad vätska inuti alla trummoma hos filtreringsenheterna utom åtminstone en, vil- ken hålles inaktiv i ett beredskapstillstånd genom avstängning av tillhörande pump, därefter matas mot en forbrukare av renad vätska, att matningen av renad vätska från respektive trumma mot förbrukaren avbrytes då en förutbestämd andra, högre beläggningsgrad av partiklar uppnåtts på filterorganet på trumman, att minst en i beredskapstillstånd hållen filtreringsenhet aktiveras som ersättare för den eller de filtreringsenheter, från vilka matningen av renad vätska avbrutits, genom att dess pump igångsättes och dess filtratutlopp hålles öppet, att filterorganet hos varje nedstängd filtreringsenhet rengöres, att vätska i bassängen bringas att passera ige- nom det rengjorda filterorganet på trumman hos den nedstängda filtreringsenheten och cirkulera tillbaka till bassängen tills den förutbestämda första beläggningsgra- den av partiklar uppnåtts på filterorganet hos trumman, och att den rengjorda, neds- tängda filtreringsenheten försätts i ett beredskapsläge genom avstängning av dess pump.

Ytterligare särdrag hos förfarandet enligt uppfinningen är angivna i de efterföljande osjälvständiga patentkraven 2-5.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är även att föreslå en anordning för konti- nuerlig filtrering av partiklar ur en förorenad vätska i en bassäng för att kontinuer- ligt mata renad vätska till en förbrukare, vilken anordning innefattar två eller ett flertal separata, i vätskan helt nedsänkbara filtreringsenheter, där varje filtreringsen- het innefattar en roterbar, perforerad trumma med ett partikeluppfångande filteror- gan vid mantelytan av trumman, ett utlopp hos respektive trumma för att mata renad vätska till förbrukaren, ett organ för att detektera då en förutbestämd hög belägg- ningsgrad av partiklar på filterorganet uppnåtts, samt ett med varje trumma samord- nat don för att rengöra filterorganet på trumman då den förutbestämda höga belägg- ningsgraden av partiklar på filterorganet uppnåtts. Enligt uppfinningen känneteck- nas en sådan anordning av att till utloppet hos varje trumma är ansluten dels en pump för att mata renad vätska från trumman till förbrukaren, dels en ventilförsedd o q u o o: a u o u c- 10 15 20 11.;- g=vvv 30 v n o | . . . » - . nu 525 215 4 u a f u u | » Q a n n vv. returledning till bassängen för att medelst pumpen återföra vätska från trumman till bassängen under uppbyggnad av den förutbestämda låga beläggningsgraden av par- tiklar på ñlterorganet innan pumpen drivs enbart för matning av den renade vätskan till förbrukaren, varvid organet för att detektera då den förutbestämda höga belägg- ningsgraden av partiklar på ñlterorganet uppnåtts utgöres av en trvekgivare som in- dividuellt avkänner trycket hos vätskan på nedströmssidan av filterorganet hos varj e filtreringsenhet.

Andra särdrag hos anordníngen enligt uppfinningen är angivna i de osjälvständiga patentkraven 7-10.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning.

Kort beskrivning av ritningen F ig. 1 är en schematisk sidovy av en filtreringsanläggning, innefattande tre i en sus- pensionstank nedsänkta filtreringsenheter; och Fig. 2 är en ändvy av anläggningen i Fig. 1.

Detaljbeskrivning av ett föredraget utförande av uppfinningen Den i Fig. 1 och 2 visade filtreringsanläggningen innefattar en tank 10 till vilken via ett inlopp 12 kontinuerligt tillföres en processvätska, som skall renas från såväl stör- re som fina partiklar, exv. en från Skärmaskiner matad skärvätskesuspension. I tan- ken 10 är upphängda minst två, men företrädesvis ett flertal separata fxltreringsen- heter l4. I det visade exemplet är tre dylika enheter 14 nedsänkta i den förorenade suspensionsvätskan i tanken 10. Varje flltreringsenhet 14 innefattar en trumma 16, på vars perforerade periferiyta 16a är monterat ett filterorgan 18 i form av exv. en filterduk. Trumman 16 är roterbart lagrad i ett stativ 20, som är upphängt i en över- del 22 av tanken 10. ~ ~ | » nu e . u n n- 10 15 20 »-ana a».»a 30 | o o u - u e ø ~ ø 'I q n u o o n u Q u q nu n. 525 213 Från navet hos varje trumma 16 leder ett filtratutloppsrör 24 upp till en samhörande filtratpump 26 monterad på tankens överdel 22. Som framgår av Fig. 1 och 2, är till varje pump 26 ansluten en utloppsledning 28 med en avstängningsbar tilloppsventil 30, varvid utloppsledningarna 28 är sammankopplade till en gemensam tilloppsled- ning 32 till en törbrukare av den renade vätskan. Till uppströmssidan av tillopps- ventilen 30 är vidare ansluten en returledning 34 för återföring av filtratvätska till tanken 10 under ett uppbyggnadsskede av ett fórutbestämt beläggningsskikt på det på trumman 16 monterade filterelementet 18, innan ñltreringsprocessen kan påbör- jas i filtreringsenheten 14. Beläggningsskiktet består av partiklar ur den suspension, som renas, och som ansamlas på fllterelementets 18 utsida. Returledningen 34 har en avstängningsventil 36 som hålles öppen under uppbyggnadsskedet av belägg- ningsskiktet på trumman 16 samtidigt som tilloppsventilen 30 i utloppsledningen 28 hâlles stängd. När de respektive filtreringsenheterna 14 arbetar aktivt, hålles deras avstängningsventiler 36 stängda, medan tilloppsventilema 30 är öppna.

Varje filtreringsenhet 14 innefattar vidare ett filterrengöringsdon i form av exv. en långsträckt skrapborste 38, som under ñltreringsprocessen anligger förspänt mot pe- riferin av den stillastående trumman 16. En med varje enskilt filtratutloppsrör 24 samordnad trycksensor 40 avkänner då trycket i utloppsröret 24 sjunkit till ett förut- bestämt lägsta värde, med andra ord då filterelementet 18 på den aktuella trumman 16 blivit alltför igensatt för att fungera tillfredställande. När så inträffar, avstänges tillopps- och avstängningsventilerna 30 och 36 för den aktuella enheten 14 och igångsättes en rengöring av trummans filter 18 genom att trumman 16 försätts i ro- tation kring sin centrumaxel i en medurs riktning i Fig. 1, såsom antyds med pilen P i den högra ñltreringsenheten 14, varvid skrapborsten 38 avskrapar den uppbyggda filterkakan på trumfiltret. Det avskrapade partikelslammet nedfaller och uppsamlas på en underliggande, ändlös skraptransportör 42 som transporterar ut slammet ur tanken 10 via ett slamutlopp 44_beläget ovanför vätskeytan 46 i tanken 10. Altema- tivt kan rengöringen av trumfiltret 18 ske genom att försätta trumman 16 i snabb . | c ø av 10 15 20 .faan 1:a-- 30 ø o ø u n Q n ø I ø 00 u a u n.- o n - a o o nu m: 525 213 6 rotation medelst en motor 48 så att den uppbyggda partikelansamlingen slungas loss av centrifugalkraften. Reningen av filterelementet 18 kan kompletteras med en kort returspolning av detsamma genom att låta filtrat i utloppsröret 24 och utloppsled- ningen 28 få rinna tillbaka till och igenom trumman 16 vid öppen tilloppsventil 30 och avstängd pump 26 och avstängningsventil 36.

F iltreringsanläggningen enligt uppfinningen är avsedd att arbeta på följande sätt: Ett flertal filtreringsenheter 14 av det ovan beskrivna slaget, i det visade exemplet enbart tre, hålles nedsänkta i en bassäng eller uppsamlingstank 10 för den partiklar innehållande vätskan eller suspensionen, som skall renas genom filtrering. Filtre- ríngsenheternas 14 utloppsledningar 28 för renad vätska, filtratet, är sammankopp- lade till den gemensamma tilloppsledningen 32 för matning av renad vätska till en förbrukare, exempelvis ett flertal verktygsmaskiner som utnyttjar skärvätska under driften. Initialt igångsättes pumparna 26 hos enhetema 14, varvid de respektive till- loppsventilema 30 hålles stängda och avstängningsventilerna 36 öppna. Härvid strömmar vätskan i tanken 10 igenom filterelementet 18 på trummoma 16 och via utloppsröret 24 och returledningen 34 tillbaka till tanken 10. Denna fas pågår tills en förutbestämd första, lägre beläggningsgrad av partiklar uppnåtts på utsidan av filter- elementen 18. Detta kan konstateras när respektive trycksensor 40 avkänner att en viss tiycksänkning uppkommit i utloppsröret 24. Den bildade partikelbeläggningen på filterytan skapar ett tredimensionellt djupfilterskikt av partiklar på filterytan som i sig fungerar som ett filter för mindre partiklar som annars skulle passera igenom filterelementet 18. Filtreringsenhetema 14 är därefter redo att tas i bruk. Härvid ak- tiveras alla enheter 14 utom minst en, som utnyttjas som beredskapsenhet att aktive- ras då en eller flera av de övriga enheterna 14 stängs av för rensning av igensatta filterelement 18. Vid aktiveringen av filtreringsenheterna 14 igångsättes respektive filtratpump 26, varvid utloppsventilen 30 hålles öppen och avstängningsventilen 36 i returledningen 34 stängd. Varje i beredskapstillstånd befintlig enhet 14 har sin pump 26 och tillopps- och avstängningsventiler 30, 36 stängda. ø n » Q oo o arsa» 10 15 20 Åflu «»|u| 30 v ~ o ; u Q ø Q o ø v. 525 213 o a o o o n c o o v; va.

När trycksensom 40 hos någon filtreringsenhet 14 avkänner att en förutbestämd trycksänkning skett i filtratutloppsröret 24 hos den aktuella enheten 14, vilken tryck- sänkning indikerar att en förutbestämd andra, högre beläggningsgrad av partiklar uppnåtts på filterytan, innebärande att filtret 18 blivit mättat och alltför igensatt, av- stänges den tillhörande filtratpumpen 26 och tilloppsventilen 30, varefter en rengö- ring av filterelementet 18 påbörjas genom att trumman 16 bringas att rotera, varvid skrapborsten 38 avskrapar den uppbyggda filterkakan på trumfiltret. Det avskrapade partikelslammet nedfaller och uppsamlas på en underliggande, ändlös skraptrans- portör 42 som transporterar ut slammet ur tanken 10 via ett slamutlopp 44 beläget ovanför vätskeytan 46 i tanken 10. Som nämnts ovan, kan rengöringen av trumñltret 18 även ske genom att försätta trumman 16 i snabb rotation medelst motorn 48 så att den uppbyggda partikelansamlingen slungas loss av centrifugalkraften. I det fallet erfordras ingen skrapborste. Reningen av filterelementet 18 kan kompletteras med en kort returspolning av detsamma genom att låta filtrat i utloppsröret 24 och ut- loppsledningen 28 få rinna tillbaka till och igenom trumman 16 vid öppen tillopps- ventil 30 och avstängd pump 26 och avstängningsventil 36.

Samtidigt med att rengöring av en eller flera filtreringsenheter 14 inleds, aktiveras den eller de filtreringsenheter 14 som hållits inaktiva i ett beredskapstillstånd. Ge- nom denna individuella styrning av och växelfimktion hos filtreringsenheterna 14 kan man förhindra uppkomst av ett produktionsbortfall av renad processvätska och därmed tillförsäkra en kontinuerlig tillförsel av renad vätska till förbrukaren. o v o a oo

Claims (10)

i»wnn .vupa 10 15 20 30 . n o ø Q - n - n n nu n 525 213 8 o o u . u o o u a n o o n. :se Patentkrav

1. Förfarande för kontinuerlig filtrering av partiklar ur en förorenad vätska medelst två eller flera separata filtreringsenheter (14) för att kontinuerligt mata renad vätska till en förbrukare, där varje filtreringsenhet (14) innefattar en roterbar, perforerad trumma (16) med ett partikeluppfångande filterorgan (18) vid mantelytan av trum- man, vilket forfarande innefattar åtgärderna att hålla filtreringsenheterna 14) ned- sänkta i en bassäng (10) av vätska, som skall renas, så att denna kan strömma genom filterorganet och in i trumman med hjälp av hydrostatiskt tryck, varvid partiklar, som skall avskilj as, fastnar på filterorganet och i ett därpå av tidigare fastnade par- tiklar uppbyggt beläggningsskikt, och att renad vätska matas från trumman (16) mot förbrukaren via en respektive pump (26) och ett samhörande filtratutlopp (24, 28, 32), kännetecknat av åtgärderna att vätska, som passerat igenom filterorganet (18) på trumman (16), bringas att cirkulera tillbaka till bassängen (10) tills en första för- utbestämd beläggnings grad av partiklar uppnåtts på filterorganet hos trummorna, att renad vätska inuti alla trummorna ( 16) hos filtreringsenheterna (14) utom åtminsto- ne en, vilken hålles inaktiv i ett beredskapstillstånd genom avstängning av tillhöran- de pump (26), därefter matas mot en förbrukare av renad vätska, att mätningen av renad vätska från respektive trumma (16) mot förbrukaren avbrytes då en förutbe- stämd andra, högre beläggningsgrad av partiklar uppnåtts på filterorganet på trum- man, att minst en i beredskapstillstånd hållen filtreringsenhet (14) aktiveras som er- sättare för den eller de filtreringsenheter, från vilka matningen av renad vätska av- brutits, genom att dess pump (26) igångsättes och dess filtratutlopp (28, 32) hålles öppet, att filterorganet (18) hos varje nedstängd filtreringsenhet rengöres, att vätska i bassängen bringas att passera igenom det rengjorda filterorganet på trumman hos den nedstängda filtreringsenheten och cirkulera tillbaka till bassängen (10) tills den förutbestämda första beläggningsgraden av partiklar uppnåtts på filterorganet (18) hos trumman, och att den rengjorda, nedstängda filtreringsenheten försätts i ett be- redskapsläge genom avstängning av dess pump (26). s u n n Q a av 10 15 20 ..»|. 30 . - n : | u n o I ~ II n o I o n u ø ø n o .. up' 525 213 9

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att uppnåendet av den förutbestämda första och andra beläggningsgraden av partiklar på ñlterorganet på respektive trumma (16) detekteras genom individuell avkänning av trycket hos vätskan på ned- strömssidan av filterorganet hos varje filtreringsenhet (18).

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att frlterorganet (18) på trum- man rengöres genom att trumman (16) försättes i snabb rotation.

4. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att filterorganet (18) på trum- man (16) rengöres genom att trumman försättes i rotation och att ett mot trumman förspänt skrapdon (3 8) därvid avskrapar partikelbeläggningen på trumman.

5. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att filterorganet (18) på trum- man (16) rengöres genom returspolning av trumman med renad vätska.

6. Anordning för kontinuerlig filtrering av partiklar ur en förorenad vätska i en bas- säng ( 10) för att kontinuerligt mata renad vätska till en förbrukare, innefattande två eller ett flertal separata, i vätskan helt nedsänkbara filtreringsenheter ( 14), där varje filtreringsenhet innefattar en roterbar, perforerad trumma ( 16) med ett partikelupp- fángande filterorgan (18) vid mantelytan av trumman, ett utlopp (24) hos respektive trumma (16) för att mata renad vätska till förbrukaren, ett organ för att detektera då en förutbestämd hög beläggningsgrad av partiklar på filterorganet (18) uppnåtts, samt ett med varje trumma (16) samordnat don för att rengöra filterorganet (18) på trumman då den förutbestämda höga beläggningsgraden av partiklar på filterorganet uppnåtts, kännetecknad av att till utloppet (24) hos varje trumma (16) är ansluten dels en pump (26) för att mata renad vätska från trumman (16) till förbrukaren, dels en ventilförsedd returledning (34) till bassängen (10) för att medelst pumpen (26) återföra vätska från trumman (16) till bassängen (10) under uppbyggnad av den för- utbestämda låga beläggningsgraden av partiklar på filterorganet (18) innan pumpen (26) drivs enbart för matning av den renade vätskan till förbrukaren, varvid organet för att detektera då den förutbestämda höga beläggningsgraden av partiklar på fil- n o | n nu - u ~ n o o nu V-øa» 10 15 20 ._:'525 u n s n n n o o I 1 II q 525 213 o ø a n :I o a q n nu 10 terorganet uppnåtts utgöres av en tryckgivare (40) som individuellt avkänner trycket hos vätskan på nedströmssidan av filterorganet (18) hos varje filtreringsenhet ( 14).

7. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att minst en av filtreringsenheterna (14) är anordnad att hålles i ett beredskapstillstånd medan övriga filtreringsenheter (14) arbetar aktivt.

8. Anordning enligt krav 6 eller 7, kännetecknad av att donet för rening av filteror- ganet utgöres av ett avstrykarorgan (3 8) anordnat att anligga mot utsidan av filteror- ganet (18) och avskrapa på detta ansamlat slam vid rotation av trumman ( 16).

9. Anordning enligt krav 6 eller 7, kännetecknad av att donet för rening av ñlteror- ganet (18) utgöres av en motor (46) anordnad att snabbrotera trumman (16).

10. Anordning enligt något av kraven 6-9, kännetecknad av att ett flertal filtre- ringsenheter (14) är upphängda i en gemensam tank (10). Q u a n v» a n ~ u - n u.