Фільтрувальний елемент дискового фільтра ( варіанти)

Винахід належить до керамічної галузі і може бути використаний при виготовленні фільтрувальних виробів із пористої кераміки, застосовуємих для очистки газу або рідини від твердих включень в горній, металургійній, хімічній та інших галузях промисловості, а також при переробці промислових сумішів для одержання міді, цинку, нікелю, свинцю, золота, заліза тощо. Відома конструкція дискового фільтра, в якій фільтрувальні елементи виготовлені із тканин: сукна, шевйота, вовни та інших полотен, [див. Фильтры для жидкостей. Каталог (издание 3-е, исправленное и дополненное). Часть 1. Фильтры непрерывного действия для жидкостей. «Цинтихимнефтеммаш», Москва, 1989, стр.129-131. Всего стр.140, і Лунев В.Д., Емельянов Ю.А. Фильтрование в химической промышленности. «Химия», Ленинградское отделение, 1982, стр.43, абзац 1. Всего стр.68]. Ці фільтри, із-за відносно великих розмірів пор, мають обмежену область використання, а із-за низької механічної міцності та малої стійкості до хімічних реагентів мають низький ресурс експлуатації. Відомі також фільтрувальні елементи, виготовлені із шамотно-бентонітовох двошарової кераміки у вигляді труб. [ди в. Беркман А.С., Мельникова И.Г. Пористая проницаемая керамика. Издательство литературы по строительству. Ленинград, 1969, стр.129-131. Всего стр.140]. Зовнішній шар цих виробів - дрібнопористий, а внутрішній - основа (підложка) - крупнопористий. Такі фільтри використовують, в основному, як водомасловідокремлювачі, тому що їхні пори мають значну величину (25-30мкм). За сукупністю ознак, найбільш близьким до винаходу є фільтр увальний елемент дискового фільтра (див. деклараційний патент України №41623А по кл.В01Д29/00, С04В38/00). Згідно з цим патентом фільтрувальний елемент виготовлено із кераміки у вигляді плоского кругового сектора, включаючого тіло з фільтрувальними поверхнями і отвір для відводу фільтрату. Крім цього, елемент містить тупикові, циліндричні канали, які перетинаються і мають вихід до отвор у відводу фільтрату. Застосування цього фільтувального елемента дозволило підвищити експлуатаційну працездатність, надійність та довговічність роботи дискових фільтрів. Але виготовлення фільтрувальних елементів пов'язано з деякими труднощами. Так, циліндричні канали можливо виконати тільки свердлуванням, що приводить до втрат заготовок із-за тріску, а наявність технологічних пробок, які призначені для закривання тупикових каналів - ускладнюють технологічний процес виготовлення елементів, підвищують собівартість та ціну виробів. Крім цього, в місцях проходження каналів з'являються небезпечні перетини, які приводять до зниження міцності, гідравлічного опору і т.п. У зв'язку з чим, не вся фільтрувальна поверхня включається в роботу, а тільки ті зони, в яких менша товщина стінки тіла, що, в свою чергу, негативно впливає на продуктивність дискового фільтра. В основу винаходу покладено завдання створити такий фільтрувальний елемент для дискового фільтру, в якому нове виконання каналів у вигляді щілиноподібної порожнини, розташованої в центральній частині тіла фільтрувального елемента і маючої по всьому об'єму переривчасті перегородки, товщина яких менше товщини тіла порожнини елемента або виконанням каналів у вигляді схрещуваних еквідистантно розташованих в центральній частині тіла коритоподібних жолобів, направлених порожнинами назустріч один одному. Виготовлення фільтрувального елемента із традиційної пористої кераміки значно спрощує процес розробки та виготовлення фільтрувальних елементів, а виконання тіла елемента з внутрішньою порожниною з каналами, створеними перегородками та коритоподібними жолобами в поєднанні з відкритими порами тіла сприяють зменшенню гідравлічного опору при фільтрації та регенерації фільтрів. Майже кожна окремо взята ознака пропонуємого технічного рішення відома із технічної літератури й широко використовується в промисловості. Однак, приведене їх здійснення виконується вперше і забезпечує дисковому фільтру нові характеристики технічного результату. Це - підвищення продуктивності при виготовленні фільтрувальних елементів та експлуатації дискових фільтрів, вирівнювання гідравлічного опору та підвищення механічної міцності, надійності і довговічності роботи фільтрів. Запропоновані два варіанти виконання фільтрувального елемента пояснюються кресленням, на якому схематично зображено: на фіг.1 - варіант фільтрувального елемента з щілиноподібною порожниною та переривчастими перегородками; на фіг.2 - др угий варіант фільтрувального елемента з каналами у вигляді схрещуваних коритоподібних жолобів; на фіг.3 - розріз А-А на фіг.1; на фіг.4 - розріз Б-Б на фіг.2; на фіг.5 - схрещуванні коритоподібні жолоби з порожнинами, направленими назустріч один одному; на фіг.6 - розріз В-В на фіг.2, по жолобу; на фіг.7 - розріз Г-Г на фіг.2, по тілу між жолобами. Фільтрувальний елемент містить тіло 1 (фіг.1 і 2) з фільтрувальними поверхнями 2 (фіг.3 і 4). Елемент, виготовлений у вигляді кругового сектора із пористої кераміки. Його великі бокові сторони являються робочими (фільтрувальними) поверхнями. Для збору фільтрату тіло має канали 3, а для відводу його за межі елемента - отвір 4. В першому варіанті (фіг.1) канали розміщені в щілиноподібній порожнині і утворені переривчастими перегородками 5, маючих різну конфігурацію в поперечному перетині, а в другому (фіг.2) вони виконані у вигляді схрещуваних коритоподібних жолобів 6, еквідистантно розташованих в тілі елемента і утворюючих щілиноподібну порожнину з довгомірними перегородками 7 між жолобами 6. Схема схрещуваних жолобів подана на фіг. 5, а розрізи по жолобу - на фіг.6, а по тілу - на фіг.7. Виготовлення обох варіантів фільтрувальних елементів дисковогофільтру може здійснюватись відомими в кераміці методами на діючому обладнанні, наприклад, шляхом пресування половини товщини "а" виробу, розділеного по осі Х-Х (фіг.3 та інші) з одночасним формуванням каналів для збору фільтрату товщиною в/2 з послідуючим склеюванням половин виробу в сирому, сухому або випаленому стані. Слід відмітити, що товщина тіла фільтрувального елемента може бути "а"=25-30мм, каналів "в"=2-4мм. При цьому, товщина тіла порожнини - "с", а переривчастих та довгомірних перегородок - "е" в такій залежності:e£c. Запропоновані варіанти конструкції фільтрувальних елементів для дискових фільтрів мають ряд переваг перед прототипом: - виготовляються з традиційної пористої кераміки у вигляді монолітного тіла; - залучена до процесу фільтрації практично вся фільтрувальна поверхня фільтрувального елемента; - за рахунок нової системи каналів значно знижено гідравлічний опір як при фільтрації, так і при регенерації фільтрувальних елементів; - збільшене число відкритих пор за рахунок каналів для збору фільтрату, забезпечують швидку та повну очистку пор від осадку; - перегородки не утворюють концентраторів напружень при сушці та випалі фільтрувальних елементів. Застосування пропонуємих фільтрувальних елементів дозволить спростити технологічний процес їх виготовлення, підвищити продуктивність процесу фільтрації та експлуатаційну працездатність, надійність і довговічність роботи дискових фільтрів.