SU1761209A1

SU1761209A1 - Unit for filtering suspensions

Info

Publication number: SU1761209A1
Application number: SU904825197A
Authority: SU
Inventors: Иосиф Исрафимович Дамиров; Алексей Иванович Албулов; Владимир Николаевич Качалов; Людмила Ивановна Ковальчук; Евгений Алексеевич Орлов
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1990-05-14
Publication date: 1992-09-15

Abstract

Изобретение относитс к устройствам дл разделени суспензий с использованием пористых перегородок и может быть ис- пользовано в микробиологической, химической, пищевой и других отрасл х промышленности. Целью изобретени вл етс повышение производительности и стабильности фильтровани , а также упрощение конструкции. Установка дл фильтровани суспензий содержит емкость 1 дл суспензии с технологическими магистрал ми патрубками 2 - подвода суспензии, 3 и 4 - подвода сгущенной суспензии на рециркул цию, 5 - вывода осадка. 6 - отвода суспензии к циркул ционному насосу 7. Циркул ционный насос 7 подключен к входу блока 8 трубчатых фильтрующих элементов 9. Выход блока 8 соединен с емкостью 1 дл суспензии. Блок 8 размещен в сборнике фильтрата 10 с патрубком 11 дл его отвода. Устройство дл генерировани пульсаций потока суспензии в фильтрующих элементах 9 размещено между емкостью 1 дл суспензии и блоком 8 фильтрующих элементов 9. Фильтрующие элементы 9 подключены параллельно один другому в блоке 8. Блок 8 соединен с магистрал ми с помощью гибких шлангов 12 и подвешен в сборнике фильтрата 10 на эластичных опорах 13. Устройство дл генерировани пульсаций включает з себ два установленных на входе и зыходе блока 8 фильтрующих элементов 9 клапана 14 и 15 (тарелочных, пластинчатых, шари- коаых и т.п). Клапаны 14 и 15 смонтированы с возможностью их поочередного срабатывани дл создани пульсаций Б потоке суспензии , проход щей через фильтрующие элементы 9. Клапан 14 установлен в магистрали , соедин ющий выход блока 8 с емкостью 1 дл суспензии, а клапан 15 подключен к входу блока 8 параллельно магистрали , соедин ющей этот вход с емкостью 1 дл суспензии. 1 ил. сл 1C vi о ю о юThe invention relates to devices for separating suspensions using porous partitions and can be used in the microbiological, chemical, food and other industries. The aim of the invention is to improve the performance and stability of the filtration, as well as simplify the design. The plant for filtering suspensions contains a suspension container 1 with technological lines by nozzles 2 for supplying the suspension, 3 and 4 for supplying the condensed suspension for recycling, 5 for withdrawing the sediment. 6 - withdrawing the suspension to the circulating pump 7. The circulating pump 7 is connected to the inlet of the block 8 of tubular filter elements 9. The output of the block 8 is connected to the tank 1 for the suspension. The block 8 is placed in the collection of filtrate 10 with a pipe 11 for its removal. A device for generating pulsations of the suspension flow in the filter elements 9 is placed between the suspension container 1 and the filter element block 8 9. The filter elements 9 are connected in parallel to one another in the block 8. The block 8 is connected to the mains via flexible hoses 12 and is suspended in the filtrate collector 10 on elastic supports 13. A device for generating pulsations includes two two filter elements 9 of valve 14 and 15 (plate, plate, ball, etc.) installed at the inlet and outlet of the block 8. Valves 14 and 15 are mounted with alternate actuation to create pulsations B of the suspension flow passing through the filtering elements 9. Valve 14 is installed in the line connecting the output of unit 8 with capacity 1 for suspension, and valve 15 is connected to the input of unit 8 in parallel a line connecting this entrance with a container 1 for suspension. 1 il. sl 1C vi oh oh

Description

Изобретение относитс к устройствам дл разделени суспензии с использованием пористых перегородок и может быть использовано в микробиологической, химической, пищевой и других отрасл х промышленности.The invention relates to a device for separating a suspension using porous partitions and can be used in the microbiological, chemical, food and other industries.

Известны установки дл фильтровани суспензий, содержащие в качестве фильтрующих элементов цилиндрические патроны, установленные на трубопроводах, по которым прокачиваетс суспензи .Installations for filtering slurries are known, containing cylindrical cartridges as filter elements mounted on pipelines through which the slurry is pumped.

Недостатком известных установок вл етс низка производительность из-за непроизводительных затрат рабочегоA disadvantage of the known installations is the low productivity due to the overhead of the worker.

времени на периодическую регенерацию фильтрующих элементовtime for periodic regeneration of filter elements

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению (прототипом) вл етс установка дл фильтровани суспензии , содержаща емкость дл суспензии с технологическими патрубками,установленный на ее выходе циркул ционный насос, подключенный к входу блока трубчатых фильтрующих элементов, выход которого соединен с емкостью дл суспензии, сборник фильтрата и устройство дл генерирова- н и пульсаций потока суспензии в фильтрующих элементах, размещенное между емкостью дл суспензии и блоком фильтрующих элементов. Устройство дл генерировани пульсации потока состоит из пневматических клапанов и командного устройства , обеспечивающего их импульсный режим работы, что позвол ет генерировать пульсации потока суспензии в трубчатых Фильтрующих элементах и преп тствует осаждению твердой фазы на их поверхностиClosest to the proposed technical solution (prototype) is a suspension filtering unit, containing a suspension tank with process nozzles, a circulation pump installed at its outlet, connected to the inlet of a tubular filter element assembly, the outlet of which is connected to the suspension tank, collection of filtrate and a device for generating and pulsating a slurry stream in filter elements placed between the slurry tank and the filter element block. A device for generating flow pulsations consists of pneumatic valves and a command device that provides them with a pulsed mode of operation, which allows pulsation of a suspension flow in tubular filter elements to be generated and prevents the deposition of a solid phase on their surface.

Недостатками известной установки (прототипа) вл етс недостаточно высока производительность и стабильность фильтровани При прохождении суспензии по соединенным последовательно трубчатым фильтрующим элементам скорость потока снижаетс в уменьшающем объеме фильтруемой среды Это приводит к уменьшению интенсивности пульсаций потока и частичному осаждению твердой фазы на фильтрующих поверхност х. Кроме того, поддержание пульсационного режима в потоке за счет поочередного переключени пневмоклапанов с помощью командного устройства достаточно сложно в конструктивном отношении и не обеспечивает эффективного использовани энергии гидроудара в потоке дл поддержани интенсивных вибраций фильтрующих элементовThe disadvantages of the known installation (prototype) are not sufficiently high performance and filtration stability. When the suspension passes through the tubular filter elements connected in series, the flow rate decreases in a decreasing volume of the medium to be filtered. This leads to a decrease in the intensity of flow pulsations and partial deposition of the solid phase on the filter surfaces. In addition, maintaining the pulsation mode in the flow due to the alternate switching of the pneumatic valves using the command device is quite difficult in a constructive way and does not ensure the efficient use of the water hammer in the flow to maintain intensive vibrations of the filter elements.

Целью изобретени вл етс повышение производительности и стабильности фильтровани , а также упрощение конструкции .The aim of the invention is to improve the performance and stability of the filtration, as well as simplify the design.

Указанна цель достигаетс тем, что в установке дл фильтровани суспензий, содержащей емкость дл суспензии с технологическими патрубками, установленный на ее выходе циркул ционный насос, подключенный к входу блока трубчатых фильтрующих элементов, выход которого соединен с емкостью дл суспензии сборник фильтрата и устройство дл генерировани пульсаций потока суспензии в фильтрующих элементах, размещенное между емкостью дл суспензии и блоком фильтрующих элементов , согласно изобретению, фильтрующие элементы подключены параллельно один другому в блоке, соединенном с магистрал ми установки с помощью гибких шлангов и подвешенном в сборнике фильтрата на эластичных опорах, а устройство дл генерировани пульсаций включает в себ два установленных на входе и выходе блока фильтрующих элементов клапана, при этом клапаны смонтированы с возможностью ихThis goal is achieved by the fact that, in an installation for filtering suspensions containing a container for suspension with process nozzles, a circulation pump installed at its outlet is connected to the inlet of a block of tubular filter elements, the output of which is connected to the container for suspension is a filtrate collector and a device for generating pulsations the flow of the suspension in the filter elements placed between the container for the suspension and the block of filter elements according to the invention, the filter elements are connected parallel tionary one another in the block connected to the main line E installation using flexible hoses and suspended in the collection of the filtrate resiliently mounted, and the device for pulsation generating comprises two installed at the inlet and outlet valve of filter element unit, wherein the valves are mounted with the possibility of

0 поочередного срабатывани дл создани пульсаций в потоке суспензии, проход щей через фильтрующие элементы0 alternate actuation to create pulsations in a slurry stream passing through filter elements

На чертеже показана схема предлагаемой установки.The drawing shows the scheme of the proposed installation.

5Установка дл фильтровани суспензий5Use slurry filter

содержит емкость 1 дл суспензии с технологическими магистрал ми патрубками 2 подвода суспензии 3 и 4-подвода сгущенной суспензии на рециркул цию 50 вывода осадка, 6-отводз суспензии к циркул ционному насосу 7 Циркул ционный насос 7 подключен к входу блока 8 трубчатых фильтрующих элементов 9 Выход блока 8 соединен с емкостью 1 дл суспензииIt contains a suspension container 1 with process lines by the branch pipes 2 for supplying the suspension 3 and 4 for supplying the condensed suspension to the recirculation 50 of sediment output, 6 branches of the suspension to the circulation pump 7 Circulating pump 7 is connected to the inlet of the block 8 of tubular filter elements 9 Output block 8 is connected to the tank 1 for suspension

5 Блок 8 размещен в сборнике фильтрата 10 с патрубком 11 дл его отвода Устройство дл генерировани пульсации потока суспензии в фильтрующих элементах 9 размещено между емкостью 1 дл суспензии и5 Block 8 is placed in a collection of filtrate 10 with a pipe 11 for its removal. A device for generating a pulsation flow of the suspension in the filter elements 9 is placed between the container 1 for the suspension and

0 блоком 8 фильтрующих элементов 9 Фильтрующие элементы 9 подключены параллельно один другому в бпоке 8 Блок 8 соединен с магистрал ми установки с помощью гибких шлангов 12 и подвешен в0 by a block 8 of filter elements 9 The filter elements 9 are connected in parallel to one another in the side 8; Block 8 is connected to the installation mains by means of flexible hoses 12 and suspended in

5 сборнике фильтрата 10 на эластичных опорах 13. Устройство дл генерировани пульсаций включает в себ два установленных на входе и выходе блока 8 фильтрующих элементов 9 клапана 14 и 15 (тарелочных,5 a collection of filtrate 10 on elastic supports 13. A device for generating pulsations includes two filter elements 9 that are installed at the inlet and outlet of the block 8 of filter elements 9, valves 14 and 15 (plate,

0 пластинчатых, шариковых и т п) Клапан 14 и 15 смонтированы с возможностью их поочередного срабатывани дл создани пульсации в потоке суспензии, проход щей через фильтрующие элементы 9 Клапан 140 plate, ball, and so on. P) Valve 14 and 15 are mounted with the possibility of their alternate actuation to create a pulsation in the flow of the suspension passing through the filtering elements 9 Valve 14

5 установлен в магистрали, соедин ющий выход блока 8 с емкостью 1 дл суспензии, а клапан 15 подключен к входу блока 8 параллельно магистрали, соедин ющей этот вход с емкостью 1 дл суспензии5 is installed in the line connecting the outlet of the block 8 with the container 1 for suspension, and the valve 15 is connected to the inlet of the block 8 in parallel with the line connecting this entrance with the container 1 for the suspension

0Установка работает следующим образом .0Installation works as follows.

Суспензи подаетс в емкость 1 через патрубок 2, а из нее через патрубок 6 насосом - в фильтрующие элементы 9 Жидка The suspension is fed into the container 1 through the pipe 2, and from there through the pipe 6 by the pump into the filter elements 9 Liquid

5 фаза суспензии фильтруетс через пористые стенки трубчатых элементов 9 и собираетс в сборнике фильтрата 10, откуда выводитс через патрубок 11. Твердые частицы , увлекаемые потоком суспензии, непрерывно циркулируют сгуща сь в5, the suspension phase is filtered through the porous walls of the tubular elements 9 and is collected in a filtrate collector 10, from where it is discharged through the nozzle 11. Solids entrained in the slurry stream circulate continuously, condensing

уменьшающемс объеме фильтруемой суспензии . Прошедша цикл фильтровани сгущенна суспензи через патрубки 3 и 4 сливаетс в емкость 1, а из нее насосом 7 снова подаетс на рециркул цию в фильтрующие элементы 9. Сгущенна масса суспензии (осадок) периодически выводитс из нижней части емкости 1 через патрубок 5. .Осаждению твердой фазы на внутренней поверхности фильтрующих элементов 9 преп тствует пульсационно-турбулентный режим, создаваемый в потоке суспензии, прокачиваемой через эти фильтрующие элементы . Параллельное подключение фильтрующих элементов 9 в блоке 8 обеспечивает посто нную высокую скорость потока в них, что способствует эффекту гидродинамической очистки поверхности фильтрующих элементов. При включении насоса 7 суспензи , проход внутренние полости фильтрующих элементов 9, через открытый клапан 14 сливаетс в емкость 1. При этом под действием давлени суспензии клапан 14 закрываетс и в питающей магистрали, включа и внутренние полости элементов 9, происходит гидравлический удар, сопровождающийс резким повышением давлени . Под действием этого давлени происходит открытие клапана 15 и суспензи , теперь уже через клапан 15, сливаетс в емкость 1.decreasing volume of filtered suspension. The filtration cycle that has passed through the condensed suspension through pipes 3 and 4 is discharged into container 1, and from it pump 7 is recycled again to filter elements 9. The condensed mass of suspension (sediment) is periodically removed from the bottom of tank 1 through pipe 5. Solid deposition The phases on the inner surface of the filtering elements 9 are prevented by the pulsating-turbulent regime created in the flow of the suspension pumped through these filtering elements. The parallel connection of the filtering elements 9 in block 8 ensures a constant high flow rate in them, which contributes to the effect of hydrodynamic cleaning of the surface of the filtering elements. When the pump 7 is turned on, the passage of the internal cavities of the filter elements 9 through the open valve 14 is discharged into the container 1. Under the action of the pressure of the suspension, the valve 14 is closed and in the supply line, including the internal cavities of the elements 9, a hydraulic shock occurs, accompanied by a sharp increase pressure. Under the action of this pressure, valve 15 opens and the suspension, now through valve 15, is discharged into container 1.

Происход щее при этом падение давлени в питающей магистрали, включа и внутренние полости элементов 9, вызывает. в свою очередь, открытие клапана 14, а клапан 15 закрываетс . Система возвращаетс в исходное состо ние и пульсационный цикл повтор етс , при этом обеспечиваетс поочередное автоматическое срабатывание клапанов 14 и 15. Дл поддержани стабильности частоты пульсаций потока в полост х фильтрующих элементов 9, на входе в блок 8 обеспечиваетс посто нство гидродинамического напора суспензии, подаваемой насосом 7 из емкости 1. Стабильность давлени на входе в насос 7 обеспечиваетс поддержанием посто нного уровн суспензии в емкости 1 с помощью, например, поплавкового регул тора уровн (на фиг. не показан).The resulting pressure drop in the supply line, including the internal cavities of the elements 9, causes. in turn, the opening of the valve 14, and the valve 15 is closed. The system returns to its original state and the pulsation cycle repeats, while providing alternate automatic actuation of valves 14 and 15. To maintain the stability of the frequency of the flow pulsations in the cavities of the filter elements 9, the hydrodynamic pressure of the suspension supplied by the pump is maintained at the entrance to block 8 7 from the tank 1. The pressure stability at the inlet to the pump 7 is ensured by maintaining a constant level of suspension in the tank 1 with, for example, a float level regulator (in FIG. azan).

Таким образом в системе реализуетс автоматически поддерживаемый пульсационно-турбулентный режим, преп тствующий осаждению твердой части суспензии на внутреннюю поверхность фильтрующих элементов 9. Происход щие при этом гидроудары вызывают вибрации блока 8 фильтрующих элементов 9, что способствуетIn this way, the system automatically implements a pulsation-turbulent regime that prevents the solid part of the suspension from depositing on the inner surface of the filter elements 9. The hydraulic shocks that occur at the same time cause the block 8 of filter elements 9 to vibrate, which contributes to

исключению попул ризационных влений пои фильтровании. При этом обеспечиваетс высока интенсивность вибраций блока 8, т.к. он подключен к остальной части установки с помощью гибких шлангов 12 и установлен в сборнике 10 на эластичных, например, пружинных, опорах 13. Вибрации фильтрующих элементов 9 и пульсации потока в их внутренних полост х преп тствуют осаждению твердых частиц на фильтрующих поверхност х в процессе фильтрации. В результате этого повышаетс производительность фильтровани и обеспечиваетс его стабильность во времени , т.к. исключаетс забивание пор фильтрующих элементов и св занное с этим падение пропускной способности пористых стенок. Кроме тете, в предлагаемой установке отсутствует необходимость в специальном командном устройстве дл управлени переключением клапанов, т.к. под воздействием напора суспензии происходит их автоматическое срабатывание, в результате чего реализуетс режим течени , сопровождающийс непрерывно повтор ющимис в неизменной частотой гидроударами в потоке, прокачиваемом через внутренние полости фильтрующих элементов. В результате этого упрощаетс конструкци установки, снижаетс ее стоимость и облегчаетс техническое обслуживание и эксплуатаци участка фильтровани технологической линии .elimination of popularization phenomena by filtering. At the same time, the intensity of the vibrations of the block 8 is high, since it is connected to the rest of the installation by means of flexible hoses 12 and is installed in elastic reservoir 10 on elastic, for example, spring, supports 13. Vibrations of filter elements 9 and flow pulsations in their internal cavities prevent the deposition of solid particles on the filter surfaces during filtration . As a result, the filtration performance is improved and its stability over time is ensured, since blocking of the pores of the filter elements and the consequent drop in throughput of the porous walls are avoided. In addition to the aunt, in the proposed installation there is no need for a special command device to control the switching of the valves, since under the influence of the pressure of the suspension, they automatically operate, resulting in a flow regime, accompanied by continuous blows at a constant frequency through a stream pumped through the internal cavities of the filter elements. As a result, the design of the plant is simplified, its cost is reduced and maintenance and operation of the filtration section of the process line is facilitated.

Claims

Invention Formula

An installation for filtering suspensions, containing a suspension tank with technological lines, a circulation pump installed at the inlet of the tank, connected to the inlet of a tubular filtering element block, the outlet of which is connected to the suspension tank, a filtrate collector and a pulsation generating device for suspension flow, located between capacity for the suspension and the block of filter elements, so that it is so that, in order to increase the productivity of the installation, the stability of the filtration and simplify Instructions, filtering elements in the block are connected in parallel, while the block is connected to the installation mains through flexible hoses and installed in a collection on elastic supports, into a device for generating pulsations made in the form of installed at the inlet and outlet

block of filter elements of valves mounted with the possibility of their alternate actuation.

k