Фільтрпрес для освітлювального фільтрування

1 Фільтрпрес для освітлювального фільтрування суспензій, що містить упорну та опорну плити, розміщені між ними на стяжках Винахід стосується до обладнання для фільтрування малоконцентрованих суспензій при їх тонкому очищенні від механічних домішок і може бути використований в ХІМІЧНІЙ, біохімічній, гідрометалургійній та суміжних галузях промисловості ВІДОМІ фільтри для освітлювального фільтрування листового типу, що містять у собі корпус, в якому розміщені фільтрувальні елементи, виконані у вигляді прямокутних листів, обгорнених фільтруючою перегородкою з тканини При фільтруванні рідка фаза суспензії, що очищується, проходить через фільтруючу перегородку, а домішки, які її забруднюють, затримуються у порах фільтруючої перегородки та на її поверхні 3 часом через накопичення забруднень швидкість фільтрування знижується Коли вона впаде до заздалегідь визначеного рівня, фільтрування припиняють і виконують регенерацію тканини, для чого пропускають через натискну плиту та набір фільтрувальних плит з встановленими між ними фільтруючими перегородками, при цьому фільтрувальні плити обладнані дренажними елементами, а також колекторними отворами для відведення фільтрату та утворюють при закритті фільтрпреса камери фільтрування, пристрої для регенерації фільтруючих перегородок, які утворюють в камерах фільтрування перетікальні канали, кожний з яких з'єднується кінцями з колекторними отворами подачі суспензії та промивної рідини, який відрізняється тим, що перетікальні канали розміщені безпосередньо в фільтрувальних плитах з боку, протилежного дренажним елементам, а самі фільтрувальні плити обладнані згаданими колекторними отворами для подачі суспензії та промивної рідини 2 Фільтрпрес по п 1, який відрізняється тим, що перетікальні канали утворені знімними вставками, розміщеними в порожнинах фільтрувальних плит 3 Фільтрпрес по п 1, який відрізняється тим, що перетікальні канали виконані разом з тілом фільтрувальних плит неї у протилежному напрямку фільтрат або іншу рідину Одержана внаслідок регенерації суспензія містить у собі в згущеному вигляді тверду фазу, яка раніше знаходилась в суспензії, що очищується Тому для забезпечення достатньої ефективності усієї операції треба використовувати для регенерації якнайменшу КІЛЬКІСТЬ рідини, щоб забезпечити якнайбільше згущення (див В А Жужиков Фильтрование "Химия", М , 1968р, стор 337, 338) Недоліком описаної вище конструкції є занадто великий об'єм корпусу, що призводить до необхідності використовувати для регенерації дуже значні КІЛЬКОСТІ рідини та не дозволяє одержати високий рівень згущення твердої фази суспензії, що очищується Це, в свою чергу, призводить до збільшення навантаження на подальшу стадію її остаточного зневодження і, як наслідок, до додаткових витрат енергії, матеріалів та праці О 00 ю 57782 ВІДОМІ також фільтр-преси рамного типу, які містять у собі упорну та опорну плити, розміщені поміж них на стяжках нажимну плиту та набір фільтрувальних плит і рам, які чергуються одна з одною Поміж плит та рам встановлені фільтруючі перегородки з тканини Фільтр-преси оснащені також механізмом затиску плит, який забезпечує герметичність конструкції під час фільтрування (див Каталог "Фильтры для жидкостей", частина II, ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва, 1991 р стор 3945) Застосування цих фільтр-пресів для освітлювального фільтрування дозволяє різко підвищити ступінь згущення завдяки тому, що регенерація фільтруючих перегородок виконується шляхом вийняття їх з фільтр-пресу та прання руками або у промисловій пральній машині з використанням дуже незначної КІЛЬКОСТІ регенеруючої рідини (найчастіше води) Недоліком вказаних фільтр-пресів є необхідність значних витрат часу та ручної праці для розкриття фільтр-пресу після кожного циклу фільтрування, вийняття усіх відпрацьованих фільтруючих перегородок з їх подальшим пранням, а також вставлення на їх місце нових фільтруючих перегородок Особливо значні проблеми виникають при обробці агресивних або токсичних суспензій, бо в цих умовах необхідно звести до мінімуму контакт з ними обслуговуючого персоналу Крім того, мала МІЦНІСТЬ ОДНІЄЇ З основних деталей фільтр-пресу рамного типу рами не дозволяє використовувати на ньому достатньо великий тиск фільтрування, що, в свою чергу, призводить до зниження продуктивності фільтр-преса Найбільш близьким до заявляемого (прототипом) є фільтр-прес для освітлювального фільтрування, що містить в собі упорну та опорну плити, розміщені поміж них на стяжках нажимну плиту та набір фільтрувальних плит і рам, які чергуються одна з одною Поміж плит та рам встановлені фільтруючі перегородки з тканини При цьому кожна рама обладнана колекторними відтулинами у нижній частині - для подачі суспензії та у верхній частині - для подачі промивної рідини Крім цього, усередині кожної з рам, які при стисканні усього набору за допомогою механізму затиску утворюють камери фільтрування, встановлені горизонтальні пластини, які з'єднані поміж себе таким чином, що утворюють переточний канал Один кінець цього каналу з'єднано з колекторною відтулиною подачі суспензії, а другий - з колекторною відтулиною подачі промивної рідини У верхній частині кожної плити є колекторна відтулина для відведення фільтрату (див автсвід СРСР №1717176, МПК В 01 D 25/12, опубл в БИ №9, 1992г) Відомий фільтр-прес працює слідуючим чином Механізм затиску збирає ""*" у єдиний пакет набір плит та рам, при цьму усередині рам утворюються камери фільтрування, які по периметру обмежені стінками рами, а по площинам привалювальних поверхонь фільтрувальних плит фільтруючими перегородками Суспензія, що має бути відфільтрована, під тиском подаючого насосу надходить у колектор подачі суспензії та проходить через канали у рамах усередину камер фільтрування За рахунок виникаючого при цьому перепаду тиску рідка фаза суспензії проходить через пори фільтруючих перегородок та виводиться через канали відведення фільтрату, які знаходяться у верхній частині кожної плити Регенерація фільтруючих перегородок у цьому фільтр-пресі виконується без його розкриття завдяки багаторазовому пропусканню промивної рідини через переточні канали уздовж поверхонь фільтруючих перегородок та змиву з них затриманих там часток твердої фази При цьому, як і в попередніх конструкціях, у цьому фільтр-пресі об'єми камер фільтрування знаходяться в порожнинах рам, що потребує від останніх значної МІЦНОСТІ Таким чином, найбільш трудомістка у виготовленні деталь -рама виявляється і найменш надійною у відношенні МІЦНОСТІ, що в значній мірі - л обмежує максимально можливий тиск фільтрування та максимально можливу продуктивність фільтрпресу Суттєвим недоліком відомої конструкції фільтр-прессу є також необхідність використання в ньому відразу двох складних у виготовленні деталей - плит і рам, кожна з яких потребує коштовної технологічної оснастки у вигляді окремих прес-форм та іншого спеціального обладнання В основу винаходу поставлено задачу спрощення конструкції фільтрпресу та поліпшення його технологічних і міцностних характеристик шляхом розміщення переточних каналів для регенерації фільтруючих перегородок та робочих об'ємів камер фільтрування у порожнинах фільтрувальних плит, що дозволяє відмовитись від використання в фільтр-пресі трудомістких та ненадійних деталей - рам Задача вирішується завдяки тому, що в фільтр-пресі для освітлювального фільтрування, наприклад, малоконцентрованих суспензій, який містить упорну та опорну плити, розміщені між ними на стяжках нажимну плиту та набір фільтрувальних плит з встановленими між ними фільтруючими перегородками, при цьому фільтрувальні плити обладнані дренажними елементами, а також колекторними відтулинами для відведення фільтрату та утворюють при закритті фільтр-пресу камери фільтрування, пристрії для регенерації фільтруючих перегородок , які утворюють в камерах фільтрування переточні канали, кожний з яких з'єднується кінцями з колекторними відтулинами подачі суспензії та промивної рідини, згідно з винаходом, переточні канали розміщені безпосередньо в фільтрувальних плитах з боку, протилежного дренажним елементам, а самі фільтрувальні плити забезпечені колекторними відтулинами для подачі суспензії та промивної рідини В одному з варіантів реалізації винаходу переточні канали утворені з'йомними вставками, які розміщені в порожнинах фільтрувальних плит Якщо фільтрувальні плити виготовляються литтєм або пресуванням (наприклад, при виготовленні з пластмас), переточні канали доцільно виконувати разом з тілом 57782 фільтрувальних плит Конструкція фільтр-преса, що пропонується, дозволяє використовувати замість плит та рам, що чергуються, тільки плити, які виконують функції обох деталей разом Це значно спрощує його виготовлення, а також дає змогу у два з лишкою рази підвищити максимальне значення тиску фільтрування, що суттєво збільшить продуктивність фільтр-пресу Винахід ілюструється кресленнями, що додаються на фіг 1 зображено загальний вигляд фільтрпресу, що заявляється, на фіг 2 зображено фільтровальну плиту з боку камери фільтрування, на фіг 3 зображено поперечний розріз фільтрувальної плити по А-А фіг 2 (збільшено), на фіг 4 показано переріз плити по Б-Б фіг 2 через канал подачі суспензії (повернуто, збільшено), на фіг 5 показано переріз плити по В-В фіг 2 через канал відведення фільтрату (повернуто, збільшено), на фіг 6 показано варіант виконання фільтрувальної плити зі з'йомними вставками переріз по Г-Г фіг 2 (повернуто, збільшено), на фіг 7 зображено фрагмент набору фільтрувальних плит у розрізі, на фіг 8 схематично показано фільтр-прес, що заявляється, у складі технологічної установки, яка забезпечує його роботу у режимі освітлювального фільтрування Фільтр-прес (фіг 1) містить упорну 1 та опорну 2 плити, з'єднані поміж собою боковими горизонтальними стяжками 3 До упорної плити 1 прикріплені технологічні колекторні патрубки з встановленою на них запираючою арматурою 4, на опорній плиті 2 змонтовано механізм затиску плит 5 Поміж упорною 1 та опорною 2 плитами розміщено набір фільтрувальних плит 6, кожна з яких забезпечена власною фільтруючою перегородкою 7 (фіг 3, 4, 5), а також нажимну плиту 8 (фіг 1) Фільтрувальна плита 6 являє собою плоску прямокутну пластину 9 (фіг 2), яка по своїх кутах обладнана чотирма колекторними відтулинами 10, 11, 12 та 13 По периметру плити з обох и боків є привалювальні поверхні 14, які використовуються для герметизації набора плит під час виконання технологічних операцій циклу роботи фільтрпресу Одна із сторін фільтрувальної плити 6 (фіг 3) усередині простору, обмеженого привалювальною поверхнею 14, виконана у вигляді дренажного елементу 15, який розміщений урівень з останньою, стикається з фільтруючою перегородкою 7 при закритому фільтр-пресі (фіг 7) та служить для відведення фільтрату Колекторні відтулини 10, 11 (фіг 2, 5) фільтрувальної плити 6 сполучаються з дренажним елементом 15 за допомогою спеціальних каналів 16 (фіг 5), З протилежного боку фільтрувальної плити 6 усередині її привалювальної поверхні 14 виконано поглиблення 17 (фігЗ), яке є робочим об'ємом камери фільтрування та передбачене для заповнення суспензією, що очищується, та іншими технологічними рідинами під час роботи фільтр пресу На донній поверхні 18 (фіг 3, 6) поглиблення 17 встановлені поперечні виступи 19, верхівки 20 яких розміщені, як і дренажний елемент 15, урівень з привалювальною поверхнею 14 цього боку фільтрувальної плити 6 Ці виступи 19 по черзі примикають то до правого 2 1 , то до лівого 22 боку поглиблення 17 (фіг 2) та створюють, таким чином, у робочому об'ємі камери фільтрування єдиний зігзагоподібний канал, вхідний та вихідний КІНЦІ ЯКОГО сполучаються через переточні отвіри 23 (фіг 2, 4) ВІДПОВІДНО з колекторними відтулинами 12 та 13 фільтрувальної плити 6 (фіг 2) На фіг 3 показано варіант, коли поперечні виступи 19, що утворюють зігзагоподібний канал, виготовлені у вигляді з'йомних вставок окремо від фільтрувальної плити 6 та прикріплені до неї, наприклад, за допомогою гвинтів 24 з потайними головками 25 (фіг 6) На фіг 7 показано варіант, коли поперечні виступи 19 виконані разом з тілом фільтрувальних плит 6 при виготовленні останніх литтєм або пресуванням Для забезпечення роботи у режимі освітлювального фільтрування з регенерацією фільтруючих перегородок без розкриття фільтрпресу останній укомплектовано колекторною ЛІНІЄЮ 26 подачі суспензії, що очищується, збірником 27 для збору згущеної суспензії, насосом 28, колекторною ЛІНІЄЮ 29 подачі промивної рідини, а також колекторними ЛІНІЯМИ ЗО та 31 подачі та відведення згущеної суспензії (фіг 8) Фільтр-прес працює таким чином Включається механізм затиску плит 5 (фиг 1), який за допомогою нажимної плити 8 збирає та стискує фільтрувальні плити 6 разом з розміщеними між ними фільтруючими перегородками 7 у єдиний герметичний пакет (фіг 7) При цьому з одного боку кожної фільтруючої перегородки 7 (на фіг 7 ліворуч) розміщується дренажний елемент 15 однієї з фільтрувальних плит 6, а з другого боку утворюється камера фільтрування, робочим об'ємом якої служить поглиблення 17 в сусідній ПЛИТІ 6 Малоконцентрована суспензія, що очищується, поступає в фільтр-прес по колекторній лінії 26 (фіг 8) під тиском ВІДПОВІДНОГО насосу (на кресленнях не показаний) та, проходячи через колекторні відтулини 13 та переточні отвіри 23 (фіг 2), заповнює усі камери фільтрування 17 За рахунок виникаючого при цьому надлишкового тиску рідка фаза проходить через пори фільтруючих перегородок 7 в дренажні елементи 15 фільтрувальних плит 6 та відводиться через обидві колекторні відтулини відведення фільтрату 10, 11 Тверда фаза у вигляді забруднень затримується усередині фільтр-пресу та накопичується на фільтрувальних перегородках 7 При підвищенні тиску фільтрування до заздалегідь заданого значення операція фільтрування припиняється і провадиться регенерація фільтруючих перегородок Для цього по колекторній лінії 29 (фіг 8) за рахунок ВІДПОВІДНОГО переключення 57782 технологічної арматури 4 подається промивна рідина, наприклад, частина одержаного фільтрату При цьому КІЛЬКІСТЬ промивної рідини може встановлювати 1,5-2 робочих об'ємів камер фільтрування фільтр-пресу Вказана промивна рідина проходить через фільтрувальні перегородки 7 протитечією, у напрямі, протилежному попереднії операції фільтрування, та вимиває з пір вказаних перегородок більшу частину затриманих там забруднень Одержана при цьому згущена суспензія збирається у збірнику 27 Далі без розкриття фільтр-пресу виконують переключення технологічної арматури 4 та перекривають лінії відведення фільтрату через колектори 10, 11 (фіг 2, 5) Після цього за допомогою насосу 28 (фіг 8) через колекторну ЛІНІЙ ЗО у фільтр-прес подають згущену суспензію зі збірника 27 як робочу рідину для подальшої регенерації фільтруючих перегородок 7 При цьому згущена суспензія з колекторної лінії ЗО потрапляє через колекторні відтулини 12 тє переточні отвори 23 (фіг 2, 4) у зігзагоподібні канали, створені поперечними виступами 19 в камерах фільтрування фільтрувальних плит 6 Рухаючись по вказаним зігзагоподібним каналам, згущена суспензія проходить уздовж фільтруючих поверхонь перегородок 7 та змиває з них залишки 1 8 забруднень, після чого через ВІДПОВІДНІ переточні отвіри 23 та колекторні відтулини 12 виводиться з фільтр-пресу і повертається через колекторну ЛІНІЮ 31 у збірник 27 Тривалість цієї операції складає не більш ніж 10 хвилин, і після її завершення фільтр-прес може знову працювати у режимі фільтрування, Одержаний згущений продукт спрямовують на подальшу переробку Приклад, який описано вище, тільки ілюструє використання винаходу і не обмежує можливості застосування останнього в інших схемах освітлювальногс фільтрування, де регенерацію фільтруючих перегородок здійснюють бег розкриття фільтр-пресу Так, наприклад, ефективність регенерації можне суттєво підвищити, якщо пропускати згущену суспензію по зігзагоподібним каналам у протилежних напрямках, тобто періодично змінюючи напрям руху промивної рідини шляхом переключення відповідної технологічної арматури, Можливо також використання при цій операції пульсацій тощо Конструкція фільтр-пресу, що заявляється, дозволяє суттєво спростите його виготовлення та підвищити експлуатаційні показники за рахунок збільшення тиску фільтрування, забезпечує високу ефективність його роботи при тонкому очищенні малоконцентрованих суспензій 6 З 13 Фіг 2 57782 A-A 10 14 14 17 20 15 18 19 17 20 19 1? 20 17 14 14 Фіг. З 18 17, \ 23 \ 14 7 Фіг.4 14 11 12 57782 B-B 11 14 1 5 Фіг.5 25 . 17 15 Фіг 6 13 57782 14 Фіг,7 Фіг 8 Комп'ютерна верстка О В Кураєв Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна