Способ фильтрования и вибрационный фильтр для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИБ ОСУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ФИЛЬТРОВАНИЯ И РАЦИОННЪЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ЕГО ЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение может быть исцользова но в химическом, нефтеперерабатыва ющем, полимерном машиностроении и позволяет повысить пропускную способность фильтра и улучшить очистку фильтровальной перегородки. Среду пропускают через фильтроперегородку, которую вибрируют в двух(51)5 В 01 Р 37/00, 29/72 направлениях фильтрации среды: перпендикулярном и параллельном, и фильтрование осуществляется одновременно при пульсации давления, причем направление вибрации периодически меняют в окружном направлении, а вращение осуществляется с перемещенной скоростью вращения. Вибрационный фильтр содержит корпус 1 с входным и выходным патрубка ми 2,3, цилиндрический фильтроэлемент 4 с фильтроперегородкой 5. Фильтр снабжен пульсатором 6 расхода, приводной турбинкой 7 со ступицей 8, сильфоном 9. Основание 1 О фильтроэлемента 4 выполнено наклонно к оси элемента и снабжено не менее чем одним ребром 14 радиального направления, закрепленным на фильтроэлементе 4 посредством эластичного кольца 15 с возможностью проворота. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.,табл.3Изобретение относится к фильтрованию,а именно к способам фильтрования высоковязких структурированных сред, суспензий, а также к конструкциям вибрационных фильтров, и может найти применениев химической промышленности.Цель изобретения - повышение производительности путем улучшения очисткифильтровальной перегородки.Пример, Проводились разделения суспензии, приготовленной из раствора сополи мера акриловой кислоты и аллиловыхэфиров пентаэритрита с добавлением15 мас.о кварцевого песка со среднимразмером частиц 7 мкм при одинаковомвходном давлении и площади фнльтровальной перегородки. Число оборотов фильтрующей перегородки составляло 300 об 1 минс периодическими ускорениями. При этомфильтровальной перегородке под действиемпульсаций входной жидкости сообщаласьвибрация, параллельная потоку жидкости,и вибрация, перпендикулярная направлению движения входной жидкости, котораяизменялась в окружном направлении. Дляполучения сравнительных данных параллель.но проводились опыты по известному способу.Результаты опытов сведены в таблице,где ,2,з - соответственно частоты продольной вибрации, пульсацийдавления и поперсчцо вибрации,Я - начальная производцтел остьфильтра при 1 Р=0,4 10 Пз:Я, начальная производительностьфильтра-прототипа при 1 Р==0,4 1 О Па;Т - время работы фичьгра до достижения ЛР= - 1,5 О Па.Как видно из таблицы, введение дополнительной поперечной вибрации повышае гпроизводительность и ресурс работы филь.тровальной перегородки.На чертеже приведена конструкция вибрационного фильтра, реализующего предложенный способ фильтрования.Вибраццоцньй фильтр содержит корпус1 с входным и выходным патрубками2,3 и установленный в нем фильтровальный элемент 4 с фильтровальной перего.родкой 5, имеющей поверхность тела вращения. Фильтр снабжен пульсатором расхода 6, приводной турбинкой 7 со ступицей8 и сильфоном 9, посредством которого фильтровальный элемент 4 закреплен перед турбинкой 7 на ступице 8, при этом крышка 1 О фильтровального элемента 4 расположеца навстречу потоку среды, выполненанаклонной к оси элемента и установленас возможностью поворота относительно фи.ьтровальной перегородки 5, при этом последняя расположена с зазором 11 относительно поверхности корпуса 1, а указанныйзазор 11 сообгцен с входом 12 турбццкн25 30 э,5 40 45 5 С 5 1 С 15 20 7. Зазор 11 между фильтровальной перегородкой 5 ц поверхностью корпуса 1 выполнен сужающимся в сторону входа 12 турбинки 7. Перегородка 5 выполнена конической с диаметром, увеличивающимся в сторону турбинки 7. Ступица 8 турбинки 7 установлена в корпусена опорах 13 вращения Наклонная крышка О фильтроэлемента 4 снабжена не менее, чем одним ребром 14 радиального направления и закреплена на фильтроэлементе 4 посредством эластичного кольца 15 из антифрикционного материала, например фторопласта. Пульсатор 6 выполнен в виде диска 16 с выполненными в нем по окружности отверстиями 17 и закрепленного внутри ступицы 8 турбинкн 7, прн этом выходной пзтпубок 3 фцльтпз снабжен диском 8 с: зцзлом 19, рз, цолсжнньм ца дца. метр расположения отверстий 17 диска 16, причем перегородка 18 выполнена перекрывающей сечение патрубка 3 и установлена с зазором 20 оч носительно диска 16. Пульсатор 6 снабжен уплотнением торцового типа, выпоненныч в виде подпружиненного кольца 21 из антифрикционного материала, например фтороплзста, установленного в канале 19 перегородки 18 и контактирующего с диском 16. Кольцо 2 подпружннецо посредством пружины 22. Нз выходе турбцнкц 7 стоит регулируюций вентиль 23, посрдством которого регулируется расход перепускземой жидкости, частота вращ. ния фц.чьтрова.пьцого элемента 4 и частота пульсаций давления. Нз задней стороне турбц,.кц 7 выполнены лопатки 24 гидоодинамического уплотнения. Корпус снабжен уплотнениями 25, 26.Фильтр работает слдующим образом.Фнльтругоцая среда под давлением посупзет в корпус 1. Часть среды перепускается через зазор 11 на вход 12 турбинки 7 Турбинкз 7 можеч быть ьыполнена осног цлц нестробжного тцгз. Жидкость цз гурбицкисбрасывается по магистралирегу.чцруюц;нм вентилем 23 на слив или сцоьа нз вход в фильтр. За счет пере- пуска ча.чц жидкссти через зззор 11 с повышенными скоростями осуществляется гидро,чинамическцй смыв осадка с поверхности фильтровальной перегородки 5. Турбинка 7 приводится во вращение, а вместе с ней начинает врацзться фильтровальный элемент 4 ц диск 16 пульсатора 6. При вращении фильтрзавального элемента 4 за счет действия центробежных сил частицы осадка сбрасываются с поверхцо.тц фильтроцальцой перегрозки, слой осадка стзновится более пористым, что улучшает его смыв расходом жидкост. пгрепускае мой через зазор 11 нз турбинку 7. Кроме ;о, прц вращении диска 16 относительно неподвижного диска 18 происходит периодическое ообщение ц разобщение отверстий 17 с каналом 19чотнецныч относи 156724610 15 20 25 30 35 Со 45 50 тельно диска 16. В результате периодически изменяется гидравлическое сопротивление фильтра, что приводит к пульсациям перепада давления. Пульсации давления вызывают периодически меняющуюся силу, действующую на крышку 10, что приводит к периодически м сжатиям упругого сильфона 9. Так как крышка 10 выполнена наклонной, сила, действующая на нее, направлена под углом к оси фильтроэлемента 4. Эта сила разлагается на две составляющие - параллельную и перпендикулярную поверхности фильтровальной перегородки 5. Это вызывает вибрацию фильтроэлемента 4 в двух плоскостях - параллельной и перпендикулярной направлению фильтрации, что повышает производительность фильтра и его очистку. За счет периодического перекры ги: канала9 диском 16 периодически изменястся расход пере- пускаемой через турбику 7 среды, при перекрытии канала 19 перепускаемый расход увеличивается, а при сообщении отверстия 17 с каналом 19 - умеьшается. Это вызывает неравномерность вращеция турбинки 7. Периодические ускорения и замедления вра.цательцого движения филь троэлемента 4 улучшают за счет действия инерционных сил расслоение осадка загрязнений ка фильтровальцой перегородке 5, что повышает эффектнаость его гидро. динамического смыва. Кро.е то,о, за счет выполнения крышки 10 с возможностью поворота относительно фильтровальцой перегородки 5 ока постоянно поворачивается в фильтроэлемецтс, этому способс 1 вует ребро 14, которое осушествля;т гидродинамическое торможение вращения крышки 10 относи .ельо цра гца ю щейся ф ильтровальцой перегородки В рез;льтате каправлецие составляющей си 1 ьдействующейа крышку 10 и перпендик лярцой оси фильтровального элемента 4, меняется. тс. направление поперечной вибрации меяегск отосительно фильтро валькой пс ре городки 5, что улучцает Вибрдцнонкую очисткъ фильтровальцой персгородки. Совместос сочетание перечисленых выше факторов существенно повышает пропускную способность фильтра и его ресурс за счет улучшения очистки фильтровальцой перегородки 5 от загрязнений в процессе работы фильтра.Изобретение способствует повышению начальной производительности фильтра в среднем на 10 и увеличению ресурса работы Ло достижения пределыо топустимого перепада давления в сгедшм на ЗО 10"о, что может обецечить весьма значительный эко 61 номический эффект при массовом использовании фильтра.Предлагаемая конструкция фильтра отличается компактностью, небольшими габаритами и высокой герметичностью, что существенно повышает надежность и безаварийность при фильтровании токсичных и пожаро. и взрывоопасных компонентов,формула изобретения1. Способ фильтрования путем пропускания пульсирующего потока среды через вибрирующую в направлении движения среды и вращающуюся фильтрующую перегородку, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путем улучшения очистки фильтровальной перегородки, последнюю дополнительно вибрируют в направлении, перпендикулярном направлению движения среды, при этом направление вибрации в этой плоскости меняют в окружном направлении, а вращение фильтровальной перегородки осуществляют с пери одическими ускорениями.2. Вибрационный фильтр содержащий корпус с входным и выходным патрубками, фильтровальный элемент с фильтроиальной перегородкой и крышкой, установленный с возможностью вращекия и соединения посредствои сильфона со ступицей турбины,установлекной на выходном патрубке, и пульсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности фильтра, крышка фильтровалького элемента установлена под углом к оси фильтровального элемента и с возможностью вращения вокруг нее.3. Фильтр по п. 2, отличающийся тем, что крышка снабжена радиальным ребром закреплена на фильтровальном элементе посредством эластичного кольца4 Фильтр цо п. 2, отличающийся тем, что пульсатор выполнен в виде установленных горизонтально с зазором относительно друг друга дисков, верхний из которых устаковлек внутри ступицы и выполнен с отверстиями, расположенными по окруж. кости, а нижний установлен внутри выходного патрубка и выполнен с каналом, соосным с отверстиями верхнего диска.5. Фильтр по п. 4, отличающийся тем, что пульсатор снабжен торцовым уплотнением, выполненным в виде подпружиненного кольца из антифрикционного материала, установленного в канале нижнего диска и коцтактирующего с верхним диском,1567246 Я ооЧ н.ор Опыт 20 0 100 Составитель А. Евдокимов Редактор В. Ковтун Техред И. Верес Корректор Т. Палий Заказ 1283 Тираж 570 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О 1