Фільтрувальний пристрій і спосіб фільтрування суспензії

Реферат: Винахід стосується фільтрувального пристрою для фільтрування суспензії, який має: між стаціонарною верхньою частиною і рухомою кінцевою частиною вузол, що має щонайменше плиту (1) із заглибленнями і суміжну плиту (1) із заглибленнями, трубу (7) для суспензії для подачі першого потоку суспензії від верхньої частини у вузол, яка проходить до кінцевої частини крізь вузол, в тому числі крізь плиту (1) із заглибленнями і суміжну плиту (1) із заглибленнями, живильну трубу (8), яка з'єднана з кінцевою частиною, для подачі другого потоку суспензії у трубу (7) для суспензії, причому плита (1) із заглибленнями і/або суміжна плита (1) із заглибленнями мають заглиблення (11) і формують фільтрувальну камеру між плитою (1) із заглибленням і суміжною плитою (1) із заглибленням і плита (1) із заглибленнями має прохід (13) для суспензії для подачі суспензії у фільтрувальну камеру від труби (7) для суспензії, і має між плитою (1) із заглибленнями і суміжною плитою (1) із заглибленнями щонайменше один полотняний фільтр (14) для фільтрування твердого вмісту від суспензії. Винахід додатково стосується способу фільтрування суспензії в такому фільтрувальному пристрої. Щоб уникнути недоліків відомих пристроїв, за винаходом пропонується, що живильна труба (8) проходить від верхньої частини до кінцевої частини крізь вузол, в тому числі крізь плиту (1) із заглибленнями та суміжну плиту (1) із заглибленнями. UA 109998 C2 (12) UA 109998 C2 UA 109998 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Галузь техніки Винахід стосується взагалі фільтрування і зокрема фільтрувального пристрою для фільтрування суспензії і способу фільтрування суспензії у фільтрувальному пристрої. Рівень техніки Відомі конструкції прес-фільтрів мають стаціонарну верхню частину, рухому нижню частину і вузол, який має плити із заглибленнями, причому, плити розташовані між верхньою частиною і кінцевою частиною. Фільтрувальна камера формується між суміжними плитами із заглибленнями за допомогою заглиблень щонайменше однієї з пари суміжних плит із заглибленнями. Фільтрувальний пристрій додатково має трубу для суспензії для введення суспензії в фільтрувальну камеру пристрою, причому, труба для суспензії простягнена від верхньої частини до кінцевої частини крізь вузол. Крім того, фільтрувальний пристрій має живильну трубу, яка сполучається з кінцевою частиною і забезпечує потік суспензії до труби для суспензії. У відомих фільтрувальних пристроях живильні труби, які підходять до кінцевої частини є гнучкими рукавами або трубами з кутовими шарнірами, що простягнені паралельно вузлу. Коли вузом розкривають і закривають один кінець живильної труби рухається разом з кінцевою частиною, а інший кінець залишається з'єднаним із зафіксованим джерелом суспензії. Гнучкі живильні труби дозволяють переміщення кінцевої частини, але необхідно, щоб гнучкі живильні труби були достатньо жорсткими для пропускання суспензії під високим тиском від джерела суспензії до кінцевої частини. Висока жорсткість живильної труби спричиняє крутильний момент при переміщенні кінцевої частини. Крім того, гнучкі живильні труби підвищують ризик підтікання у відомих фільтрувальних пристроях. Тому з причин безпеки використання відомих фільтрувальних пристроїв не рекомендують для фільтрування небезпечних суспензій. Додатково, у деяких фільтрувальних пристроях труба для суспензії простягнена крізь вузол назовні фільтрувальної камери, спричиняючи ексцентричне навантаження тиску, яке дорівнює до декількох тон, на кінцеву частину під час циклу фільтрування. Жорсткість живильної труби і навантаження тиску від труби для суспензії легко спричиняють зміщення від заданого положення і відхилення кінцевої частини і плит із заглибленнями вузла. Проблема, що вирішується Таким чином метою винаходу є подолання недоліків існуючих відомих пристроїв. Суть винаходу За винаходом пропонується фільтрувальний пристрій для фільтрування суспензії, який має: між стаціонарною верхньою частиною і рухомою кінцевою частиною вузол, що має, щонайменше, плиту із заглибленнями і суміжну плиту із заглибленнями; трубу для суспензії для подачі першого потоку суспензії від верхньої частини у вузол, яка проходить до кінцевої частини крізь вузол, в тому числі крізь плиту із заглибленнями і суміжну плиту із заглибленнями; живильну трубу для подачі другого потоку суспензії у трубу для суспензії, яка з'єднана з кінцевою частиною; причому, плита із заглибленнями і/або суміжна плита із заглибленнями мають заглиблення, яке формує фільтрувальну камеру між плитою із заглибленнями і суміжною плитою із заглибленнями, а плита із заглибленням має прохід для суспензії для подачі суспензії у фільтрувальну камеру від труби для суспензії; між плитою із заглибленнями і суміжною плитою із заглибленнями є, щонайменше, один полотняний фільтр для відфільтровування твердого вмісту із суспензії. Особливість фільтрувального пристрою в тому, що живильна труба проходить від верхньої частини до кінцевої частини крізь вузол, в тому числі крізь плиту із заглибленнями та суміжну плиту із заглибленнями. Фільтрувальний пристрій за винаходом дозволяє уникнути необхідність у гнучкій живильній трубі і тим самим уникнути появу крутильного моменту при переміщенні кінцевої частини. Переважно, у фільтрувальному пристрої за винаходом, труба для суспензії і живильна труба знаходиться на протилежних боках фільтрувального пристрою, а також як плити із заглибленнями так і суміжної плити із заглибленнями. В такому фільтрувальному пристрої, навантаженому суспензією при однаковому тиску, і труба для суспензії, і живильна труба спричиняють індивідуальне ексцентричне, але разом, збалансоване навантаження тиску на кінцеву частину. Додатково, у фільтрувальному пристрої за винаходом, живильна труба має таку ж площу поперечного перерізу, що і труба для суспензії. Якщо подавати однаковий тиск на однакові поперечні площини, то теоретично створюються однакові потоки суспензії і в трубі для суспензії, і в живильній трубі. В переважному втіленні фільтрувальний пристрій за винаходом має канал, який знаходиться у кінцевій плиті і який з'єднує живильну трубу з трубою для суспензії. В такому 1 UA 109998 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фільтрувальному пристрої немає потреби у зовнішній трубі від живильної труби до труби для суспензії. В цьому пристрої за винаходом плити із заглибленнями у вузлі є вертикально накладеними одна поверх одної або підвішені впритул одна до одної. Фільтрувальний пристрій фіксують гідравлічною силою, вагою накладених одна на одну плит із заглибленнями і/або механічним засобом. Кожна фільтрувальна камера має, щонайменше, один полотняний фільтр, але може мати два полотняні фільтри, при цьому, у першому випадку суспензію подають в заглиблення однієї плити із заглибленням для проникнення крізь полотняний фільтр до іншої, а в другому випадку суспензію подають між полотняними фільтрами для проникнення до обох суміжних плит із заглибленнями. У фільтрувальному пристрої за винаходом заглиблення можуть мати рухомі мембрани, мембрани і відповідні заглиблення утворюють камеру тиснення, яка може бути навантажена плинним середовищем тиску для механічного тиску на залишену тверду масу ("фільтрувальний кек"). Плити із заглибленнями фільтрувального пристрою за винаходом виготовляють з пластику, наприклад, з поліпропілену (ПП), або з металу, наприклад, з алюмінію або сталі. Винахід крім того стосується способу для фільтрування суспензії в фільтрувальному пристрої, який має між стаціонарною верхньою частиною і рухомою кінцевою частиною вузол, що має, щонайменше, плиту із заглибленнями і суміжну плиту із заглибленнями, причому, плита із заглибленнями і/або суміжна плита із заглибленнями мають заглиблення, що формують фільтрувальну камеру між плитою із заглибленнями і суміжною плитою із заглибленнями. Спосіб має наступні операції: подачу першого потоку суспензії від верхньої частини, який проходить по трубі для суспензії, яка простягнена від верхньої частини до кінцевої частини крізь вузол, в тому числі крізь плиту із заглибленнями і суміжну плиту із заглибленнями, подачу другого потоку суспензії від живильної труби крізь кінцеву частину у трубу для суспензії, подачу суспензії від труби для суспензії по проходу для суспензії плити із заглибленнями у фільтрувальну камеру, і направлення суспензії крізь, щонайменше, один полотняний фільтр між плитою із заглибленнями і суміжною плитою із заглибленнями, для фільтрування твердої фази з суспензії. Спосіб відрізняється тим, що живильна труба проходить від верхньої частини до кінцевої частини крізь вузол, в тому числі крізь плиту із заглибленнями та суміжну плиту із заглибленнями. Спосіб за винаходом здійснюють на фільтрувальному пристрої, що описаний вище і характеризується тими самими перевагами. Найкраще втілення за винаходом Спосіб за винаходом і відповідний пристрій далі описані більш детально на прикладі переважного втілення, показаного на фігурі. На фігурі показана плита 1 із заглибленнями (далі називаємо - плита) фільтрувального пристрою за винаходом. Фільтрувальний пристрій є мембранним прес-фільтром з вертикально розташованими плитами 1. Фільтрувальний пристрій має стаціонарну верхню частину, рухому кінцеву частину і вузол, що має сто плит 1 між верхньою частиною і кінцевою частиною. Фільтрувальний пристрій і додаткові компоненти, окрім плити 1, не показані. Плита 1 має по суті квадратне базове тіло 2. Два виступи 3, 4, що сприймають навантаження, з'єднані з базовим тілом 2 зверху і два виступи 5, 6, що не сприймають навантаження, з'єднані з базовим тілом 2 знизу. Труба 7 для суспензії проходить крізь виступ 3 зверху ліворуч, а живильна труба 8 проходить крізь виступ 6 знизу праворуч. Труба (7) для суспензії і живильна труба (8), обидві, мають діаметр 100 мм. Кінцева плита має загальний канал, який з'єднує живильну трубу 8 з трубою 7 для суспензії. В плиті 1 є канал 9 для стисненого середовища, який проходить крізь виступ 5 знизу ліворуч. Канали 10 для фільтрату проходять крізь виступи 3, 4, 5, 6. Канали 10 для фільтрату, труба 7 для суспензії, живильна труба 8 і канал 9 для стисненого середовищ нарощені поперек до плити 1 крізь фільтрувальний пристрій . На боці камери, показаному на фігурі, і на боці мембрани (не показаному) плита 1 має заглиблення 11 у формі лінз, які разом у зібраному стані утворюють фільтрувальну камеру фільтрувального пристрою між суміжними плитами 1 із заглибленнями (далі називаємо суміжна плита). Фільтрувальна камера, за виключенням заглиблення 11, не показана. Наповнювальний відвід 12 з проходами 13 для суспензії з'єднує трубу 7 для суспензії із заглибленням 11. Два полотняні фільтри 14 (показано тільки один) розміщені між суміжними плитами 1 і простягнені паралельно до них. Під час фільтрування перший потік суспензії подають у трубу 7 для суспензії а другий потік суспензії подають у живильну трубу 8, обидва потоки під тиском до 10 бар. Від труби 7 суспензію подають по наповнювальному відводу 12 у фільтрувальну камеру між полотняними фільтрами 14. Тверда фаза суспензії осідає на полотняних фільтрах 14 у вигляді 2 UA 109998 C2 5 10 15 20 фільтрувального кеку, а залишена рідинна фаза суспензії проходить крізь полотняні фільтри 14 у вигляді фільтрату в заглиблення 11 і розвантажується крізь вихідні проходи (не показані) у канали 10 для фільтрату. В іншому фільтрувальному пристрої за винаходом, плити є по суті подібними плиті 1, що показана на фігурі, але мають дві труби для суспензії, діагонально протилежні одна одній, і дві живильні труби, кожна з яких з'єднана з однією з труб для суспензії. Інший фільтрувальний пристрій і його плити не показані. Позначення на фігурі мають такі назви: 1 - плита із заглибленнями, 2 - базове тіло, 3 - виступ, 4 - виступ, 5 - виступ, 6 - виступ, 7 - труба для суспензії, 8 - живильна труба, 9 - канал для стисненого середовища, 10 - канал для фільтрату, 11 - заглиблення, 12 - наповнювальний відвід, 13 - прохід для суспензії, 14 - полотняний фільтр. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 1. Фільтрувальний пристрій для фільтрування суспензії, який має: а) між стаціонарною верхньою частиною і рухомою кінцевою частиною вузол, що має щонайменше плиту (1) із заглибленнями і суміжну плиту (1) із заглибленнями, б) трубу (7) для суспензії для подачі першого потоку суспензії від верхньої частини у вузол, яка проходить до кінцевої частини крізь вузол, в тому числі крізь плиту (1) із заглибленнями і суміжну плиту (1) із заглибленнями, в) живильну трубу (8), яка з'єднана з кінцевою частиною, для подачі другого потоку суспензії у трубу (7) для суспензії, причому г) плита (1) із заглибленнями і/або суміжна плита (1) із заглибленнями мають заглиблення (11) і формують фільтрувальну камеру між плитою (1) із заглибленнями і суміжною плитою (1) із заглибленнями, і д) плита (1) із заглибленнями має прохід (13) для суспензії для подачі суспензії у фільтрувальну камеру від труби (7) для суспензії, і має е) між плитою (1) із заглибленнями і суміжною плитою (1) із заглибленнями щонайменше один полотняний фільтр (14) для фільтрування твердого вмісту від суспензії, який відрізняється тим, що живильна труба (8) проходить від верхньої частини до кінцевої частини крізь вузол, в тому числі крізь плиту (1) із заглибленнями та суміжну плиту (1) із заглибленнями. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що труба (7) для суспензії і живильна труба (8) знаходяться на протилежних боках фільтрувального пристрою, а також як плити (1) із заглибленнями, так і суміжної плити (1) із заглибленнями. 3. Пристрій за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що живильна труба (8) має таку ж площу поперечного перерізу, що і труба (7) для суспензії. 4. Пристрій за будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що має канал, який знаходиться в кінцевій плиті і який з'єднує живильну трубу (8) з трубою (7) для суспензії. 5. Спосіб фільтрування суспензії у фільтрувальному пристрої, який має між стаціонарною верхньою частиною і рухомою кінцевою частиною вузол, що має щонайменше плиту (1) із заглибленнями і суміжну плиту (1) із заглибленнями, причому плита (1) із заглибленнями і/або суміжна плита (1) із заглибленнями мають заглиблення (11), які формують фільтрувальну камеру між плитою (1) із заглибленнями і суміжною плитою (1) із заглибленнями, причому спосіб включає наступні операції: а) подача першого потоку суспензії від верхньої частини, який проходить по трубі (7) для суспензії, яка простягнена від верхньої частини до кінцевої частини крізь вузол, в тому числі крізь плиту (1) із заглибленнями і суміжну плиту (1) із заглибленнями, 3 UA 109998 C2 5 10 б) подача другого потоку суспензії від живильної труби (8) крізь кінцеву частину у трубу (7) для суспензії, в) подача суспензії від труби (7) для суспензії по проходу (13) для суспензії плити (1) із заглибленнями у фільтрувальну камеру, і г) направлення суспензії крізь щонайменше один полотняний фільтр (14) між плитою (1) із заглибленнями і суміжною плитою (1) із заглибленнями, відфільтровуючи твердий вміст від суспензії, який відрізняється тим, що другий потік суспензії подають від живильної труби (8), яка проходить від верхньої частини до кінцевої частини крізь вузол, в тому числі крізь плиту (1) із заглибленнями і суміжну плиту (1) із заглибленнями. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4