Сепаратор для рідкої і твердої фаз

Реферат: Сепаратор рідких і твердих компонентів містить шаруваті обертові фільтрувальні блоки 1t, розміщені всередині резервуара 9 для очищення. Кожний шаруватий обертовий фільтрувальний блок 1t включає множину дискових фільтрувальних елементів 5 з виступом, що мають задні поверхні і кінцеві поверхні виступів 5t, прилеглі один до одного для утворення фільтрувальних канавок S. Для почергового розміщення дискових фільтрувальних елементів 2 великого діаметра і дискових фільтрувальних елементів 3 малого діаметра у відповідних фільтрувальних канавках S, що фільтрують елементи 5, 2, 3 з різними діаметрами, укладені послідовно на зовнішній периферії обертового вала 4, вставленого в них. Зовнішній периферійний край дискових фільтрувальних елементів 2 великого діаметра одного з обертових фільтрувальних блоків 1t розташований близько до виступів 5t і зовнішніх периферійних країв фільтрувальних елементів 3 малого діаметра у відповідних фільтрувальних канавках S іншого обертового фільтрувального блока 1t. Фільтрувальний елемент 2 великого діаметра і фільтрувальний елемент 3 малого діаметра коливаються в аксіальному напрямку всередині фільтрувальних канавок S і виконані з можливістю обертання синхронно з обертовим валом 4. UA 106552 C2 (12) UA 106552 C2 UA 106552 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Опис Даний винахід стосується сепаратора рідкої і твердої фаз для окремого виведення твердого компонента і рідкого компонента, виділених з твердих частинок осаду, зокрема, завислих твердих частинок (SS), що містяться в рідині, одержаній, наприклад, в установці для очищення стічних вод, установці для очищення нечистот або очисної станції для очищення стічної води, що містить осад, в таких сферах промисловості, як тваринництво і сільське господарство, харчова промисловість і хімічна промисловість. У даний час добре відомо, що стічна вода, яка містить осад, тобто завис нечистот, одержаний, наприклад, в установці для очищення стічних вод, установці для очищення нечистот або установці для очищення стічної води в таких сферах промисловості, як тваринництво і сільське господарство, харчова промисловість і хімічна промисловість, не може скидатися з точки зору погіршення стану навколишнього середовища. Таким чином, очищення завису нечистот із завислими твердими частинками (SS), які максимально видаляються, які містяться в ньому, є проблемою. У патентному документі JP-2-31807 А (1) розкритий фільтраційний пристрій, що має множину шаруватих обертових фільтрувальних блоків, розміщених через однаковы проміжки в напрямку розвантаження, причому кожний з шаруватих обертових фільтрувальних блоків має множину наборів фільтрувальних елементів, прикріплених до обертового вала, вставленого в них, причому кожний з наборів має фільтрувальний елемент великого діаметра, фільтрувальний елемент малого діаметра і прокладку фільтрувального елемента, які є різними по діаметру, і причому кожний має товщину від близько 1 мм до 2 мм. Обертові фільтрувальні блоки обертаються в одному і тому ж напрямку. Зовнішні периферійні краї дискових фільтрувальних елементів великого діаметра одного з взаємно суміжних шаруватих обертових фільтрувальних блоків розташовані близько до зовнішніх периферійних країв дискових фільтрувальних елементів малого діаметра інших шаруватих обертових фільтрувальних блоків. У цьому фільтраційному пристрої кожний з дискових фільтрувальних елементів великого діаметра шаруватого обертового фільтрувального блока об'єднаний з суміжними, спереду і ззаду, дисковими фільтрувальними елементами малого діаметра таким чином, що він повернений до дискових фільтрувальних елементів малого діаметра так, що коли шаруваті обертові фільтрувальні блоки обертаються, дискові фільтрувальні елементи великого діаметра обертаються через вузькі зазори між дисковими фільтрувальними елементами малого діаметра, тим самим відбувається фільтрування рідкої суспензії, запобігаючи засміченню між фільтрувальними поверхнями. У патентному документі JP 2979296 B2 (2) розкритий фільтраційний пристрій для фільтрування рідкої суспензії, в якому фільтрувальні елементи великого діаметра і фільтрувальні елементи малого діаметра шаруватих обертових фільтрувальних блоків є різними по діаметру і мають товщину від близько 0,2 мм до 1 мм. Додатково в патентному документі JP-53-141979 А (3) розкритий фільтраційний пристрій для фільтрування рідкої суспензії, в якому фільтрувальні елементи великого діаметра і фільтрувальні елементи малого діаметра шаруватих обертових фільтрувальних блоків є різними по діаметру і мають меншу товщину від 0,05 мм до 0,8 мм. В області, де зовнішні периферійні краї дискових фільтрувальних елементів великого діаметра одного з взаємно суміжних шаруватих обертових фільтрувальних блоків розташовані близько до зовнішніх периферійних країв дискових фільтрувальних елементів малого діаметра іншого з шаруватих обертових фільтрувальних блоків, тобто в області зачеплення кожний зазор між дисковими фільтрувальними елементами великого діаметра утворює канавку з вузьким зазором 0,2 мм. У пристрої для фільтрації завису, розкритому в патентному документі 1, вузькі зазори між дисковими фільтрувальними елементами малого діаметра повинні бути щонайменше дещо ширші товщини дискових фільтрувальних елементів великого діаметра, які обертаються в стані, в якому вони зачіпляються з дисковими фільтрувальними елементами малого діаметра. Однак, оскільки дискові фільтрувальні елементи великого діаметра повністю закріплені на обертовому валу, вони обертаються вздовж однієї і тієї ж доріжки. У зв'язку з цим, спостерігається недолік в тому, що осад, продукт збезводнюючої фільтрації, який передбачається вичистити, застрягає і твердне у вузьких зазорах між дисковими фільтрувальними елементами малого діаметра в області, не закритій товщиною дискових фільтрувальних елементів великого діаметра, тим самим спричиняючи засмічення фільтрувальних поверхонь і припинення сепарації рідкої і твердої фаз завису. Додатково, згідно з пристроєм для фільтрації завису, розкритим в Патентному документі 2, оскільки дискові фільтрувальні елементи великого і малого діаметра мають дуже малу товщину від близько 0,2 мм до 1 мм, під час стиснення і генерації лазерного випромінювання 1 UA 106552 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 утворюються напруження в процесі обробки і теплове напруження, і таке напруження необхідно видаляти. Додатково, коли діаметр дискового фільтрувального елемента збільшується, вплив напруження стає значним. Тобто, спостерігається недолік в тому, що обидві поверхні дискових фільтрувальних елементів великого діаметра, які утворюють вузький зазор між взаємно суміжними дисковими фільтрувальними елементами малого діаметра, контактують і заважають одна одній, за допомогою чого, в доповнення до збільшення крутного моменту обертового вала шаруватого обертового фільтрувального блока, полегшується знос дискових фільтрувальних елементів великого і малого діаметра. Більше того, згідно з пристроєм для фільтрації завису, розкритим в Патентному документі 3, дискові фільтрувальні елементи великого і малого діаметра шаруватого обертового фільтрувального блока мають меншу товщину від 0,05 мм до 0,8 мм, і в області, де зовнішні периферійні краї дискових фільтрувальних елементів великого діаметра одного з взаємно суміжних шаруватих обертових фільтрувальних блоків розташовані близько до зовнішніх периферійних країв дискових фільтрувальних елементів малого діаметра іншого з шаруватих обертових фільтрувальних блоків, тобто, в області зачеплення, кожний зазор між дисковими фільтрувальними елементами великого діаметра іншого утворює канавку з вузьким зазором 0,2 мм. Таким чином, товщина дискових фільтрувальних елементів великого діаметра, вставлених в канавки з вузьким зазором, обов'язково менша, ніж канавки з вузьким зазором, і становить близько 0,1 мм. Внаслідок цього, зазор в передній і задній поверхнях кожного з дискових фільтрувальних елементів великого діаметра становить {0,2 мм (канавка з вузьким зазором) 0,1 мм (товщина дискового фільтрувального елемента великого діаметра)}/2=0,05 мм, що вимагає точного збирання. У зв'язку з цим, збирання виконується при регулюванні і закріпленні зазору в передній і задній поверхнях кожного з дискових фільтрувальних елементів великого діаметра, вставлених у відповідні канавки з вузьким зазором, вставленням регулювального елемента, наприклад, регулювальної плівки, що має товщину близько 0,05 мм, як засобу для регулювання напруження дискових фільтрувальних елементів великого і малого діаметра або помилки в їх товщині. Таким чином, спостерігається недолік в тому, що збирання вимагає часу і навичок. З урахуванням проблем, описаних вище, задачею даного винаходу є забезпечення сепаратора рідкої і твердої фаз, який може стійко підтримувати функцію фільтрації без засмічення фільтрувальних поверхонь шаруватого обертового фільтрувального блока і без контакту і перешкоди відповідних поверхонь дискових фільтрувальних елементів великого діаметра так, що крутний момент на обертовому валу шаруватого обертового фільтрувального блока не збільшується, і додатково не вимагаючи часу і навичок при збиранні. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що сепаратор рідкої і твердої фаз містить: резервуар для очищення, що має впуск неочищеної рідини, випуск твердих частинок і випуск фільтрату; множину тришарових обертових фільтрувальних блоків, забезпечених між впуском неочищеної рідини і випуском твердих частинок, причому кожний з тришарових обертових фільтрувальних блоків включає дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра, дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра, що має менший діаметр, ніж дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра, множину дискових фільтрувальних елементів з виступом, причому кожний з них має менший діаметр, ніж дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра, але більший, ніж дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра, і обертовий вал; і ущільнювальні елементи, забезпечені на бічній стінці завантажувальної сторони і бічній стінці розвантажувальної сторони резервуара для очищення, для збирання дрібних частинок, що містяться в очищуваній рідині, причому кінцева поверхня виступу кожного з дискових фільтрувальних елементів з виступом послідовно прилягає до задньої поверхні суміжного з ним одного з дискових фільтрувальних елементів з виступом для утворення множини фільтрувальних канавок, дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра розташований в першій фільтрувальній канавці з множини фільтрувальних канавок і укладений послідовно на зовнішній периферії обертового вала, вставленого в нього, так, що дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра рухомий в аксіальному напрямку, дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра розташований у другій фільтрувальній канавці, що йде за першою фільтрувальною канавкою і укладений послідовно на зовнішній периферії обертового вала, вставленого в нього так, що дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра рухомий в аксіальному напрямку, 2 UA 106552 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тришарові обертові фільтрувальні блоки розташовані через однакові проміжки в порядку зростання в напрямку розвантаження у напрямку до випуску твердих частинок і в двох верхніх і нижніх рядах, протилежних один одному, відносно суміжних тришарових обертових фільтрувальних блоків, зовнішній периферійний край дискового фільтрувального елемента великого діаметра одного з тришарових обертових фільтрувальних блоків вставлений у другу фільтрувальну канавку іншого з тришарових обертових фільтрувальних блоків так, щоб розташовуватися близько до виступу дискового фільтрувального елемента з виступом і зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента малого діаметра іншого тришарового обертового фільтрувального блока, зовнішні краї ущільнювальних елементів розташовані з можливістю обертання близько, із зазором, до зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента з виступом тришарового обертового фільтрувального блока на кінці кожного з двох верхніх і нижніх рядів на стороні випуску твердих частинок і до зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента з виступом тришарового обертового фільтрувального блока на початку нижнього ряду на стороні впускання неочищеної рідини, серед тришарових обертових фільтрувальних блоків, розміщених в двох верхніх і нижніх рядах, протилежних один одному, і дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра і дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра виконані з можливістю обертання синхронно з обертовим валом при коливанні в аксіальному напрямку в першій фільтрувальній канавці і другій фільтрувальній канавці, відповідно. Переважно, що сепаратор рідкої і твердої фаз згідно з даним винаходом додатково містить двошаровий обертовий фільтрувальний блок, що включає пару дискових фільтрувальних елементів з виступом, дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра і обертовий вал, в якому кінцева поверхня виступу одного з пари дискових фільтрувальних елементів з виступом двошарових обертових фільтрувальних блоків послідовно прилягає до задньої поверхні іншого дискового фільтрувального елемента з виступом для утворення множини третіх фільтрувальних канавок, дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра двошарового обертового фільтрувального блока розташований в третіх фільтрувальних канавках і укладений послідовно на зовнішній периферії обертового вала двошарового обертового фільтрувального блока, вставленого в нього так, щоб бути рухомим в аксіальному напрямку, двошаровий обертовий фільтрувальний блок розміщений на кінці кожного з двох верхніх і нижніх рядів тришарових обертових фільтрувальних блоків, протилежних один одному і/або на початку нижнього ряду на стороні впускання неочищеної рідини, і зовнішні краї ущільнювальних елементів розташовані з можливістю обертання близько із зазором, до зовнішнього периферійного краю двошарового обертового фільтрувального блока. Також переважно, що сепаратор рідкої і твердої фаз згідно з даним винаходом може бути виконаний так, що: отвори фільтрату забезпечені концентрично в дискових фільтрувальних елементах з виступом і дискових фільтрувальних елементах великого діаметра з множиною тришарових обертових фільтрувальних блоків і в дискових фільтрувальних елементах з виступом двошарового обертового фільтрувального блока, розміщеного на початку нижнього ряду на стороні впускання неочищеної рідини, і вирізані отвори фільтрату забезпечені концентрично в дискових фільтрувальних елементах малого діаметра з множиною тришарових обертових фільтрувальних блоків і в дискових фільтрувальних елементах двошарового обертового фільтрувального блока, отвори фільтрату і вирізані отвори фільтрату утворюють канали фільтрату всередині тришарових обертових фільтрувальних блоків і двошарового обертового фільтрувального блока після їх послідовного укладання, отвори в терміналах відправки фільтрату відповідних каналів фільтрату ведуть у всередину камери фільтрату, забезпеченої зовні бічних стінок резервуара для очищення, і нижня стінка камери фільтрату забезпечена випуском камери фільтрату. Додатково, в сепараторі рідкої і твердої фаз згідно з даним винаходом дискові фільтрувальні елементи з виступом переважно виконані зі смоли. Згідно з сепаратором рідкої і твердої фаз винаходу, на відміну від патентних документів 1-3, дискові фільтрувальні елементи великого і малого діаметра не укладені послідовно нерухомим чином в тришарових обертових фільтрувальних блоках, так, що вони можуть обертатися при коливанні в аксіальному напрямку в фільтрувальних канавках. Це забезпечує коливальні дії дискового фільтрувального елемента малого діаметра і дискового фільтрувального елемента 3 UA 106552 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 великого діаметра в області у відповідних фільтрувальних канавках більш широкої, ніж товщина дискових фільтрувальних елементів великого і малого діаметра, тобто між кінцевими поверхнями дискових фільтрувальних елементів з виступом, коливальна дія дискового фільтрувального елемента великого діаметра іншого тришарового обертового фільтрувального блока, вставленого в фільтрувальну канавку, і в доповнення, що зсуває дію, одержану відповідним обертанням зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента великого діаметра одного з тришарових обертових фільтрувальних блоків і зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента малого діаметра іншого з тришарових обертових фільтрувальних блоків, поверненого до цього дискового фільтрувального елемента великого діаметра, тим самим запобігаючи осаду, продукту збезводнюючої фільтрації, який передбачається вичищати, від прилипання і отвердження у вузьких зазорах фільтрувальних канавок. Цей ефект самоочищення є переважним в тому, що він завжди може запобігати забрудненню фільтрувальних поверхонь. Додатково, в патентних документах 1-3, фільтрувальні канавки утворені послідовним укладанням дискових фільтрувальних елементів великого і малого діаметра нерухомим чином. У зв'язку з цим, точність ширини і положення фільтрувальних канавок сильно залежить від точності товщини і площинності фільтрувальних елементів, сил закріплення під час укладання і збирання і т. п. Таким чином, під час збирання потрібна ретельність і регулювання, і збирання вимагає великого зусилля і навички. Для порівняння, в тришаровому обертовому фільтрувальному блоці згідно з винаходом дискові фільтрувальні елементи великого і малого діаметра розташовані у відповідних фільтрувальних канавках, які утворені приляганням кінцевих поверхонь виступів дискових фільтрувальних елементів з виступом так, що вони рухомі в аксіальному напрямку. Тобто, вони встановлені такими, що вільно сидять. За допомогою цієї конструкції точність фільтрувальних канавок, необхідна відносно напруження і варіантів (помилок) в товщині відповідних фільтрувальних елементів забезпечується дуже легко, не звертаючи уваги на ретельність і регулювання під час збирання. Це виключає необхідність в надмірній точності товщини і площинності фільтрувальних елементів, і також виключає необхідність в майстерності при збиранні. Особливо, при збиранні шаруватого обертового фільтрувального блока, що має більшу ширину для збільшення продуктивності очищення, є велика перевага в тому, що навіть некваліфікована людина може зібрати його швидко і точно. Суть винаходу пояснюється на кресленнях, де: Фіг. 1 являє собою вигляд в подовжньому перерізі варіанта виконання 1 даного винаходу; Фіг. 2 являє собою вигляд в розрізі, взятому вздовж лінії X-X від напрямку стрілки на фіг. 1; Фіг. 3 ілюструє тришаровий обертовий фільтрувальний блок згідно з варіантом виконання 1 або 2 даного винаходу, на якій (a) являє собою його вигляд спереду, а (b) являє собою його вигляд в подовжньому перерізі; Фіг. 4 являє собою збільшений вигляд збоку відповідної ділянки тришарових обертових фільтрувальних блоків згідно з варіантом виконання 1 або 2 даного винаходу, який ілюструє, як вони розташовані суміжно один одному; Фіг. 5 ілюструє дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра, який утворює тришаровий обертовий фільтрувальний блок згідно з варіантом виконання 1 або 2 даного винаходу, на якій (a) являє собою його вигляд спереду, і (b) являє собою його вигляд в подовжньому перерізі; Фіг. 6 ілюструє дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра, який утворює три- або двошаровий обертовий фільтрувальний блок згідно з варіантом виконання 1 або 2 даного винаходу, на якій (a) являє собою його вигляд спереду, і (b) являє собою його вигляд в подовжньому перерізі; Фіг. 7 ілюструє дисковий фільтрувальний елемент з виступом, який утворює три- або двошаровий обертовий фільтрувальний блок згідно з варіантом виконання 1 або 2 даного винаходу, на якій (a) являє собою його вигляд спереду, і (b) являє собою його вигляд в подовжньому перерізі; Фіг. 8 являє собою вигляд в подовжньому перерізі варіанта виконання 3, основаного на варіанті виконання 1 даного винаходу; Фіг. 9 являє собою вигляд в розрізі, взятому вздовж лінії Y-Y від напрямку стрілки на фіг. 8. Фіг. 10 ілюструє тришаровий обертовий фільтрувальний блок згідно з варіантом виконання 3 даного винаходу, на якій (a) являє собою його вигляд спереду, і (b) являє собою вигляд в його розрізі A-A; 4 UA 106552 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 11 являє собою збільшений вигляд збоку відповідної ділянки з множини тришарових обертових фільтрувальних блоків згідно з варіантом виконання 3 даного винаходу, що ілюструє як вони розташовані суміжно один одному; Фіг. 12 ілюструє дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра, який утворює тришаровий обертовий фільтрувальний блок згідно з варіантом виконання 3 даного винаходу, на якій (a) являє собою його вигляд спереду, і (b) являє собою його вигляд в подовжньому перерізі; Фіг. 13 ілюструє дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра, який утворює тришаровий обертовий фільтрувальний блок згідно з варіантом виконання 3 даного винаходу, на якій (a) являє собою його вигляд спереду, і (b) являє собою його вигляд в подовжньому перерізі; Фіг. 14 ілюструє дисковий фільтрувальний елемент з виступом, який утворює тришаровий обертовий фільтрувальний блок згідно з варіантом виконання 3 даного винаходу, на якій (a) являє собою його вигляд спереду, і (b) являє собою його вигляд в подовжньому перерізі; Фіг. 15 являє собою вигляд в подовжньому перерізі прикладу варіанта виконання 2, основаного на варіанті виконання 1 даного винаходу, в якому кінці двох верхніх і нижніх рядів на стороні випуску твердих частинок виконані у вигляді двошарових обертових фільтрувальних блоків; Фіг. 16 являє собою вигляд в подовжньому перерізі іншого прикладу варіант виконання 2, основаного на варіанті виконання 1 даного винаходу, в якому початок нижнього ряду на стороні впускання неочищеної рідини виконаний у вигляді двошарового обертового фільтрувального блока; і Фіг. 17 являє собою вигляд в подовжньому перерізі вже іншого прикладу варіанта виконання 2, основаного на варіанті виконання 1 даного винаходу, в якому кінці двох верхніх і нижніх рядів на стороні випуску твердих частинок і початок нижнього ряду на стороні впуску неочищеної рідини виконані у вигляді двошарових обертових фільтрувальних блоків. Далі сепаратор рідкої і твердої фаз згідно з варіантами виконання даного винаходу буде описаний детально з посиланням на креслення і оснований на наступних далі варіантах виконання 1-4. Однак, даний винахід не обмежується цими варіантами виконання. Сепаратор рідкої і твердої фаз згідно з варіантами виконання даного винаходу включає резервуар для очищення, що має впуск неочищеної рідини, випуск твердих частинок і випуск фільтрату, множина тришарових обертових фільтрувальних блоків, забезпечених між впуском неочищеної рідини і випуском твердих частинок, причому кожний з тришарових обертових фільтрувальних блоків включає дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра, дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра, що має менший діаметр, ніж дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра, множина дискових фільтрувальних елементів з виступом, причому кожний з них має менший діаметр, ніж дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра, але більший, ніж дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра, і обертовий вал, і ущільнювальні елементи, забезпечені на бічній стінці завантажувальної сторони і бічній стінці розвантажувальної сторони резервуара для очищення для збирання дрібних частинок, що містяться в очищуваній рідині. Кінцева поверхня виступу кожного з дискових фільтрувальних елементів з виступом послідовно прилягає до задньої поверхні суміжного одного з дискових фільтрувальних елементів з виступом для утворення множини фільтрувальних канавок. Дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра розташований в першій фільтрувальній канавці з множини фільтрувальних канавок і укладений послідовно на зовнішній периферії обертового вала, вставленого в нього так, що дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра рухомий в аксіальному напрямку. Дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра розташований у другій фільтрувальній канавці, яка йде за першою фільтрувальною канавкою, і укладений послідовно на зовнішній периферії обертового вала, вставленого в нього так, що дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра рухомий в аксіальному напрямку. Тришарові обертові фільтрувальні блоки розміщені через однакові проміжки в порядку зростання в напрямку розвантаження у напрямку до випуску твердих частинок і в двох верхніх і нижніх рядах, протилежних один одному. Відносно суміжних тришарових обертових фільтрувальних блоків зовнішній периферійний край дискового фільтрувального елемента великого діаметра одного з тришарових обертових фільтрувальних блоків вставлений у другу фільтрувальну канавку іншого з тришарових обертових фільтрувальних блоків так, щоб розташовуватися близько до виступу дискового фільтрувального елемента з виступом і зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента малого діаметра іншого тришарового обертового фільтрувального блока. Зовнішні краї ущільнювальних елементів розташовані з можливістю обертання близько із зазором, до зовнішнього периферійного краю 5 UA 106552 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дискового фільтрувального елемента з виступом тришарового обертового фільтрувального блока на кінці кожного з двох верхніх і нижніх рядів на стороні випуску твердих частинок і до зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента з виступом тришарового обертового фільтрувального блока на початку нижнього ряду на стороні впуску неочищеної рідини, серед тришарових обертових фільтрувальних блоків, розміщених в двох верхніх і нижніх рядах протилежних один одному. Дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра і дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра виконані з можливістю обертання синхронно з обертовим валом при коливанні в аксіальному напрямку в першій фільтрувальній канавці і другій фільтрувальній канавці, відповідно. Варіант виконання 1 На фіг. 1-7 верхня ділянка резервуара 9 для очищення забезпечена впуском 10 неочищеної рідини, з якого подається неочищена рідина, і нижня ділянка резервуара 9 для очищення забезпечена випуском 12 фільтрату, з якого фільтрат після сепарації рідкої і твердої фаз розвантажується назовні резервуара 9 для очищення. Ділянка бічної сторони резервуара 9 для очищення забезпечена випуском 11 твердих частинок, з якого осад, твердий продукт збезводнюючої фільтрації, після сепарації рідкої і твердої фаз, розвантажується назовні резервуара 9 для очищення. Всередині резервуара 9 для очищення і між впуском 10 неочищеної рідини і випуском 11 твердих частинок, як показано на фіг. 1, тришарові обертові фільтрувальні блоки 1t розташовані через однакові проміжки в порядку зростання в напрямку розвантаження у напрямку до випуску 11 твердих частинок і в двох верхніх і нижніх рядах, протилежних один одному. Як показано на фіг. 3 і 5-7, кожний з тришарових обертових фільтрувальних блоків 1t включає дисковий фільтрувальний елемент 2 великого діаметра, дисковий фільтрувальний елемент 3 малого діаметра, що має діаметр менший, ніж дисковий фільтрувальний елемент 2 великого діаметра, обертовий вал 4 і множина дискових фільтрувальних елементів 5 з виступом, кожний з яких має діаметр менший, ніж дисковий фільтрувальний елемент 2 великого діаметра, але більший, ніж дисковий фільтрувальний елемент 3 малого діаметра. Обертовий вал 4 має функцію зачеплення, забезпечену вирізом D, який виходить вирізом ділянки циліндра, щоб одержати плоску поверхню, або клином (не показано). Як показано на фіг. 2, обертовий вал 4 шарнірно підтримується з можливістю обертання підшипниками 17, розташованими на зовнішніх сторонах передньої бічної стінки 9f і задньої бічної стінки 9r резервуара 9 для очищення, і обертається елементом 16 передачі руху (наприклад, черв'ячне колесо), забезпеченим на зовнішній стороні передньої бічної стінки 9f. У центрі кожного з фільтрувальних елементів 2, 3, 5, що мають відповідно різні діаметри, отвір вала, який відповідає конфігурації зачеплення обертового вала 4 забезпечений так, щоб обертатися синхронно з валом 4. Множина дискових фільтрувальних елементів 5 з виступом забезпечено виступами 5t, і утворює фільтрувальні канавки S (перші і другі фільтрувальні канавки) розміщенням на кінцевих поверхнях виступів 5t для послідовного прилягаючого до задньої поверхні суміжного одного з дискових фільтрувальних елементів з виступом. У відповідних фільтрувальних канавках S дисковий фільтрувальний елемент 2 великого діаметра і дисковий фільтрувальний елемент 3 малого діаметра розташовані почергово так, що вони рухомі в аксіальному напрямку. Таким чином, дисковий фільтрувальний елемент 2 великого діаметра і дисковий фільтрувальний елемент 3 малого діаметра виконані так, що вони можуть обертатися синхронно з обертовим валом 4 при коливанні в аксіальному напрямку у відповідних фільтрувальних канавках S. Відносно тришарового обертового фільтрувального блока 1t, що має цю конфігурацію, спосіб зачеплення відповідних фільтрувальних елементів 2, 3 з обертовим валом 4 буде описаний нижче. (i) По-перше, серед множини дискових фільтрувальних елементів 5 з виступом перший дисковий фільтрувальний елемент з виступом прикріплюють до зовнішньої периферії обертового вала 4, вставляючи від задньої поверхні, протилежній стороні, де забезпечені виступи 5t, (ii) далі, дисковий фільтрувальний елемент 2 великого діаметра прикріплюють до обертового вала 4, вставляючи так, що отвори 2h для вільного зачеплення виступу дискового фільтрувального елемента 2 великого діаметра зачіплюються з виступами 5t першого дискового фільтрувального елемента 5 з виступом, (iii) далі, другий дисковий фільтрувальний елемент 5 з виступом, який відрізняється від першого дискового фільтрувального елемента 5 з виступом, прикріплюють, вставляючи від задньої поверхні, протилежній стороні, де забезпечені виступи 5t, і задню поверхню другого дискового фільтрувального елемента з виступом упирають в кінцеві поверхні виступів 5t першого дискового фільтрувального елемента 5 з виступом для утворення фільтрувальної канавки S, (iv) далі, дисковий фільтрувальний елемент 3 малого діаметра прикріплюють до обертового вала 4, вставляючи так, що виступи 5t другого дискового 6 UA 106552 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фільтрувального елемента 5 з виступом зачіплюються з вирізаними отворами для виступу дискового фільтрувального елемента 3 малого діаметра, і (v) далі, задню поверхню нового першого дискового фільтрувального елемента 5 з виступом упирають в кінцеві поверхні виступів 5t другого дискового фільтрувального елемента 5 з виступом для утворення другої фільтрувальної канавки S. Множина тришарових обертових фільтрувальних блоків 1t, утворених повторенням етапів (i)-(v), описаних вище, виконані так, що, як показано на фіг. 4, відносно суміжних тришарових обертових фільтрувальних блоків 1t зовнішній периферійний край дискового фільтрувального елемента 2 великого діаметра одного з тришарових обертових фільтрувальних блоків 1t входить у другу фільтрувальну канавку S іншого з тришарових обертових фільтрувальних блоків 1t, і розташований близько до ділянки виступу 5t дискового фільтрувального елемента 5 з виступом і зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента 3 малого діаметра іншого тришарового обертового фільтрувального блока блок 1t. Як показано на фіг. 1, для ефективного збирання дрібних частинок, що містяться в очищуваній рідині, ущільнювальні елементи 15 забезпечені на бічній стінці 9s завантажувальної сторони і на бічній стінці 9d розвантажувальної сторони резервуара для очищення 9. Відповідні зовнішні краї ущільнювальних елементів 15 розташовані з можливістю обертання близько з незначним зазором, до зовнішніх периферійних країв дискових фільтрувальних елементів 5 з виступом тришарових обертових фільтрувальних блоків 1t, забезпечених на кінці кожного з двох верхніх і нижніх рядів на стороні випуску 11 твердих частинок і на початку нижнього ряду на стороні впускання 10 неочищеної рідини. Додатково, це є переважним для забезпечення щіток, що мають малий опір ковзанню на зовнішніх периферійних краях ущільнювальних елементів 15. Це може додатково підвищувати ущільнювальну функцію і також може придушувати збільшення крутного моменту обертового вала 4. Варіант виконання 2 Варіант виконання 2 буде описаний, використовуючи фіг. 15-17 як приклади. У доповнення до тришарових обертових фільтрувальних блоків 1t, розміщених в двох верхніх і нижніх рядах через однакові проміжки в порядку зростання в напрямку розвантаження у напрямку до випуску 11 твердих частинок і в двох верхніх і нижніх рядах, протилежних один одному, резервуар 9 для очищення забезпечений двошаровим обертовим фільтрувальним блоком 1w, що має пару дискових фільтрувальних елементів 5, 5 з виступом, дисковий фільтрувальний елемент 3 малого діаметра і обертовий вал 4. Двошаровий обертовий фільтрувальний блок 1w забезпечений на кінці кожного з верхніх і нижніх рядів на стороні випуску 11 твердих частинок і/або на початку нижнього ряду на стороні впуску 10 неочищеної рідини. Спосіб збирання двошарового обертового фільтрувального блока 1w буде описаний нижче. (vi) По-перше, один з парних дискових фільтрувальних елементів 5, 5 з виступом прикріплюють до зовнішньої периферії обертового вала 4, вставляючи від задньої поверхні, протилежній стороні, де забезпечені виступи 5t, (vii) далі, дисковий фільтрувальний елемент 3 малого діаметра прикріплюють до обертового вала 4, вставляючи так, що виступи 5t дискового фільтрувального елемента з виступом зачіплюються з вирізаними отворами 3h для виступу дискового фільтрувального елемента 3 малого діаметра і так, що дисковий фільтрувальний елемент 3 малого діаметра рухомий в аксіальному напрямку, і (viii) далі, задню поверхню іншого дискового фільтрувального елемента 5 з виступом упирають в кінцеву поверхню виступів раніше описаного дискового фільтрувального елемента 5 з виступом для утворення фільтрувальної канавки S (третя фільтрувальна канавка). Зовнішні краї ущільнювальних елементів 15, забезпечених на бічних стінках резервуара 9 для очищення, розташовані з можливістю обертання близько з незначним зазором, до зовнішніх периферійних країв двошарових обертових фільтрувальних блоків 1w, утворених повторенням етапів (vi)-(viii), описаних вище. Це є переважним для утворення переднього кінця зовнішніх країв ущільнювальних елементів у вигляді лопаткоподібного краю, що має малий опір ковзанню, як у скребка. Варіант виконання 3 Варіант виконання 3 буде описаний, використовуючи фіг. 8-14 як приклади. Відносно тришарових обертових фільтрувальних блоків 1t, розміщених через однакові проміжки в порядку зростання в напрямку розвантаження у напрямку до випуску 11 твердих частинок і в двох верхніх і нижніх рядах, протилежних один одному, і відносно двошарового обертового фільтрувального блока 1w, розміщеного на початку нижнього ряду на стороні впускання 10 неочищеної рідини, як показано на фіг. 12-14, отвори 7 фільтрату концентрично забезпечені в дисковому фільтрувальному елементі 5 з виступом і в дисковому фільтрувальному елементі 2 великого діаметра, і вирізані отвори 8 фільтрату концентрично забезпечені в дисковому 7 UA 106552 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фільтрувальному елементі 3 малого діаметра. Як показано на фіг. 9-11, отвори 7 фільтрату і вирізані отвори 8 фільтрату утворюють канали 6 фільтрату всередині відповідних шаруватих обертових фільтрувальних блоків 1t, 1w після їх укладання. Отвір в терміналі для відправки фільтрату каналу 6 веде у всередину камери 13 фільтрату, забезпеченої зовні задньої бічної стінки 9r резервуара 9 для очищення, і випуску 14 камери фільтрату утворений на нижній стінці камери 13 фільтрату. Варіант виконання 4 У цьому варіанті виконання дискові фільтрувальні елементи 5 з виступом, який утворює тришаровий обертовий фільтрувальний блок 1t і двошаровий обертовий фільтрувальний блок 1w виконані як елементи з формованої смоли, які не мають іржі, є легкими по вазі, не вимагають обробки і придатні для масового виробництва. Згідно з сепаратором рідкої і твердої фаз варіантів виконання, дисковий фільтрувальний елемент 2 великого діаметра і дисковий фільтрувальний елемент 3 малого діаметра не укладаються нерухомим чином в тришаровому обертовому фільтрувальному блоці 1t так, що дисковий фільтрувальний елемент 2 великого діаметра і дисковий фільтрувальний елемент 3 малого діаметра можуть обертатися при коливанні в аксіальному напрямку у відповідних фільтрувальних канавках S. Це забезпечує коливальні дії дискового фільтрувального елемента 2 великого діаметра і дискового фільтрувального елемента 3 малого діаметра в області відповідних фільтрувальних канавок S, більш широкого, ніж товщина дискового фільтрувального елемента 2 великого діаметра і дискового фільтрувального елемент 3 малого діаметра, тобто між кінцевими поверхнями дискових фільтрувальних елементів 5 з виступом, коливальна дія дискового фільтрувального елемента 2 великого діаметра іншого тришарового обертового фільтрувального блока блок 1t, вставленого в фільтрувальну канавку S, і в доповнення, зсувну дію, що виробляється відповідним обертанням зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента 2 великого діаметра і зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента 3 малого діаметра іншого тришарового обертового фільтрувального блока 1t, розташованого з можливістю повернення до цього дискового фільтрувального елемента 2 великого діаметра, тим самим запобігаючи продукту збезводнюючої фільтрації (осад), який мається намір вичистити, від прилипання і отвердження у вузьких зазорах фільтрувальних канавок S. За рахунок цього так званого ефекту самоочищення, який запобігає осаду від прилипання і отвердження, які фільтрують поверхні завжди можуть бути запобігає засміченню. Традиційно, фільтрувальні канавки утворені укладанням дискових фільтрувальних елементів великого і малого діаметра нерухомим чином. У зв'язку з цим, точність ширини і положення фільтрувальних канавок сильно залежить від точності товщини і площинності фільтрувальних елементів, сил закріплення під час укладання і збирання і т. п. Таким чином, потрібна ретельність і регулювання під час збирання, і збирання вимагає великого зусилля і навичок. Для порівняння, в тришаровому обертовому фільтрувальному блоці 1t згідно з даними варіантами виконання дисковий фільтрувальний елемент 2 великого діаметра і дисковий фільтрувальний елемент 3 малого діаметра розташовані у відповідних фільтрувальних канавках S, які утворені приляганням кінцевих поверхонь виступів дискових фільтрувальних елементів 5 з виступом так, що вони рухомі в аксіальному напрямку, тобто, вони встановлені способом вільної посадки. За допомогою цієї конструкції точність фільтрувальних канавок S, необхідна відносно напруження і варіантів (дефектів) в товщині кожного з дискового фільтрувального елемента 2 великого діаметра і дискового фільтрувального елемента 3 малого діаметра, забезпечується дуже легко, не звертаючи уваги на ретельність і регулювання під час збирання. Це виключає необхідність в надмірній точності товщини і площинності дискового фільтрувального елемента 2 великого діаметра і дискового фільтрувального елемента 3 малого діаметра, і також виключає необхідність в майстерності при збиранні. Особливо, при збиранні шаруватого обертового фільтрувального блока, що має велику ширину, для збільшення продуктивності очищення, є перевага в тому, що навіть некваліфікована людина може зібрати його швидко і точно. Додатково, згідно з сепаратором рідкої і твердої фаз варіантів виконання, оскільки ущільнювальні елементи 15, забезпечені на бічних стінках резервуара 9 для очищення, можуть бути виконані так, що вони розташовані з можливістю обертання близько до, з незначним зазором, зовнішніх периферійних країв тришарових обертових фільтрувальних блоків 1t або двошарових обертових фільтрувальних блоків 1w, немає необхідності в розгляді зовнішніх країв ущільнювальних елементів 15, взаємодіючих з дисковими фільтрувальними елементами 2 великого діаметра. Ця конфігурація є чудовою по ефективності збирання, і дозволяє утворювати точно протилежні зовнішні краї ущільнювальних елементів 15 витягнутими в 8 UA 106552 C2 5 10 15 20 25 аксіальному напрямку. У зв'язку з цим, дрібні частинки, що містяться в очищуваній рідині, можуть бути зібраними ефективно без просочування. Додатково, згідно з сепаратором рідкої і твердої фаз варіантів виконання, з шаруватими обертовими фільтрувальними блоками 1t, 1w, утвореними з каналами 6 фільтрату, в порівнянні з шаруватим обертовим фільтрувальним блоком, що не має канал фільтрату, забезпечений додатковий випуск води з випуску 14 камери фільтрату нижньої стінки камери 13 фільтрату за допомогою каналів 6 фільтрату так, що поліпшена характеристика сепарації фільтрату дискових фільтрувальних елементів 2, 3 великого діаметра і малого діаметра, які коливаються і, які обертаються у відповідній фільтрувальній канавці S. В результаті осад, який має низький процентний вміст води, може бути зібраний. Згідно з сепаратором рідкої і твердої фаз варіантів виконання, оскільки дисковий фільтрувальний елемент 5 з виступом, який є самим важким елементом в шаруватих обертових фільтрувальних блоках 1t, 1w, виготовлений зі смоли, вага шаруватих обертових фільтрувальних блоків 1t, 1w може бути значно зменшена. Це може зменшувати потужність приводу, може підтримувати утворення незасмічуваних і чистих фільтрувальних канавок S за рахунок того, що вони не іржавіють, і також можна виготовляти шаруваті обертові фільтрувальні блоки 1t, 1w у вигляді формованого зі смоли виробу. Таким чином, дискові фільтрувальні елементи 5 з виступом високої розмірної точності можуть проводитися масово без обробки, є недорогими і простими для збирання. Особливо, оскільки шаруваті обертові фільтрувальні блоки 1t, 1w можуть легко збиратися з високою точністю, може бути забезпечена стабільна функція фільтрації. Тоді як даний винахід був описаний вище детально і з посиланням на його деякі варіанти виконання, фахівцям в галузі техніки буде зрозуміло, що різні зміни і перетворення можуть бути вироблені в ньому без відхилення від задуму і об'єму охорони винаходу. Додатково, кількість, місце, форма і т.п. компонентів, описані вище, не обмежуються вищезгаданими варіантами виконання, і можуть бути замінені на кількість, місце, форму і т. п., які є придатними для забезпечення даного винаходу. Ця заявка основана на заявці на патент Японії № 2012-205180, поданій на 19 вересня 2012 року, вміст якої включений тут шляхом посилання. 30 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 55 1. Сепаратор рідкої і твердої фаз, що містить: резервуар для очищення, який має вхід для неочищеної рідини, вихід для твердих частинок і вихід для фільтрату; множину тришарових обертових фільтрувальних блоків, розташованих між входом неочищеної рідини і виходом твердих частинок, причому кожний з тришарових обертових фільтрувальних блоків включає дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра, дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра, який має діаметр, менший, ніж дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра, множину дискових фільтрувальних елементів з виступом, причому кожний з них має діаметр, менший, ніж дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра, але більший, ніж дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра, і обертовий вал; і ущільнювальні елементи, виконані на бічній стінці завантажувальної сторони і бічній стінці розвантажувальної сторони резервуара для очищення для збирання дрібних частинок, що містяться в очищуваній рідині, причому кінцева поверхня виступу кожного з дискових фільтрувальних елементів з виступом послідовно прилягає до задньої поверхні суміжного з ним одного з дискових фільтрувальних елементів з виступом для утворення множини фільтрувальних канавок, дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра розташований в першій фільтрувальній канавці з множини фільтрувальних канавок і укладений послідовно на зовнішній периферії обертового вала, вставленого в нього з можливістю переміщення дискового фільтрувального елемента великого діаметра в аксіальному напрямку, дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра розташований у другій фільтрувальній канавці, яка йде за першою фільтрувальною канавкою, і розташований послідовно на зовнішній периферії обертового вала, вставленого в нього так, що дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра рухомий в аксіальному напрямку, тришарові обертові фільтрувальні блоки розташовані через однакові проміжки в порядку зростання в напрямку розвантаження у напрямку до виходу твердих частинок і в двох верхніх і нижніх рядах, протилежних один одному, 9 UA 106552 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 відносно суміжних тришарових обертових фільтрувальних блоків, зовнішній периферійний край дискового фільтрувального елемента великого діаметра одного з тришарових обертових фільтрувальних блоків вставлений у другу фільтрувальну канавку іншого з тришарових обертових фільтрувальних блоків так, щоб бути розташованим близько до виступу дискового фільтрувального елемента з виступом і зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента малого діаметра іншого тришарового обертового фільтрувального блока, зовнішні краї ущільнювальних елементів розташовані з можливістю обертання близько із зазором, до зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента з виступом тришарового обертового фільтрувального блока на кінці кожного з двох верхніх і нижніх рядів на стороні виходу твердих частинок і до зовнішнього периферійного краю дискового фільтрувального елемента з виступом тришарового обертового фільтрувального блока на початку нижнього ряду на стороні входу неочищеної рідини, серед тришарових обертових фільтрувальних блоків, розміщених в двох верхніх і нижніх рядах, протилежних один одному, при цьому дисковий фільтрувальний елемент великого діаметра і дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра виконані з можливістю обертання синхронно з обертовим валом при коливанні в аксіальному напрямку в першій фільтрувальній канавці і другій фільтрувальній канавці, відповідно. 2. Сепаратор рідкої і твердої фаз за п. 1, який додатково містить двошаровий обертовий фільтрувальний блок, що включає пару дискових фільтрувальних елементів з виступом, дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра і обертовий вал, в якому кінцева поверхня виступу одного з пари дискових фільтрувальних елементів з виступом двошарових обертових фільтрувальних блоків послідовно прилягає до задньої поверхні іншого дискового фільтрувального елемента з виступом для утворення множини третіх фільтрувальних канавок, дисковий фільтрувальний елемент малого діаметра двошарового обертового фільтрувального блока розташований в третіх фільтрувальних канавках і укладений послідовно на зовнішній периферії обертового вала двошарового обертового фільтрувального блока, вставленого в нього з можливістю переміщення в аксіальному напрямку, двошаровий обертовий фільтрувальний блок розміщений на кінці кожного з двох верхніх і нижніх рядів тришарових обертових фільтрувальних блоків, протилежних один одному і/або на початку нижнього ряду на стороні входу неочищеної рідини, і зовнішні краї ущільнювальних елементів розташовані з можливістю обертання близько, із зазором, до зовнішнього периферійного краю двошарового обертового фільтрувального блока. 3. Сепаратор рідкої і твердої фаз за п. 1 або 2, в якому отвори фільтрату виконані концентрично в дискових фільтрувальних елементах з виступом і дискових фільтрувальних елементах великого діаметра з множини тришарових обертових фільтрувальних блоків і в дискових фільтрувальних елементах з виступом двошарового обертового фільтрувального блока, розміщеного на початку нижнього ряду на стороні входу неочищеної рідини, і вирізані отвори фільтрату виконані концентрично в дискових фільтрувальних елементах малого діаметра з множини тришарових обертових фільтрувальних блоків і в дискових фільтрувальних елементах двошарового обертового фільтрувального блока, отвори фільтрату і вирізані отвори фільтрату утворюють канали фільтрату всередині тришарових обертових фільтрувальних блоків і двошарового обертового фільтрувального блока після їх послідовного укладання, отвори в терміналах для відправки фільтрату відповідних каналів фільтрату проходять всередину камери фільтрату, розташованої зовні бічних стінок резервуара для очищення, і нижня стінка камери фільтрату виконана з виходом камери фільтрату. 4. Сепаратор рідкої і твердої фаз за будь-яким з пп. 1-3, в якому дискові фільтрувальні елементи з виступом виконані зі смоли. 10 UA 106552 C2 11 UA 106552 C2 12 UA 106552 C2 13 UA 106552 C2 14 UA 106552 C2 15 UA 106552 C2 16 UA 106552 C2 17 UA 106552 C2 18 UA 106552 C2 19 UA 106552 C2 20 UA 106552 C2 21 UA 106552 C2 22 UA 106552 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 23