Секторний елемент дискового фільтра

1 Сеісгорний елемент дискового фільтра, що містить секторну частину (15) із плоскими протилежними бічними поверхнями (6) і краями (12), і кінцем (13), що з'єднують бічні поверхні (6), пристосованими для того, щоб формувати разом порожній простір, причому кожна бічна поверхня (6) є трикутною і має множину отворів (7), і горловинну частину (14), у якій верхня частина з'єднана із секторною частиною (15), а нижня частина включає ділянку вихідного отвору (20), що з'єднується з рамною частиною (4) дискового фільтра (1), при цьому горловинна частина (14) має проточний канал (16), через який порожній внутрішній простір секторної частини (15) зв'язаний з рамною частиною (4),який відрізняється тим, що краї (12) секторної частини (15) утворюють кут 30°, і відношення площі (As) однієї бічної поверхні (6) секторної частини (15) до площі внутрішнього поперечного перерізу (Ак) проточного каналу (16) на ДІЛЯНЦІ вихідного отвору (20) складає 105 чи менше мірювану від кінця (13) секторної частини (15) до дна горловинної частини (14), і що відношення висоти (L) секторного елемента (5) до площі внутрішнього поперечного перерізу (Ак) ДІЛЯНКИ ВИХІДНОГО отвору (20) складає 270 (1/м) чи менше 3 Секторний елемент за п 1 чи 2, який відрізняється тим, що секторна частина (15) і горловинна частина (14) є окремими компонентами, що виконані з можливістю взаємного з'єднання й роз'єднання 4 Секторний елемент за п 3, який відрізняється тим, що нижня частина секторної частини (15) обладнана заглибленням (17), а горловинна частина (14), ВІДПОВІДНО, має виступну ділянку (18), яка відповідає заглибленню (17), що створює ділянку з більшою товщиною стінки в області проточного каналу (16) 5 Горловинна частина, що з'єднується із секторною частиною (15) секторного елемента (5) у дисковому (1) фільтрі, де секторна частина (15) має бічні поверхні (6) із площею (As), а горловинна частина (14) має ділянку вихідного отвору (20), яка виконана з можливістю приєднання до рамної частини (4) дискового фільтра (1), і проточний канал (16), що з'єднує секторну частину (15) з рамною частиною (4), яка відрізняється тим, що проточний канал (16) горловинної частини (14) виконаний так, що відношення площі (As) однієї бічної поверхні (6) секторної частини (15) до площі внутрішнього поперечного перерізу (Ак) проточно 2 Секторний елемент за п 1, який відрізняється тим, що секторний елемент (5) має висоту (L), ви го дорівнює 105 чи менше Винахід відноситься до секторного елемента дискового фільтра, що має принаймні секторну частину з по суті плоскими протилежними бічними поверхнями і краями та кінцем, що з'єднують згадані бічні поверхні, виконаними так, щоб разом створювати порожній внутрішній простір, при цьому кожна бічна поверхня є по суті трикутною і має множину отворів, і горловинну частину, верхня частина якої з'єднана із секторною частиною, а нижня частина має ділянку вихідного отвору, що виконаний таким, що з'єднується з рамною части ною дискового фільтра, при цьому горловинна частина має проточний канал, за допомогою якого внутрішня порожнина секторної частини може бути зв'язана з рамною частиною Крім того, винахід відноситься до горловинної частини, що з'єднується із секторною частиною секторного елемента в дисковому фільтрі, причому секторна частина має бічні поверхні визначеної площі, горловинна частина має ділянку вихідного отвору, що виконана з можливістю з'єднання з рамною частиною дискового фільтра, і проточний каналу (16) на ДІЛЯНЦІ ВИХІДНОГО отвору 1 49774 канал для з єднання секторної частини і рамної частини Наприклад, у гірничодобувній промисловості, при обробці металів, у ХІМІЧНІЙ промисловості, у процесах харчової промисловості та фармацевтичних процесах мається потреба у твердо-рідкій фільтрації для розділення рідини й твердих часток із суміші твердої речовини та рідини Для твердорідкої фільтрації розроблені механічні фільтрувальні апарати з різними принципами дії і характеристиками Типовий твердо-рідкий фільтр - це дисковий фільтр, де поділ рідкої фази і твердої фази заснований на використанні перепаду тиску і застосуванні фільтрувальної тканини Дисковий фільтр має трубчасту рамну частину, по ЗОВНІШНІЙ окружності якої розміщені прилягаючі друг до друга по суті трикутні секторні елементи так, що ці секторні елементи створюють дископодібну конструкцію Усередині секторних елементів створюють знижений тиск, і плоскі бічні поверхні секторних елементів, обладнані фільтрувальною тканиною, працюють як поверхні фільтра Поверхні фільтра обладнані отворами, через які рідина, що пройшла через фільтрувальну тканину, може потрапитив секторний елемент, ВІДКІЛЯ під дією зниженого тиску рідина перетікає далі в рамну частину дискового фільтра Проблема із секторними елементами за попереднім рівнем техніки полягає в тому, що потік із секторного елемента в рамну частину не дуже ефективний, що знижує здатність фільтра відбирати рідину Задача даного винаходу полягає в тому, щоб запропонувати новий і поліпшений секторний елемент і горловинну частину секторного елемента для дискового фільтра Секторний елемент за винаходом відрізняється тим, що краї секторної частини утворюють по суті кут 30°, а відношення площі однієї бічної поверхні секторної частини до площі внутрішнього поперечного переріза проточного каналу на ДІЛЯНЦІ ВИХІДНОГО отвору дорівнює 105 чи менше Горловинка частина за винаходом відрізняється тим, що проточний канал горловиної частини виконаний так, що відношення площі однієї бічної поверхні секторної частини до площі внутрішнього поперечного переріза проточного каналу на ДІЛЯНЦІ ВИХІДНОГО отвору дорівнює 105 чи менше ВІДПОВІДНО ДО основної ідеї винаходу, краї секторного елемента утворюють по суті кут 30° Такий секторний елемент призначений для дискового фільтра, що містить 12 секторних елементів Крім того, у кожному секторному елементі відношення площі однієї бічної поверхні секторної частини до площі внутрішнього поперечного переріза проточного каналу на ДІЛЯНЦІ ВИХІДНОГО отвору горловин ноі частини дорівнює 105 чи менше Перевагою винаходу є те, що гідравлічний опір у горловинній частині секторного елемента може бути зменшений виконанням горловинної частини досить великою відносно площі фільтрації секторного елемента за винаходом Крім того, винахід забезпечує більшу швидкість потоку в проточному каналі горловинної частини Таким чином, рідка фаза, що потрапила в секторний елемент, здатна легко перетікати із секторного елемента в рамну частину, що поліпшує фільтруючу здатність апара та Крім того, тому що секторний елемент може бути швидко та цілком звільнений від рідини, апарат за винаходом забезпечує більш суху тверду речовину кращої якості, ніж раніше, яка не потребує ніякого додаткового сушіння на наступних стадіях процесу ВІДПОВІДНО ДО основної ідеї утілення винаходу, відношення висоти секторного елемента до площі внутрішнього поперечного переріза проточного каналу на ДІЛЯНЦІ ВИХІДНОГО отвору складає 270 (1/м) чи менше У результаті рідка фаза, що пройшла в секторний елемент, здатна витекти з відносно короткого секторного елемента більш швидко, ніж раніше Винахід буде описано більш докладно з використанням супровідних фігур, на яких Фіг 1 схематично демонструє вигляд збоку дискового фільтра, Фіг 2 схематично демонструє вигляд збоку секторного елемента дискового фільтра, Фіг 3 схематично демонструє перетин секторного елемента на фіг 2 ( вигляд по стрілці В), Фіг 4 схематично демонструє вигляд збоку секторного елемента з попереднього рівня техніки, Фіг 5 схематично демонструє вигляд збоку секторного елемента ВІДПОВІДНО до винаходу, Фіг 6 схематично демонструє вигляд збоку іншого секторного елемента ВІДПОВІДНО ДО винаходу, і Фіг 7 схематично демонструє вигляд збоку горловинної частини секторного елемента ВІДПОВІДНО до винаходу Для ясності, винахід ілюструється на кресленнях у спрощеному вигляді На фігурах подібні елементи позначені однаковими цифровими позначеннями Фіг 1 ілюструє дисковий фільтр 1, що містить корито 2, до якого по живильному каналу 3 підводять для обробки розчин твердої речовини і рідини Слід зазначити, що поверхня розчину в кориті 2 звичайно нижче, ніж у ситуації, яка показана на фіг 1 Дисковий фільтр 1 далі містить рамну частину 4, що обертається навколо горизонтальної осі Рамна частина 4 може складатися з єдиної трубчастої частини, чи, альтернативно, рамна частина 4 може бути складена з декількох рівнобіжних труб 4а Зовнішня окружність рамної частини 4 обладнана декількома по суті трикутними секторними елементами 5, які розміщені поруч один з одним так, щоб утворити відносно вузьку, дископодібну конструкцію навколо рамної частини 4 Одна рамна частина 4 може містити декілька таких дископодібних конструкцій, розміщених в осьовому напрямку на визначеній відстані друг від друга Трикутні бічні поверхні 6 кожного секторного елемента 5 працюють як поверхні фільтра Бічна поверхня 6 обладнана отворами 7, і фільтрувальна тканина 8 покриває бічну поверхню, працюючи як реальний фільтрувальний шар Рамна частина 4 дискового фільтра обертається навколо його подовжньої осі в напрямку А, так щокожен секторний елемент 5 по черзі занурюється в розчин 9, що знаходиться в кориті 2 Через рамну частину 4 усередині секторного елемента 5, зануреного в розчин 9, створюють знижений тиск У результаті частина рідини може пройти крізь фільтрувальну 49774 тканину 8, показану на фіг 3, і далі через отвори 7 у бічній поверхні 6, щоб потрапити в секторний елемент 5 Під ДІЄЮ зниженого тиску рідина перетікає з внутрішньої частини секторного елемента 5 у рамну частину 4 і витікає з дискового фільтра 1 у той час як тверда речовина залишається на поверхні фільтрувальної тканини 8, ВІДКІЛЯ ІІ видаляють за допомогою ракелі 10 чи чимось подібним у прийомний жолоб 11 перед наступним циклом фільтрації Усередині секторного елемента 5 може бути створений надлишковий тиск, щоб додатково полегшити видалення твердої речовини Дисковий фільтр 1, показаний на фіг 1, містить 12 секторних елементів 5 і краї 12 кожного секторного елемента 5 утворюють по суті кут 30° Таким чином, бічна поверхня секторного елемента 5 у дисковому фільтрі 1 визначеного радіуса R має обмежену максимальну площу A s Як показано на фіг 2 і 3, секторний елемент 5 має горловинну частину 14, що з'єднує секторну частину 15 із рамною частиною 4 Фіг 2 і 3 показують границю розділу 21, де кут між краями секторного елемента 5 змінюється Ця границя розділу 21 визначає секторну частину 15, розташовану у верхній частині секторного елемента 5, і горловинну частину 14, розташовану біля рамної частини 4 У дна горловинної частини 14, тобто з боку рамної частини 4, знаходиться ділянка вихідного отвору 20, яка може бути щільно посаджена в отвір чи у деякий інший сполучний засіб, виконаний у рамній частині 4 Крім того, передбачений проточний канал 16 через горловинну частину 14 і ділянку вихідного отвору 20, так що рідка фаза, що пройшла в секторну частину 15, може витікати через цей канал у рамну частину 4 і надходити на подальшу обробку Поперечний переріз проточного каналу 16 може бути круглим, овальним, прямокутним чи багатокутним Однак, із погляду реологічних властивостей, круглий поперечний переріз є найбільш вигідною формою Фіг 4 схематично ілюструє секторний елемент 5' із попереднього рівня техніки Бічна поверхня 6 секторної частини 15 має площу AS', і проточний канал 16 у вихідного отвору 20' має площу внутрішнього поперечного перерізу Ак' Крім того, секторний елемент 5' має висоту L' від вершини секторної частини 15 до дна горловинної частини 14 Фіг 5 схематично ілюструє секторний елемент 5 за винаходом Порівняння секторних елементів 5' і 5, показаних на фіг 4 і 5, ВІДПОВІДНО, показує, що в секторному елементі 5 за винаходом висота горловинної частини 14 може бути менше, ніж раніш Розмір D рамної частини 4 може в такий спосіб бути збільшений без необхідності збільшувати також радіус R дискового фільтра 1 При більшому, ніж раніш, діаметрі D рамної частини 4 можна обладнати рамну частину більшими проточними каналами, які поліпшать передачу відфільтрованої рідкої фази далі на обробку Секторна частина 15 може підходити ближче до рамної частини 4, тому, незважаючи на більший діаметр D рамної частини 4, площа As бічної поверхні 6, що бере участь у фільтрації, може по суті дорівнювати ВІДПОВІДНІЙ ПЛОЩІ в дисковому фільтрі попереднього рівня техніки з тим самим радіусом R Крім того, рамна частина 4 з великим діаметром D може бути обла днана секторними елементами 5, у яких проточний канал 16 більше, ніж раніш У пристрої за винаходом рідка фаза, що проходить через секторну частину 15, може більш ефективно перетікати в рамну частину 4 принаймні через наступні причини Поперше, площа поперечного перерізу проточного каналу 16 у горловинній частині 14 досить велика відносно площі фільтрації As бічної поверхні 6, що обумовлює менший гідравлічний опір і кращу швидкість потоку в проточному каналі 16 3 іншого боку, довжина L секторного елемента 5 менше, ніж раніш, тому шлях, що проходить потік до рамної частини 4, є більш коротким Крім того, через коротку горловинну частину 14 проточний канал 16 також коротше, ніж раніш, що додатково знижує гідравлічні опір горловинної частини 14 Секторна частина 15 і горловинна частина 14 можуть складати єдину деталь, чи можуть бути окремими компонентами, що скріплюються разом під час виготовлення секторного елемента 5 Фіг 6 демонструє ще одну альтернативну конструкцію, де секторний елемент 5 складається з компонентів, що можуть бути з'єднані разом і роз'єднані Горловинна частина 14 і секторна частина 15 можуть бути розміщені одна в ІНШІЙ у визначеному положенні, як показано на фіг 6 і 7, так, щоб виступи 19 чи які-небудь ІНШІ подібні засоби кріплення, якими обладнана секторна частина 15, входили в поглиблення чи ІНШІ ВІДПОВІДНІ елементи конструкції у горловинній частині 14 Інший альтернативний спосіб з'єднання частин - це, наприклад, використання клею, що плавиться при підвищеній температурі Перевага такої конструкції полягає в тому, що горловинна частина 14 може бути замінним елементом, який може бути замінений швидко та просто, якщо проточний канал 16 вийшов із ладу в процесі використання Як правило, секторна частина 15 не піддається такому інтенсивному зносу та навантаженню, як горловинна частина 14, тому вона має значно велику ДОВГОВІЧНІСТЬ, ніж горловинна частина 14 З іншого боку, окрема горловинна частина 14 може бути виготовлена з високо зносостійкого матеріалу Крім того, ЗНОСОСТІЙКІСТЬ проточного каналу 16 у горловинній частині 14 може бути підвищена, наприклад, збільшенням товщини стінки каналу в критичних місцях Як показано на фіг 6 і 7, дно секторної частини 15 обладнано поглибленням 17 Поглиблення 17 може бути розташоване в МІСЦІ, ЩО піддається сильному зносу потоком, що протікає ВІДПОВІДНО, горловинна частина 14 має виступаючу ділянку 18 із більшою товщиною стінки Пунктирна ЛІНІЯ позначає виступаючу ділянку 18 на фіг 7 Таким чином, ділянка проточного каналу 16, що піддається зносу, сформована у замінній горловинній частині 14, щоб захистити секторну частину 15, яка є набагато більш дорогою у виготовленні, від зносу і забезпечити велику ДОВГОВІЧНІСТЬ секторної частини 15 Фігури і ВІДПОВІДНИЙ опис призначені тільки для ілюстрації винахідницької ідеї Деталі винаходу можуть змінюватися в межах формули винаходу ФІГ. 1 13 11 6 •6 •15 21 -21 14 14 2020 J 4 16 ФІГ.2 ФІГ. З / 49774 10 -5' ФІГ. 4 ґ5 ФІГ. 5 49774 11 ФІГ, 6 14 ФІГ. 7 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 12