патронний фільтр
C13B20 / 16 - Виробництво цукру (полісахариди, наприклад крохмаль, їх похідні C08B, солод C12C)
Власники патенту RU 2441920:
Товариство з обмеженою відповідальністю Інжинірингова Компанія "Нові технології в промисловості" (RU)
Винахід відноситься до техніки фільтрування в цукровій промисловості соків I і II сатурації, фільтрування сиропу, а саме до патронним фільтрам, призначеним для очищення рідини від механічних домішок. Патронний фільтр включає вертикальний циліндричний корпус з конічною нижньою частиною і кришкою, встановлені усередині корпусу вертикально паралельними рядами фільтрувальні патрони, консольно прикріплені верхньою частиною до розміщених під кришкою колекторним трубках, і мають в поперечному перерізі центральні ділянки в формі еліпса і радіально розташовані щодо вертикальної осі патрона периферійні ділянки і закріплену зовні на патронах фільтрувальну тканину. Колекторні трубки приєднані до патрубків відведення фільтрату, які підключені до закріпленого на корпусі ресивера для стисненого повітря. Корпус забезпечений руками для підведення рідини, декомпресії і вивантаження осаду, розташованим в його верхній частині притискним пристроєм для вертикальної фіксації патронів, що містить горизонтально і поперечно розташовані щодо рядів фільтрувальних патронів траверси. Радіально розташовані периферійні ділянки кожного фільтрувального патрона утворюють звужуються канали. У зоні між центральним і периферійними ділянками поверхню патрона вигнута всередину патрона, а фільтрувальна тканина закріплена на поверхні патронів з можливістю її переміщення щодо зовнішньої поверхні зазначених ділянок для її очищення від осаду. Поверхня радіально розташованих периферійних ділянок фільтрувальних патронів слід виконувати хвилеподібною. Винахід забезпечує підвищення продуктивності фільтра, підвищення ефективності очищення фільтрувальної тканини, зменшення вібрації фільтрувальних патронів при імпульсному підводі в них стисненого повітря і збільшення питомої площі фільтрації апарату. 1 з.п. ф-ли, 8 мул.
Винахід відноситься до техніки фільтрування в цукровій промисловості соків I і II сатурації, фільтрування сиропу, а саме до патронним фільтрам, призначеним для очищення рідини від механічних домішок.
Недоліком патронного фільтру зі зворотним промиванням фільтратом є те, що для забезпечення необхідної регенерації патронів в ньому повторно вимушено фільтрується до 3-5 м 3 фільтрату, що використовується для зворотної промивки. Це знижує продуктивність фільтра і погіршує його регенерацію.
Недоліком патронного фільтру з імпульсною очисткою є те, що не досягається необхідна продуктивність фільтра при значному часу регенерації тканини через щільного прилягання тканини до поверхні фільтрувального патрона і неможливості її значного переміщення при імпульсної подачі стисненого повітря з ресивера для очищення тканини від осаду; можливість вібрації і зіткнення фільтрувальних патронів при імпульсному підводі в них стисненого повітря, а також недостатня питома площа фільтрації апарату.
Технічний результат полягає в підвищенні продуктивності фільтра, підвищенні ефективності очищення фільтрувальної тканини (регенерації), зменшенні вібрації фільтрувальних патронів при імпульсному підводі в них стисненого повітря, збільшенні питомої площі фільтрації апарату.
Цей результат досягається тим, що запропонований патронний фільтр включає вертикальний циліндричний корпус з конічною нижньою частиною і кришкою, встановлені усередині корпусу вертикально паралельними рядами фільтрувальні патрони, консольно прикріплені верхньою частиною до розміщених під кришкою колекторним трубках, і мають в поперечному перерізі центральні ділянки в формі еліпса і радіально розташовані щодо вертикальної осі патрона периферійні ділянки і закріплену зовні на патронах фільтрувальну тканину, кол екторние трубки приєднані до патрубків відведення фільтрату, останні підключені до закріпленого на корпусі ресивера для стисненого повітря, патрубки для підведення рідини, декомпресії і вивантаження осаду. Корпус забезпечений в його верхній частині притискним пристроєм для вертикальної фіксації патронів, що містить горизонтально і поперечно розташовані щодо рядів фільтрувальних патронів траверси. Радіально розташовані периферійні ділянки кожного фільтрувального патрона утворюють звужуються канали. У зоні між центральним і периферійними ділянками поверхню патрона вигнута всередину патрона, а фільтрувальна тканина закріплена на поверхні патронів з можливістю її переміщення щодо зовнішньої поверхні зазначених ділянок для її очищення від осаду. Поверхня радіально розташованих периферійних ділянок фільтрувальних патронів виконана хвилеподібною.
Винахід пояснюється кресленнями, на яких наведені такі зображення:
Фиг.1 - патронний фільтр, загальний вигляд;
Фиг.2 - розріз по А-А фіг.1;
Фіг.3 - колекторна трубка з фільтрувальними патронами;
Фіг.4 - розріз Б-Б на Фіг.3 по фільтрувальним патронам;
Фіг.5 - фільтрувальний патрон, загальний вигляд;
Фіг.6 - розріз В-В на фіг.5 фільтрувального патрона, варіант виконання з двома вигинами поверхні патрона;
Фіг.7 - розріз В-В на фіг.5 фільтрувального патрона, варіант виконання з хвилеподібною поверхнею периферійних ділянок;
Фіг.8 - перетин Г-Г на фіг.2 по траверсі притискного пристрою.
Патронний фільтр включає циліндричний корпус 1 з конічною нижньою частиною, кришку 2, встановлені усередині корпусу під кришкою паралельними рядами колекторні трубки 3, об'єднані в секції, внутрішню кишеню фільтрату 4 і зовнішній колектор фільтрату 5, з'єднані між собою патрубками для відведення фільтрату 6, а також з встановленим на корпусі ресивером стиснутого повітря 7. до колекторним трубках 3 консольно, тобто тільки верхньою частиною, прикріплені фільтрувальні патрони 8, мають в поперечному перерізі геометричну форму еліпса. Фільтрувальні патрони 8 мають на бічній поверхні поздовжні вигини 9 всередину патронів, які утворюють не менше двох симетричних відносно малої і великої осі еліпса увігнутих ділянок поверхонь. У фільтрувальних патроні по всій його висоті розташована внутрішня трубка 10 для відбору фільтрату. На зовнішній поверхні фільтрувального патрона закріплена фільтрувальна тканина 11. Фильтровальная тканина може щільно прилягати до поверхні патрона або перебувати на деякій відстані від неї. Над фільтрувальними патронами розташоване притискний пристрій 12, виконане у вигляді горизонтальних траверс 13, розташованих поперечно щодо рядів колекторних трубок 3 з патронами 8. Траверси зафіксовані гайками 14. На корпусі фільтру є патрубок 15 для підведення нефільтрованого соку, патрубок 16 для декомпресії, патрубок 17 видалення суспензії, патрубок 18 аварійного спорожнення фільтра, патрубок 19 загального відведення фільтрованого соку з апарату. У конічної частини корпусу фільтра розташований рассекатель осаду 20, а з зовнішньої поверхні закріплені опорні лапи 21.
Патронний фільтр працює наступним чином.
Відкривається вентиль на патрубку 16, повідомляє корпус 1 фільтра зі збіркою нефільтрованого соку, і здійснюється вирівнювання тиску всередині корпусу з атмосферним (декомпресія). Потім відкривається вентиль на патрубку 15 і відбувається наповнення корпусу нефільтрованим соком до верхнього рівня, після чого патрубок 16 перекривається і в корпусі фільтра створюється тиск. Відкриваються патрубки 6 і нетривалий час здійснюється процес рециркуляції (скидання) через патрубок 19 в збірник нефільтрованого соку перших митних порцій фільтрату, в ході якого одночасно відбувається намивання шару осаду на фільтрувальної тканини 11 патронів 8. Відбір фільтрату в фільтрувальних патронах здійснюється за допомогою трубок 10. При це фільтрувальна тканина під дією сили тиску на бічну поверхню патронів входить в поздовжні вигини 9 і щільно прилягає до неї (фіг.6, 7). Після досягнення необхідної прозорості фільтрату процес рециркуляції завершується і починається власне процес фільтрації - відбір фільтрату з патрубка 19 перемикається на збірник фільтрованого соку, а фільтрація здійснюється протягом певного часу, наприклад до 600 сек. Після цього закриваються вентилі на патрубках 6 і відкриваються вентилі на патрубках 16 і ресивері 7. Протягом короткого часу (кілька секунд) відбувається компресія в колекторі 5 і декомпресія корпусу фільтра 1 шляхом повернення фільтрату в збірник нефільтрованого соку. Далі здійснюється очищення фільтрувальних патронів від шару утвореного осаду створенням зворотних нетривалих імпульсів стисненого повітря, що створюються по черзі в секціях з паралельно включених колекторних трубок 3. Очищення проводиться шляхом подачі повітря під тиском 0,09-0,11 МПа в загальний колектор 5, а з колектора - послідовно в кожну групу фільтрувальних патронів. При цьому відкриті вентилі 16 і на подачі стисненого повітря від ресивера 7, а вентилі на патрубках 6 по черзі відкриваються і закриваються на кілька секунд через задані проміжки часу. Після проходження останнього імпульсу закриваються вентилі на патрубках 6 і на ресівері 7.
Короткочасна серія імпульсів проводиться при заповненому фільтрі, що істотно скорочує час на регенерацію і дозволяє фільтру працювати з більшою продуктивністю практично в безперервному режимі. Подібна серія імпульсів може повторюватися від одного до декількох разів за цикл роботи фільтра при погіршенні якості фільтрованої соку, в залежності від швидкості утворення осаду і його товщини. В результаті на регенерацію тканини витрачається мінімальна кількість фільтрату, а саме те, що знаходиться всередині самих фільтрувальних патронів.
Особлива, з поздовжніми вигинами 9 форма бічної поверхні фільтрувального патрона збільшує питому площу фільтрації в тих же габаритних розмірах поперечного перерізу і, одночасно, забезпечує найбільший хід переміщення фільтрувальної тканини в момент відведення від поверхні (фіг.6, 7). Тим самим полегшується, в порівнянні з прототипом, відшаровування і видалення фільтраційного осаду при проходженні імпульсу стисненого повітря, що істотно покращує і прискорює регенерацію. При регенерації фільтрувальних патронів з декількома вигинами (фіг.7) більш рівномірно створюється навантаження на тканину, а також зменшується стирання її на бічній поверхні патрона 8 і продовжується термін служби тканини.
Осадження відшарованому від фільтрувальної тканини осаду здійснюється при відкритому вентилі на патрубку 16 і завершується при відкритому вентилі на патрубку 17. Причому фільтр протягом усього циклу роботи залишається заповненим соком, а суспензія видаляється одночасно з початком нового циклу.
На початку наступного циклу роботи при подачі нефільтрованого соку в патрубок 15 одночасно здійснюються три операції: долив фільтра, намивання шару осаду на фільтрувальних патронах і видалення осаду з нижньої частини корпусу. Розсікач осаду 20 направляє потік на внутрішню конічну поверхню і сприяє кращому змивання осаду. При цьому відбувається повне видалення осаду з корпусу шляхом видавлювання його до збірки суспензії. Закривається вентиль на патрубку 17, відкривається вентиль на патрубку 18 і відбувається повернення суспензії в збірник нефільтрованого соку; закривається вентиль 18; відкриваються вентилі на патрубках 6 і 19; відбувається повернення залишку суспензії в збірник нефільтрованого соку - відбувається скидання митних порцій.
При проходженні імпульсів стисненого повітря через консольно встановлені фільтрувальні патрони на них передаються динамічні дії, які можуть привести в прототипі до переміщення до зіткнення нижніх частин патронів і вібрації з наступним руйнуванням. Горизонтальні траверси 13 при певному регульованому зусиллі затяженія гайок 14 надійно фіксують патрони, підвищують жорсткість конструкції і запобігають подібне явище.
1. Патронний фільтр, що включає вертикальний циліндричний корпус з конічною нижньою частиною і кришкою, встановлені усередині корпусу вертикально паралельними рядами фільтрувальні патрони, консольно прикріплені верхньою частиною до розміщених під кришкою колекторним трубках, і мають в поперечному перерізі центральні ділянки в формі еліпса і радіально розташовані щодо вертикальної осі патрона периферійні долі і закріплену зовні на патронах фільтрувальну тканину, колекторні трубки приєднані до патрубків відп да фільтрату, останні підключені до закріпленого на корпусі ресивера для стисненого повітря, патрубки для підведення рідини, декомпресії і вивантаження осаду, який відрізняється тим, що корпус забезпечений в його верхній частині притискним пристроєм для вертикальної фіксації патронів, що містить горизонтально і поперечно розташовані щодо рядів фільтрувальних патронів траверси, при цьому радіально розташовані периферійні ділянки кожного фільтрувального патрона утворюють звужуються канали, в зоні між центральним і периферійними участк ами поверхню патрона вигнута всередину патрона, а фільтрувальна тканина закріплена на поверхні патронів з можливістю її переміщення щодо зовнішньої поверхні зазначених ділянок для її очищення від осаду.
2. Патронний фільтр по п.1, що відрізняється тим, що поверхня радіально розташованих периферійних ділянок фільтрувальних патронів виконана хвилеподібною.