UA35196A

UA35196A - Self-cleaning Filter

Info

Publication number: UA35196A
Application number: UA99094890A
Authority: UA
Inventors: Зельман Лазарович Фінкельштейн; Зельман Лазаревич Финкельштейн; Абдалла Сулейман Аль-Хавалдех; Василь Парфенійович Бондаренко; Василий Парфениевич Бондаренко
Original assignee: Донбаський Гірничо-Металургійний Інститут; Донбасский горно-металлургический институт
Priority date: 1999-09-01
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2001-03-15

Abstract

The invention relates to the filters for cleaning of liquids. A filter contains a cylindrical vertical housing with bottom and upper lids, at least one partition forming the chambers of contaminated liquid and filtrate, branch pipes for supply of contaminated liquid, removal of filtrate and discharge of pollution, and inspection hole, a filtering element installed in the housing and device of reverse washing, outlet from which through the locking body is connected with the atmosphere.

Description

Винахід належить до фільтрів для очищення рідин від механічних домішок, в окремому випадку, може бути використаний для очищення води потоків значної продуктивності.The invention belongs to filters for cleaning liquids from mechanical impurities, in a separate case, it can be used for cleaning water flows of significant productivity.

Відомий самоочисний фільтр для відділення рідин від зависей, який містить кожух, в середині якого розташовані у меншій мірі дві фільтруючі перегородки, утворюючі взаємно паралельні секції для забрудненої рідини і як мінімум одну секцію профільтрованого продукта, і пристрій зворотної промивки з контактною плитою у кожній секції забрудненої рідини, пружно прижатої до відповідної перегородки і розташованої у порожнистому тілі, сполученому крізь привідний вал з атмосферою (Патент США Ме 4085051, кл. ВО1О36/16, опубл. в РЖ "Изобретения в СССР и за рубежом", Ме 22, 1978, С. 601.A self-cleaning filter for separating liquids from suspensions is known, which includes a housing in the middle of which at least two filter partitions are located, forming mutually parallel sections for the contaminated liquid and at least one section of the filtered product, and a backwash device with a contact plate in each section of the contaminated of liquid elastically pressed against the corresponding partition and located in a hollow body connected to the atmosphere through the drive shaft (US Patent Me 4085051, class VO1O36/16, published in RZH "Inventions in the USSR and Abroad", Me 22, 1978, C 601.

Недоліком відомого винаходу є те, що конструкція фільтруючих перегородок має малу фільтруючу поверхню по відношенню до об'єму, в якому вони розташовані, що не дозволяє забезпечити достатню продуктивність фільтра.The disadvantage of the known invention is that the design of the filter partitions has a small filtering surface in relation to the volume in which they are located, which does not allow to ensure sufficient filter performance.

Відомий фільтр із зворотною промивкою, який містить зовнішній кожух, охоплюючий проникливий для рідини робочий барабан, розташований на зовнішній поверхні барабана волокнистий фільтруючий елемент та один або декілька стаціонарних кронштейнів для зворотної промивки, притиснутих до фільтруючого елемента та барабана з достатньою герметичністю |Патент США Ме 4759846, кл. ВО1033/06, опубл в РЖ "Изобретения стран мира", Мо 7, 1989, с. 54).A backwash filter is known which includes an outer jacket covering a liquid permeable working drum, a fibrous filter element located on the outer surface of the drum, and one or more stationary backwash brackets pressed against the filter element and the drum with sufficient tightness |US Patent Me 4759846 , class VO1033/06, published in RZ "Izobreteniya stran mira", May 7, 1989, p. 54).

В цьому фільтрі досягнуто збільшення фільтруючої поверхні, але в незначній мірі, так як циліндрична поверхня не є найбільш розвиненню фільтруючою поверхнею відносно зайнятого нею об'єму, що не дозволяє досягнути значної продуктивності фільтра. Відомий також фільтр зворотної промивки для рідин, який містить корпус, в якому розподіляюча стінка ділить його на забруднену та чисту камери, в останній із яких розташовані по колу фільтруючі сегменти, котрі з'єднані крізь торцеві вхідні отвори у розподілюючих стінках з забрудненою камерою, та пристрій зворотної промивки (Патент ФРГ заявка Мо 3918377, кл. ВО1029/68, опубл. в РЖ "Изобретения стран мира", Мо 23, 1991, с. 39).In this filter, an increase in the filtering surface has been achieved, but to a small extent, since the cylindrical surface is not the most developed filtering surface relative to the volume occupied by it, which does not allow to achieve significant filter performance. A backwash filter for liquids is also known, which contains a housing in which a partition wall divides it into a dirty and clean chamber, in the latter of which there are circular filter segments connected through end inlets in the partition walls to the dirty chamber, and backwashing device (German patent application Mo 3918377, class VO1029/68, publ. in RZ "Izobreteniya strán mira", Mo 23, 1991, p. 39).

Недолік фільтра у тому, що загальна сегментна поверхня фільтруючих елементів хоч і більша ніж у попереднього фільтра, але не достатня для досягнення максимально можливої продуктивності фільтра. Крім цього, така поверхня збільшує одночасно очищувану зворотнім потоком рідини поверхню, що знижує продуктивність фільтра, і пояснюється це тим, що кількість фільтроелементів по колу незначна відносно можливої, або що коефіцієнт використання збільшеної фільтруючої поверхні недостатній. Виконання ж сегментної фільтруючої поверхні також достатньо трудомістке.The disadvantage of the filter is that the total segmental surface of the filter elements, although larger than that of the previous filter, is not sufficient to achieve the maximum possible performance of the filter. In addition, such a surface increases the surface simultaneously cleaned by the reverse flow of liquid, which reduces the performance of the filter, and this is explained by the fact that the number of filter elements around the circle is small relative to what is possible, or that the coefficient of use of the increased filtering surface is insufficient. Making a segmented filtering surface is also quite time-consuming.

Найбільш близьким до запропонованого винаходу за технічною сутністю і досягнутим ефектом є фільтр, який містить циліндричний вертикальний корпус з донною та верхньою кришками, як мінімум однією перегородкою, утворюючою камери забрудненої рідини та фільтрату, патрубками для підведення забрудненої рідини, відведення фільтрату та злива забруднень і оглядним люком, установлений у корпусі фільтруючий елемент і пристрій зворотної промивки, вихід з якого через запорний орган сполучений з атмосферою (ПатентThe closest to the proposed invention in terms of technical essence and achieved effect is a filter, which contains a cylindrical vertical body with bottom and top covers, at least one partition, forming a chamber for contaminated liquid and filtrate, nozzles for supplying contaminated liquid, draining filtrate and draining impurities, and an inspection a hatch, a filter element installed in the housing and a backwash device, the outlet of which is connected to the atmosphere through a shut-off device (Patent

Японий, заявка Мо 61-4142 В, кл. ВО1033/06, опубл. в РЖ "Изобретения стран мира", Мо 12, 1987, с. 781.Japanese, application No. 61-4142 B, class. VO1033/06, publ. in RF "Izobreteniya strán mira", May 12, 1987, p. 781.

Відомий фільтр має недостатню продуктивність з причини недостатньої поверхні для очищення рідини і тільки, завдяки високому коефіцієнту використання фільтруючої поверхні в мить її зворотної промивки, його продуктивність вища ніж у попереднього фільтра. Це досягається тим, що площа фільтруючої поверхні, котра очищується від забруднень, в десятки разів може бути меншою від загальної завдяки наявності значної кількості камер для забрудненої рідини, які утворені радіальними ребрами. Але значна кількість цих ребер зменшує поверхню фільтруючого матеріалу, так як останній розташований на внутрішніх торцях цих ребер і контактує з ними по колу, тобто фільтруюча поверхня залежить від товщини ребер та їх кількості. Ця залежність не дозволяє раціонально використовувати фільтруючу поверхню для досягнення потрібної продуктивності фільтра.The known filter has insufficient performance due to the insufficient surface for cleaning the liquid, and only due to the high utilization ratio of the filtering surface at the moment of its backwashing, its performance is higher than that of the previous filter. This is achieved by the fact that the area of the filter surface, which is cleaned of impurities, can be ten times smaller than the total due to the presence of a significant number of chambers for the contaminated liquid, which are formed by radial ribs. But a significant number of these ribs reduces the surface of the filter material, since the latter is located on the inner ends of these ribs and contacts them in a circle, that is, the filtering surface depends on the thickness of the ribs and their number. This dependence does not allow rational use of the filter surface to achieve the desired filter performance.

Технічним завданням винаходу є удосконалення конструкції фільтра, в якому, завдяки конструктивним особливостям фільтруючого елемента досягається підвищення його продуктивності.The technical task of the invention is to improve the design of the filter, in which, thanks to the design features of the filter element, an increase in its productivity is achieved.

Суть запропонованого технічного рішення полягає в тому, що у самоочисному фільтрі, який містить циліндричний вертикальний корпус з донною та верхньою кришками, як мінімум однією перегородкою, утворюючою камери забрудненої рідини та фільтрату, патрубками для підведення забрудненої рідини, відведення фільтрату і злива забруднень та оглядним люком, установлений у корпусі фільтруючий елемент і пристрій зворотної промивки, вихід з якого, через запорний орган сполучений з атмосферою, згідно з винаходом фільтруючий елемент виконаний у вигляді двох концентрично установлених циліндрів, утворюючих разом з двома торцевими стінками кільцеву порожнину, по висоті якої радіально та по колу розташовані непарні та парні плоскі перегородки, які утворюють чергуючі по колу додаткові камери забрудненої рідини і фільтрату, сполучені вікнами відповідно з основними камерами забрудненої рідини і фільтрату, при цьому парні і/або непарні плоскі перегородки виконані проникними, що дозволяє підвищити продуктивність фільтра.The essence of the proposed technical solution is that in the self-cleaning filter, which contains a cylindrical vertical body with bottom and top covers, at least one partition forming a chamber for contaminated liquid and filtrate, nozzles for supplying contaminated liquid, draining filtrate and draining impurities, and an inspection hatch , a filter element and a backwash device installed in the housing, the output of which is connected to the atmosphere through a shut-off device, according to the invention, the filter element is made in the form of two concentrically installed cylinders, which together with the two end walls form an annular cavity, the height of which is radially and horizontally around the circle there are odd and even flat partitions that form additional chambers of contaminated liquid and filtrate alternating around the circle, connected by windows, respectively, to the main chambers of contaminated liquid and filtrate, while the even and/or odd flat partitions are made permeable, which allows to increase productivity of the filter.

На Фіг.1 показаний один з варіантів запропонованого самоочисного фільтра, вертикальний розріз; на Фіг.2 - те ж, поперечний розріз А-А.Figure 1 shows one of the options of the proposed self-cleaning filter, a vertical section; in Fig. 2 - the same, cross section AA.

Фільтр складається із вертикального циліндричного корпуса 1 з донною кришкою 2, верхньою кришкою 3, перегородкою 4, котра розділяє його на основну камеру 5 забрудненої рідини та основну камеру 6 фільтрату, патрубком 7 для підведення забрудненої рідини, патрубком 8 для відведення фільтрату, патрубком 9 для злива забруднень і оглядним люком 10. В середині корпуса 1 та з можливістю обертання установлений фільтруючий елемент 11, виконаний у вигляді циліндра 12 та розташованого коаксіально йому циліндра 13, які разом з стінками 14 та 15 утворюють кільцеву порожнину 16. По всій висоті порожнини 16 та по колу установлені плоскі радіальні непарні 17 і парні 18 перегородки, при цьому непарні 17 і/або парні 18 плоскі перегородки виконані проникливими і відіграють роль плоских фільтруючих стінок. В результаті кільцева порожнина 16 виглядає у поперечному розрізі (Фіг.2) як розташовані по колу одна за другою додаткові камери 19 ї 20 забрудненої рідини і фільтрату відповідно. Додаткові камери 19 забрудненої рідини крізь вікна 21, виконані у стінці циліндра 13 по його висоті у вигляді щілин і по колу, сполучуються з основною камерою 5 забрудненої рідини. Додаткові камери 20 фільтрату крізь вікна 22, виконані у стінці циліндру 12 у вигляді щілин, через циліндр 12 та такі ж у ньому вікна 23 у верхній його частині, розташованій вище перегородки 4, сполучуються з основною камерою б фільтрату. Між оглядним люком 10 та циліндром 13 з можливістю рухливого контакту закріплена нерухомо воронка 24, висота якої більша висоти вікна 21 у циліндрі 13. Вихід із воронки 24 зливним патрубком 25 через запорний орган 26 сполучений з атмосферою. Патрубок 9 для злива забруднень прилаштований запорним органом 27, а фільтр приводом 28 обертання фільтруючого елемента 11.The filter consists of a vertical cylindrical body 1 with a bottom cover 2, an upper cover 3, a partition 4, which divides it into the main chamber 5 of the contaminated liquid and the main chamber 6 of the filtrate, the nozzle 7 for supplying the contaminated liquid, the nozzle 8 for removing the filtrate, the nozzle 9 for dirt drain and inspection hatch 10. In the middle of the housing 1 and with the possibility of rotation, a filtering element 11 is installed, made in the form of a cylinder 12 and a cylinder 13 located coaxially to it, which, together with the walls 14 and 15, form an annular cavity 16. Along the entire height of the cavity 16 and flat radial odd 17 and even 18 partitions are installed around the circle, while the odd 17 and/or even 18 flat partitions are permeable and play the role of flat filtering walls. As a result, the annular cavity 16 looks in a cross section (Fig. 2) as additional chambers 19 and 20 of contaminated liquid and filtrate, respectively, are arranged in a circle one after the other. Additional chambers 19 of the contaminated liquid through the windows 21, made in the wall of the cylinder 13 along its height in the form of slits and in a circle, are connected to the main chamber 5 of the contaminated liquid. Additional filtrate chambers 20 through windows 22 made in the wall of the cylinder 12 in the form of slits, through the cylinder 12 and the same windows 23 in it in its upper part, located above the partition 4, communicate with the main filtrate chamber b. Between the viewing hatch 10 and the cylinder 13 with the possibility of movable contact, a funnel 24 is immovably fixed, the height of which is greater than the height of the window 21 in the cylinder 13. The exit from the funnel 24 is connected to the atmosphere through the drain pipe 25 through the closing body 26. The nozzle 9 for draining impurities is equipped with a shut-off device 27, and the filter is equipped with a drive 28 for rotating the filter element 11.

Забруднена рідина під тиском через патрубок 7 поступає у основну камеру 5 забрудненої рідини, відкіля крізь вікна 21 у циліндрі 13 попадає у всі, крім однієї, додаткові камери 19 забрудненої рідини фільтруючого елемента 11. Тут забруднена рідина зустрічається з проникливими плоскими перегородками 17 та 18, проникає крізь перфорації в них і у вигляді фільтрату поступає у додаткові камери 20, а забруднення, розміри яких більші ніж перфорації у плоских перегородках 17 і 18, поступово накопичуються в додаткових камерах 19.The contaminated liquid under pressure through the nozzle 7 enters the main chamber 5 of the contaminated liquid, from where through the windows 21 in the cylinder 13 it enters all but one of the additional chambers 19 of the contaminated liquid of the filter element 11. Here the contaminated liquid meets the permeable flat partitions 17 and 18, penetrates through the perforations in them and in the form of filtrate enters the additional chambers 20, and impurities, the sizes of which are larger than the perforations in the flat partitions 17 and 18, gradually accumulate in the additional chambers 19.

З додаткових камер 20 фільтрат крізь вікна 22 входить у середину циліндра 12, потім крізь вікна 23 у ньому поступає у основну камеру 6 фільтрату і через патрубок 8 залишає фільтр. Накопичуючись у додаткових камерах 19, забруднення починають поступово забивати перфорації плоских перегородок 17 та 18, що приводить до поступового падіння тиску фільтрату на виході з фільтра. При досягненні завідомо заданого падіння тиску, починає працювати привід 28, котрий обертає фільтруючий елемент 11. В цю ж мить відкривається запорний орган 26 і з'єднує патрубок 25 для зливу забруднень з атмосферою. Завдяки перепаду тиску, який з'явився на вході та виході пристрою зворотної промивки фільтрат із однієї або двох додаткових камер 20, суміжних з однією додатковою камерою 19. розташованою напроти воронки 24 пристрою зворотної промивки, разом з забрудненнями крізь вікно 21 циліндра 13 поступають у воронку 24 та оглядний люк 10, а потім через зливний патрубок 25 і відкритий запорний орган 26 покидають фільтр. Рухаючись зворотно із додаткових камер 20 в додаткову камеру 19, фільтрат очищує від забруднень плоскі перегородки 17 та 18From the additional chambers 20, the filtrate enters the middle of the cylinder 12 through the windows 22, then through the windows 23 it enters the main filtrate chamber 6 and leaves the filter through the nozzle 8. Accumulating in additional chambers 19, impurities begin to gradually clog the perforations of the flat partitions 17 and 18, which leads to a gradual drop in the pressure of the filtrate at the filter outlet. When the known pressure drop is reached, the drive 28 starts to work, which rotates the filter element 11. At the same moment, the closing body 26 opens and connects the nozzle 25 for draining impurities with the atmosphere. Due to the pressure difference that appeared at the inlet and outlet of the backwash device, the filtrate from one or two additional chambers 20, adjacent to one additional chamber 19 located opposite the funnel 24 of the backwash device, together with impurities through the window 21 of the cylinder 13 enter the funnel 24 and the inspection hatch 10, and then through the drain pipe 25 and the open closing body 26 leave the filter. Moving back from the additional chambers 20 to the additional chamber 19, the filtrate cleans flat partitions 17 and 18 from impurities

Обертаючись, фільтруючий елемент 11 послідовно підводить всі додаткові камери 19 до воронки 24 пристрою зворотної промивки, де вони і очищаються від забруднень. Тиск фільтрату поступово зростає до номінального значення і привід 28 відключається. У основній камері 5 корпуса 1 забруднена рідина підлягає гравітаційному очищенню і частинки забруднень осідають на донній стінці 2 корпуса 1. Для виведення їх з корпуса 1 запорний орган 27 періодично відкривається і забруднення разом з часткою рідини через патрубок 9 зливаються, при цьому сумісність циклу злива забруднень з корпуса 1 та циклу очищення фільтруючого елемента 11 не обов'язкова.Rotating, the filter element 11 sequentially brings all the additional cameras 19 to the funnel 24 of the backwash device, where they are cleaned of impurities. The pressure of the filtrate gradually increases to the nominal value and the drive 28 is turned off. In the main chamber 5 of housing 1, the contaminated liquid is subject to gravity cleaning and particles of pollution settle on the bottom wall 2 of housing 1. To remove them from housing 1, the shut-off body 27 is periodically opened and the pollution is drained together with a portion of the liquid through the nozzle 9, while the compatibility of the cycle of draining pollution from housing 1 and the filter element 11 cleaning cycle is optional.

Подальша робота фільтра іде по вище описаній схемі.Further work of the filter follows the scheme described above.

Виконання фільтруючих поверхонь у вигляді плоских перегородок 17 та 18, розташованих радіально, забезпечує простоту виготовлення фільтруючого елемента 11 та найбільш важливо дозволяє значно збільшити його фільтруючу поверхню без збільшення габаритів корпуса 1, що забезпечує підвищення продуктивності фільтра.The execution of filtering surfaces in the form of flat partitions 17 and 18, located radially, ensures the simplicity of manufacturing the filtering element 11 and, most importantly, allows to significantly increase its filtering surface without increasing the dimensions of the housing 1, which ensures an increase in the performance of the filter.

Запропонований фільтр може бути використаний для очистки потоків забрудненої рідини значної продуктивності так, як фільтр має значну фільтруючу поверхню, завдяки раціональному розташуванню фільтруючих перегородок та наявності при цьому декількох десятків додаткових камер.The proposed filter can be used to clean streams of polluted liquid with a high productivity, as the filter has a large filtering surface, thanks to the rational arrangement of the filtering partitions and the presence of several dozen additional chambers.

Таким чином, запропоновані відмітні ознаки разом з відомими забезпечують підвищення продуктивності фільтра.Thus, the proposed distinguishing features, together with the known ones, provide an increase in the performance of the filter.

8 з ! | - т | Га ли ГТ,8 out of ! | - t | Is it GT,

З со Й 26 25 й " р віше Ї5е - ше с -- й ій че ти-- Б ГеZ so Y 26 25 y " r more Я5e - ше s -- и ий че ty-- B Ge

Фіг, 1Fig, 1

А-А ів 16 пиши -ре БЕ - ЯК --вА-А iv 16 write -re BE - HOW --v

Фіг 2Fig 2

Claims

A self-cleaning filter, which contains a cylindrical vertical housing with bottom and top covers, at least one partition, forming chambers of contaminated liquid and filtrate, nozzles for supplying contaminated liquid, draining filtrate and draining impurities and an inspection hatch, a filter element installed in the housing and a backwash device , the output of which is connected to the atmosphere through a shut-off device, which differs in that the filter element is made in the form of two concentrically installed cylinders, which together with the two end walls form an annular cavity, along the height of which there are odd and even flat partitions located radially and in a circle, which form additional chambers of contaminated liquid and filtrate alternating in a circle, connected by windows, respectively, to the main chambers of contaminated liquid and filtrate, while even and/or odd flat partitions are made permeable.