Устройство для отбора фильтрата из волокнистых суспензий

ООЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 8469 51)5 0 01 М 1/10 БРЕТЕНИЯ йлУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ТО(56) Авторское свидетельство СССР Ь 1032348, кл, 6 01 й 1/10, 1981,Авторское свидетельство СССР М 1337715, кл. 6 01 Н, 1/10, 198 б.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ФИЛЬТРАТА ИЗ ВОЛОКНИСТЫХ СУСПЕНЗИЙ (57) Использование: средства контроля параметров технологических процессов, содержащих волокнистые включения твердой фазы, например, в целлюлозно-бумажном производстве при отборе проб фильтрата в непрерывном режиме с последующим контролем параметров отобранной пробы, Сущность изобретения: устройство корпус с фильтрующим элемента ную штангу, пневмокамеру с кана движения фильтрата и воздуха, фильтрующий элемент выполнен разной формы и установлен таким что его заостренная часть напра встречу потоку волокнистой су фильтрующая поверхность устан тыльной стороны в зоне понижен ления, а пневмокамерэ снабжена тельной и запирающей мемб полости которых соединены систе лов движения фильтрата и воздуха канал движения воздуха соединен ными полостями этих мембран и н в запирающую полость через разд ную, Кроме этого, фильтрующая ность выполнена в форме цилиндр сегмента с перфорацией. 1 з.п,ф-л елитель- поверхическогоЗил между камерои на магистрали подачи воздуа,вам ро- ри- тве контро цессов мер, в при от режим метро С помощью данного устроиства можно отбирать пробу фильтрата жидкости из волокнистых суспензий, подать ее в датчик (например, для измерения рН среды) и производить регенерацию фильтрующего элемента обратным потоком,Недостатки этого известного устройства заключаются в том, что применение фильтрующего элемента в виде цилиндра, установленного непосредственно в динамической части потока волокнистой суспензии, способствует быстрому забиванию фильтра в силу сильной динамики потока на переднюю часть фильтра, а также из-за того, что в передней части фильтра создается зоывном паражащее заэлементом рой, снабой с кана- камеру с ство снаберой, соебжен ной овлениым ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАН И зобретение относлтся к сред ля параметров технологически и может быть использовано, н целлюлозно-бумажном произво боре проб фильтрата в непрер е с последующим контролем в отобранной пробы,Известно устройство, содер борную Штангу с фильтрующим на входном конце и пневмокаме женной мембраной и выполненн лом, соединяющим пневмо датчиком, при этом само устрой жено дополнительной пневмокам диненной с каналом и сна мембраной и дросселем, устан содержит м, забор- лами для при этом клинообобразом, влена наспензии, овлена с ного дав- разделиранами, мой канапри этом со смеж- аправленНаиболее близким к предлагаемому проявляется устройство для отбора фильтрата мелкодисперснгях суспензий, содержащее корпус, заборную телескопическую штангу с фильтрующим элементом и пневмокамеру с мембраной и каналами для движения фильтрата и воздуха.Недостатки этого известного устройства заключаются в том, что использование фильтрующей поверхности в форме плоскости, установленной в корпусе устройства, а не в технологическом потоке, не дает достоверной пробы, характеризующей о качественном составе всего потока.Кроме того, устройство невозможно использовать для отбора фильтрата в волокнистых суспензиях с высокой концентрацией (10-16), В этих технологических потоках количество жидкой фазы значительно меньше, чем в средах с малой концентрацией, поэтому для отбора фильтрата минимального количества (по которому можно судить и о качественном составе суспензии) требуется значительно большая фильтрующая плона повышенного давления из-за сильного сопротивления фильтра потоку волокнистой суспензии, т,к, его форма тела и размеры с точки зрения гидродинамики несовершенны; большое сопротивление передней части фильтра такой геометрической формы потоку волокнистой суспензии ограничивает применение этих фильтров в технологических трубопроводах относительно небольших диаметров, т,к. сопротивление от фильтра способно создать дополнительные трудносги для движения волокнистой суспензии по трубопроводу, Одновременно в результате такой геометрической формы фильтра и его установки в потоке, динамический поток волокнистой суспензии "впрессовывает" по внутреннюю полость фильтра (как в ловушку) твердые включения, способные пролезть через отверстия фильтра, Б итоге происходит покрытие поверхности фильтра волокнами как снаружи, так и изнутри, причем всей внутренней поверхности фильтра (передней и задней).Из-за сильного сопротивления такой геометрической формы фильтра потоку волокнистой суспензии, на его передней части образуется зона повышенного давления. В результате этого увеличивается сила сцепления волокнистых включений с фильтрующей поверхностью, Поэтому в период регенерации фильтра требуется создать внутри фильтра повышенное давление промывной среды, а эо требует дополнительных энергетических затрат,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 щадь. Увеличение же площади фильтрования требует резко увеличить и габариты всего устройства (например, диаметр заборнойштанги, диаметр корпуса шарового крана,его линейную длину и т,д.), Это все приведетк неоправданному увеличению металлоемкости устройства и повышению себестоимости,Пневмокамера содержит обратный клапан, выполненный на основе прилеганиясферического тела (шарика) к седлу, Наличие в фильтрате довольно мелких включений, которые все же проходят черезфильтрующую сетку, отрицательно сказывается на работе этого обратного клапана, т.к,попадая под шарик, клапан начинает пропускать и это снижает надежность работы устройства и приводит к досрочному выходуиз строя, потому что этот фильтрат можетпопасть в пневмоклапан.Обязательная вертикальная установкаклапана при монтаже трудно выполнима впроизводственных условиях, а в некоторыхпросто невозможна в силу особенностей установки технологического оборудования, изкоторого необходимо, отбирать пробу фильтрата,Цель изобретения - повышение надежности работы устройства в средах с волокнистыми суспензиями эа счет созданияблагоприятных условий на фильтрующейповерхности и улучшения ее регенерации.Поставленная цель достигается за счетвыполнения фильтрующего элемента клинообразной формы и установки таким образом, что его заостренная часть направленанавстречу потоку волокнистой суспензии,установки фильтрующей поверхности стыльной стороны фильтрующего элемента взоне пониженного давления и снабженияпневмокамеры разделительной и запирающей мембранами, разделительная и запирающая полости которых снабженысоединяющей их системой каналов движения фильтрата и воздуха, при этом каналдвижения воздуха соединен со смежнымиполостями этих мембран и направлен в запирающую полость через разделительную,Кроме того, поставленная цель достигаетсяза счет выполнения фильтрующей поверхности в форме цилиндрического сегмента сперфорацией,На фиг,1 изображено устройство, общий вид: на фиг,2 - пневмокамера в периодотбора пробы фильтрата; на фиг.З-тоже, в период регенерации фильтра.Усгройство содержит корпус 1 с шаровым краном, заборную телескопическуюштангу 2, сальник 3, фильгрующий элемент4, выполненный в виде клинообразной фор.20 35 50 мы, импульсивный пневматический блок 5,трубопроводы 6 и 7 подвода воздуха и отвода фильтрата, пневмакамеру 8, Пневмокамера 8 включает корпус 9 с крышками 10 и 11, между которыми установлены разделительная 12 и запирающая 13 мембраны, поласти которых соединены каналами движения фильтрата 14 и воздуха 15, выполненными с разрывом в этих плоскостях, при чем канал движения воздуха соединен со смежными полостями этих мембран и направлен в запирающую полость через разделительную.Устройство работает следующим образом,К технологическому трубопроводу, из которого необходимо отбирать пробу филь- трата, приваривается монтажный фланец 16. К этому монтажному Фланцу крепится все устройство. Через шаровой кран заборная телескопическая штанга 2 с фильтрующим элементом 4 устанавливается в технологический трубопровод. При этом заостренная часть Фильтрующего элемента 4 направлена навстречу потоку волокнистой суспензии, а фильтрующая его часть расположена с тыльной стороны в зоне пониженного давления, торма и установка фильтрующего элемента в силу гидродинамических особенностей создает благоприятные условия для фильтрующей поверхности, т.к, она находится в зоне поникенного давления. При этом перед фильтрующим элементом не создается избыточного давления от сопротивления среды, а в зоне фильтрующей поверхности давление от среды меньше. Все это способствуе уменьшению перепада давления до и после Фильтра, создавая блапзприятныесловия для работы фильтра.Отобранная проба фильтрата из потока волокнистой суспензии через Фильтрующую поверхность процеживается и по внутреннему каналу заборной телескопической штанги 2 поступает в пневмокамеру 8 в полость разделительной мембраны 12, которая разделяет фильтрэт от воздуха, отжимает ее и по каналу поступает на анализ. При этом воздух не поступает в пневмокамеру и запирающая мембрана 13 закрывает движение фильтрата по воздушному каналу в пневматический блок 5,Через определенное время отбора фильтрата необходимо провести регенерацию фильтра, Для этого от импульсивного пневматического блока 5 подается пневматический импульс воздуха давлением, превышающим давление на фильтрующей поверхности, Воздух подается по трубопроводу в корпус пневмокамеры 8, при этом 10 15 первоначально воздух поступает в полостьразделительнол мембраны и закрывает выход фильтрата на измерительные приборы.В результате такой конструкции воздух направляется строго в Фильтрующий элементна фильтрующую поверхность и выходит втехнологический поток с внутренней полости фильтрующего элемента и прочищаетфильтрующую перфорацию на фильтре. Поокончанию пневматического импульса подача воздуха в пневмокамеру 8 прекращается, из внутренних каналов заборнойтелескопической штанги и пневмокамерывоздух стравливается в эгмосферу, давление внутри каналов падает до атмосферного, появляется разность давлений до ипосле фильтра и вновь начинается процессотбора Фильтрата через Фильтрующую поверхность и поступление фильтрэта изпневмокамеры 8 на измерение,Процесс отбора Фильтрата непрерывночередуется с процессом регенерации фильтра,Время отбора и регенерации задаетсяпрограммой импульсивного блока 5,Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет зн чите.ьна пов.,: -сить надежность рэбо 1 ы устройства всредах с волокнистыми суспензиями за счетсоздания благоприятных условий регенерации фильтрующей поверхности.Применение фильтруюшего элемента,выполненного клинообразной Формы способствует уменьшению давления передфильтрующим элементом; отбору фильтрата из зоны пониженного давления, что способствует уменьшению перепада давления,а следовательно, и силы сцепления осаждающих волокнистых включений, способствует лучшей регенерации Фильтрующейповерхности.Известно, что регенеоация. фильтрующей поверхности обратным потоком, например, воздуха зависит в основном отследующих факторов; силы сцепления волокнистых включений с Фильтоующей поверхностью; разности давления междуиспользуемым воздухом и филь 1 рующей поверхностью технологического по 1 ока волокнистой суспензии.В результате практическоо использования заявляемого технического решения, вотличии от прототипа, наблюдается следующее: сила сцепления волокнистых включений с фильтрующей поверхностьюуменьшается; при использованв дявлен евоздуха той же величины, как, цэ,р; мер впрототипе, разность давления бд;." больше за счет образования на дч ц 1 .1 г рюшейповерхности зоны пониженного г,;,.ния всравнении с основным потоком; использование пневмокамеры предлагаемой конструкции позволяет избежать отказов в работе в средах с волокнистыми суспензиями, т.к. отсутствуют такие капризные ненадежные элементы, как шарики на клапанах, попадание мелких волокон под которые приводит к отказу в работе. В заявляемом техническом решении использование мембраны взамен клапана исключает отказы в работе при попадании мелких волокон под мембрану, т,к. она эластичная и свободно облегает проникшие внутрь включения, не нарушая герметичности и надежно выполняя свои функции, а движение воздуха в запирающую полость через разделительную гарантирует первоначальное перекрытие выхода фильтрата и только после этого подачу воздуха на регенерацию фильтра.Предлагаемое устройство несложно в изготовлении, легко собирается, а конструкция пневмокамеры позволяет монтировать устройство практически в любом положении, т.к, отсутствуют шарики, что выгодно отличает его от прототипа.В целом значительно увеличивается надежность в работе и увеличивается ресурс фильтрующей поверхности, Это уменьшает затраты на обслуживание устройства. Формула изобретения1. Устройство для отбора фильтрата изволокнистых суспензий, содержащее корпус, заборную телескопическую штангу с5 фильтрующим элементом, снабженнымфильтрующей поверхностью, пневмокамеру с мембранами и каналами для движенияфильтрата и воздуха, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности10 работы в средах с волокнистыми суспензиями за счет создания благоприятных условий на фильтрующей поверхности иулучшения ее регенерации, фильтрующийэлемент выполнен клинообразной формы и15 установлен так, что его заостренная частьнаправлена навстречу потоку волокнистойсуспензии, фильтрующая поверхность установлена с тыльной стороны фильтрующегоэлемента в зоне пониженного давления, а20 пневмокамера снабжена разделительной изапирающей мембранами, разделительнаяи запирающая полости которых снабженысоединяющей их системой каналов движения фильтрата и воздуха, при этом канал25 движения воздуха соединен со смежнымиполостями этих мембран и направлен в запирающую полость через разделительную,2.Устройство по п,1, отл и ч а ю щеес я тем, что фильтрующая поверхность вы 30 полнена в форме цилиндрического сегментас перфорацией,