Фильтр для осветления жидкостей

( 9) ) а(зц В 01 Р 29/28 М.Иняшкин,н, Б.В.Мартнов и Б.В .В нов, сеСССР идетельство 29/28, 197 тельство С 29/28, 197 дводяфильтброГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЭОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) (57) ФИЛЬТР ДЛЯ ОСВЕТЛЕНИЯКОСТЕЙ, содержащий корпус с пщими и отводящими патрубками,рующую зернистую загрузку и в привод со штоком,к которому присоединена вибрирующая насадка, о т л ич а ю щ и й с я тем, что,. с целью . повышения производительности за счет повышения качества регенерации, он снабжен размещенныч между штоком и вибронриводом упругим элементом, вы- . полненным в виде двух дисков, соединенных один с другим наклонными пластинами, вибрирующая насадка вьг полнена в виде установленных на штоке втулок с прикрепленными по йх окружности радиально пластинами, плоскость которых расположена под углом 30-60 к горизонтали, и отношение количества пластин на соседних 3 . втулках составляет 1,25:1.11310Изобретение относится к фильтрамс сыпучими фильтрующими материаламии может быть использовано для осветления жидкостей от взвесей в химической и других отраслях промышленчости.Известна конструкция фильтра дляосветления природных и сточных вод,содержащего корпус, снабженный подводящими и отводящими патрубками,заполненный зернистым фильтрующимматериалом, в котором для разрыхления фильтрующего материала используют вибрирующие перемешивающие элементы в нижней зоне корпуса Я .Однако расположение вибрирующихэлементов в первых по движению фильтруемой воды слоях фильтра (то естьв его нижней зоне) приводит к постепенному уплотнению верхнего слоязагрузки, а направление потока промывной воды снизу вверх череэ всютолщину фильтрующего материала вызывает необходимость интенсивнойподачи промывной воды в пределах4-5 л/с м Прохождение разрушенногои измельченного осадка через всю тол.шину фильтрующего материала требуетувеличения времени регенерации, повышения расхода промывной водй и приво дит к загрязнению верхних слоевфильтрующего материала частицамиосадка. Указанные недостатки существенно понижают продолжительностьфильтроцикла и, следовательно, произ-З 5водительность фильтра.Наиболее близким к изобретению является фильтрдля осветления жидкостей от взвесей, состоящий иэ корпуса,например, цилиндрической формы, в 40полости которого установлена вибрирующая насадка, представляющая собойпакет вертикальных перекрещивающихсяи горизонтальных пластин, посредствомштока присоединенный к вибрационному 45приводу. Корпус снабжен подводящимии отводящими патрубками, эластичнойдиафрагмой на вводе штока в полостькорпуса и перфорированной перегородкой, на которой лежит слой сыпучего 50материала 21,Достоинством укаэанного фильтраявляется относительное уменьшениерасхода промывной воды и снижениевремени регенерации, Однако этотфильтр обладает рядом недостатков.Вертикальные колебания, сообщаемыештоку с перемешивающими пластинами,67 гне обеспечивают интенсивносного раз.рыхления слоя и разрушения осадка по всему сечению фильтра. В результате образуются застойные зоны, из которых осадок не вымывается и таким образом не достигается полнота регенерации и снижается гряэеемкость Фильтра.Целью изобретения является повышение производительности фильтра за счет более полной регенерации и увеличения грязеемкости фильтрующего материала.Поставленная цель достигается тем, что фильтр для осветления.жидкостей, содержащий корпус с подводящими и отводящими патрубками, фильтрующую зернистую загрузку и вибропривод со штоком, к которому присоединена вибрирующая насадка, снабжен размещенным между штоком и виброприводом упругим элементом, выполненным в виде двух дисков, соединенных один с другим наклонными пластинами, вибрирующая насадка выполнена в виде установленных на штоке втулок с прикреплейными по их окружности радиально пластинами, плоскость которых расположенаопод углом 30-60 к горизонтали и отношение количества пластин на соседних втулках составляет 1,25:1.На Фиг. 1 изображен общий вид фильтра; на фиг. 2 - вибрационная насадка; на фиг, 3 - то же, вид сверху; на Фиг. 4 - упругий элемент;на фиг.5 -то же, вид сверху.Фильтр состоит иэ корпуса 1, на. - пример цилиндрической Формы с коническим сужением к низу, в полости которого установлена .вибрирующая насадка 2. Вал 3 вибрирующей насадки через упругий элемент 4 соединен со штоком 5 вибрационного привода 6, установленного на амортизирующих пружинах 7. Корпус 1 снабжен подводящими 8 и отводящими 9 патрубками, патрубком 10 выгрузки фильтрующего, материала 11, герметизирующим элементом 12, например металлическим силь- Фоном, на вводе штока 5 в полость корпуса 1, дренажным устройством 13. Насадка 2 состоит иэ набора втулок 14, к которым крепятся радиальные пластины или лопатки 15, соединенные ребрами жесткости 16, Упругий элемент 4 состоит из дисков 17, соединенных наклонными пластинами 18.Фильтр работает периодически врежимах фильтрации и регенерациифильтрующего материала. В режимефильтрации исходный раствор черезпатрубок 8 подается в полость корпуса 1, проходит через слой фильтрующего материала 11 и осветленный выводится через патрубок 9.В режиме регенерации через патрубок 9 в полость корпуса 1 подаетсяпромывной раствор. Вибрационный привод 6 сообщает штоку 5 вертикальнонаправленные колебания вдоль оси.Упругий элемент 4 преобразует вертикальные колебания штока 5 в пространственные винтовые колебания насадки 2, В результате этого зернистыйфильтрующий материал разрыхляется,происходит отделение разрушенногоосадка от фильтрующего материала и 20подъем его. Промывной раствор,.проходя через фильтрующий материал, ускоряет подъем разрушенного осадка иуносит его через патрубок 9.При регенерации насадка вибрирует, 25благодаря чему разрыхляется слой зернистого материала во всем его объеме,Цараметры вибрации, траектория движения и геометрические параметры элементов насадки подобраны таким образом, что происходит отделение разрушенного осадка от зерен фильтрующегоматериала и подъем его вверх. Заметногорасширения слоя фильтрующего материала не наблюдается. В результате резкоз 5сокращается количество промывногораствора, время регенерации, улучшается полнота отмывки.Для определения оптимальности углов наклона пластин и их качества бы ли проведены эксперименты,Эксперименты проводили на суспензии гидроокиси железа с концентрацией твердой фазы 1 г/л, И качествефильтрующего слоя использовали метал лический порошок иэ стали 12 Х 18 Н 10 Тс размером частиц 0,2-0, 4 мм. Процесс Фильтрации проводили при скорости 5 мз /м ч и прекращали придостижении величины грязеемкости 502 кг на объем фильтрующей загрузки.В табл. 1 представлены результатыэкспериментов по определению влияниясоотношения пластин на втулках вибрирующей насадки на эффективность 55регенерации, Как видно из табл, 1,уменьшение количества пластин на последующих за первой втулках в отношении более 1,25:1 приводит к недостаточно интенсивному перемешиванию фильтрующего слоя при регенерации, что ухудшает качество и полноту регенерации, существенно понижает гряэеемкость фильтра, увеличивает время регенерации, сокращает продолжительность Фильтроцикла. Такой же результате получен и для соотношения 1:1, однако при этом увеличивается металлоемкость конструкции и потребляемая мощность.Одновременно было замечено, что изменение угла наклона радиальных лопаток также оказывает влияние на продолжительность регенерации. Для предлагаемой колебательной системы фильтра наилучшим является диапазон изменения угла наклона радиальных лопаток в пределах 30-60 (см. табл, 2).Исследование влияния угла наклона плоскости радиальных лопаток на время регенерации проводилось для набора втулок с соотношением количества лопаток 1,25:1, При этом время регенерации соответствовало достижению эффективности регенерации не менее 95%.Для определения влияния упругого элемента, преобразующего вертикальные колебания штока в пространственныевинтовые колебания насадки, на время и полноту регенерации были выполнены эксперименты для набора втулок с соотношением количества лопаток 1,25:1 и углом наклона 45 с упругим элементом и без него. Данные, приведенные в табл. 3, свидетельствуют, что введение упругого элемента существенно влияет на время и полноту регенерации.Сравнительные характеристики оптимального варианта предлагаемого фильтра и прототипа приведены в табл. 4.Как видно иэ данных табл.4, проведение процесса осветления с использованием предлагаемого фильтра позволяет повысить эффективность регенерации по сравнению с прототипом на 153, а продолжительность фильтроцикла возрастает в два раза.1131067 Таблица 1 Коли"че ство Количество пластин на втулках, шт. Времярегенерамин Соотношение пластина навтулках Грязеемкость,кг втулок,шт. 1,25:1 95 1,5:1 70 2:1 50 Таблица 2 Угол наклона плоскости лопаток, град 1 О 20 45 60 75 15 18 35 30 74 20 Таблица 4 Таблица 3 Фильтр Время регенерациимин Фильтр Время регенерации, мин Эффе ктивность регенерации, Х ПредлагаемыйИзвестный ПредлагаемыйИзвестный 20 20 80 80 25, 20, 16, 13, 10 25, 25, 25 25, 25 25, 17, 11, 7, 5 25, 13, 7, 3 Время регенерации, мин Эффек тивность ре- генера- Ж 1,9 15 1,9 15 1,4 22 1,0 30 Эффект.регенерации,3