ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к конструкции по меньшей мере односекционных мешочных фильтрующих элементов, которые используют в составе высокопроизводительных промышленных фильтров для отделения твердых дисперсных частиц от жидкости. В частности, установки для фильтрования, содержащие такие элементы, могут быть использованы в сахарной промышленности для очистки соков, сиропов и клеровок, для сгущения шламов в системах флотационного обогащения полезных ископаемых, для отделения механических примесей от промышленных сточных вод и т.п.
Уровень техники
Общеизвестно, что обычная установка для фильтрования суспензий через мешки из фильтровальной ткани имеет вертикальный (предпочтительно цилиндрический) полый корпус с каналами и отверстиями для подачи суспензии и для вывода фильтрата и осадка. В корпусе звездообразно или параллельно закреплены сменные фильтрующие элементы, каждый из которых подключен к сборному коллектору (см., например: DE 895145, GB 760272, US Patents 2540362, 2,612236, 3354620, 3659718, FR 8515428 А и мн. др.).
Каждый сменный фильтрующий элемент (см., например, рекламный проспект французской фирмы GAUDFRIN S.A. "THE DIASTAR FILTER. General brochure") имеет:
трубчатый коллектор для отвода фильтрата и подачи носителя противодавления для сброса осадка,
по меньшей мере одну по меньшей мере односекционную по высоте дренажную плиту, которая имеет с обеих сторон канавки, сообщающиеся с полостью указанного коллектора, и, в рабочем положении, прикреплена к этому коллектору и охвачена фильтрованным мешком и
продольные накладки и иные средства фиксации фильтровального мешка относительно указанного коллектора.
К предложенной полезной модели по технической сущности наиболее близок фильтрующий элемент, известный из US 4,789,474 (см. фигуры 1 и 2 и колонки 3 и 4 патентного описания). Известный фильтрующий элемент имеет все вышеуказанные части и ряд дополнительных признаков. Так, трубчатый коллектор имеет снизу регулярно расположенные сквозные|-образные пазы, количество которых соответствует количеству одновременно подвешиваемых к коллектору дренажных плит. Короткие прорези этих пазов ориентированы поперек образующей, а длинные узкие прорези расположены на одной линии вдоль образующей поверхности трубы. Соответственно, каждая дренажная плита оснащена Т-образной опорой, «перекладину» которой при сборке вводят в упомянутую поперечную часть паза в трубе коллектора, а затем сдвигают примерно в среднюю часть продольной прорези. Далее, дренажные плиты изготовлены в виде попарно состыкованных гофрированных металлических или полимерных листов, у которых канавки между гофрами и сквозные отверстия между выступами служат соответственно внешними и внутренними каналами для прохода фильтрата. Для обеспечения перетекания фильтрата во внутренние каналы каждая дренажная плита снабжена снизу V-образным торцевым элементом. Для фиксации фильтровального мешка в верхней части трубы коллектора предусмотрен продольный паз. В этот паз при сборке фильтровального элемента укладывают подвернутые верхние части фильтровального мешка и прижимают их к трубе упомянутыми продольными накладками, которые фиксируют шпильками, приваренными к верхней части трубы коллектора. И, наконец, для дополнительной фиксации боковин фильтровального мешка относительно трубы коллектора используют кольцевые прижимы или хомуты.
Специалисту понятно, что столь сложная конструкция фильтрующих элементов затрудняет их изготовление и техническое обслуживание при эксплуатации.
Сущность полезной модели
В основу полезной модели положена задача путем изменения формы трубчатого коллектора и его взаимосвязи с дренажными плитами и накладками для фиксации фильтровального мешка создать существенно более простой и удобный в изготовлении и эксплуатации фильтрующий элемент.
Поставленная задача решена тем, что в фильтрующем элементе, который имеет трубчатый коллектор для отвода фильтрата и подачи носителя противодавления для сброса осадка, по меньшей мере одну по меньшей мере односекционную по высоте дренажную плиту, которая имеет с обеих сторон канавки, сообщающиеся с полостью трубчатого коллектора, и, в рабочем положении, прикреплена к этому коллектору и охвачена фильтровальным мешком, и продольные накладки для фиксации фильтровального мешка относительно указанного коллектора, согласно изобретательскому замыслу труба коллектора имеет снизу сквозной продольный паз, ширина которого соответствует ширине дренажной плиты, указанная плита частично введена через указанный паз в полость трубы коллектора по меньшей мере по скользящей посадке и подвешена к верхней части этой трубы по меньшей мере на одном стержне, а продольная накладка для фиксации фильтровального мешка в рабочем положении жестко связана с указанным стержнем.
Указанные форма трубы коллектора и ее усовершенствованная взаимосвязь с каждой дренажной плитой и накладками для фиксации фильтровального мешка существенно облегчают изготовление, сборку и техническое обслуживание фильтрующих элементов.
Первое дополнительное отличие состоит в том, что каждая дренажная плита состоит по меньшей мере из двух вертикальных секций, которые сочленены по торцам и зафиксированы общим стержнем для подвески к трубе коллектора. Это позволяет изготавливать фильтрующие элементы с разной площадью фильтровальной поверхности на базе унифицированных трубчатых коллекторов.
Второе дополнительное отличие состоит в том, что указанные секции дренажных плит целиком изготовлены из полимерного материала, который выбран из группы, состоящей из чистого полипропилена, армированного полипропилена, чистого поликарбоната, армированного поликарбоната, чистого полиамида, армированного полиамида и чистого поливинилхлорида. Это упрощает и удешевляет изготовление дренажных плит.
Краткое описание чертежей
Далее сущность полезной модели поясняется подробным описанием конструкции и работы фильтрующего элемента со ссылками на чертежи, где изображены на:
фиг.1 - фильтрующий элемент в сборе (аксонометрическая проекция с частичным вырезом по трубчатому коллектору и фильтровальному мешку);
фиг.2 - фрагмент поперечного разреза фильтрующего элемента (верхняя часть);
фиг.3 - многосекционная дренажная плита (с частичным вырезом в зоне стыка секций);
фиг.4 - промежуточная секция дренажной плиты (аксонометрическая проекция).
Наилучшие варианты воплощения изобретательского замысла
Предложенный фильтрующий элемент имеет (см. фигуры 1 и 2):
трубчатый коллектор 1 для отвода фильтрата и подачи жидкого или газообразного носителя противодавления для сброса осадка,
по меньшей мере одну по меньшей мере односекционную по высоте дренажную плиту 2, которая с обеих сторон имеет вертикальные канавки 3, сообщающиеся в рабочем положении с полостью трубы коллектора 1, прикреплена к этому коллектору и охвачена фильтровальным мешком 4, который на большую часть высоты прострочен швами по бокам и дополнительными швами, соответствующими боковым зазорам между смежными дренажными плитами 2, и
продольные накладки 5 для фиксации верхних краев фильтровального мешка 4 относительно трубчатого коллектора 1.
Труба коллектора 1 (см. фиг.2) имеет снизу сквозной продольный паз 6, ширина которого соответствует ширине дренажной плиты 2. Каждая плита 2 частично введена через паз 6 в полость трубы коллектора 1 по меньшей мере по скользящей (а предпочтительно по ходовой) посадке и подвешена к верхней части трубы по меньшей мере на одном стержне 7, который, как правило, имеет резьбу в верхней и нижней частях. Продольная накладка 5 в рабочем положении посажена на стержень 7, закреплена не обозначенной особо гайкой и фиксирует фильтровальный мешок 4 относительно трубы коллектора 1. Трубчатый коллектор 1 может быть изготовлен либо из трубной заготовки, в которой прорезан по меньшей мере один продольный паз 6, соответствующий по длине отдельной дренажной плите 2, или свертыванием листовой заготовки в трубчатый элемент со сквозным пазом 6, в котором с боковыми зазорами могут быть размещены несколько дренажных плит 2.
Дренажная плита 2 (см. фиг.3) может иметь по меньшей мере две вертикальные секции 8, которые сочленены по торцам и зафиксированы общим стержнем 7 для подвески к трубе коллектора 1. Этот стержень 7 обычно пропущен через сквозное центральное отверстие 9 в каждой секции 8 (см. фиг.4). Для предупреждения угловых смещений секций 8 в собранной дренажной плите 2 целесообразно, чтобы эти секции 8 имели в зонах стыка направляющие выступы 10 и ответные отверстия 11.
Желательно, чтобы секции 8 дренажных плит 2 были целиком изготовлены литьем под давлением или прессованием из подходящего по прочности и стойкого к воздействию фильтрата полимерного материала. В частности, такой материал может быть выбран из группы, состоящей из чистого полипропилена, армированного полипропилена, чистого поликарбоната, армированного поликарбоната, чистого полиамида (в частности, капрона или нейлона), армированного полиамида и чистого поливинилхлорида. Понятно, что для фильтрования суспензий в пищевой промышленности дренажные плиты 2 нужно изготовлять из биологически нейтральных материалов типа упомянутых полипропилена или поликарбоната.
Описанный фильтрующий элемент собирают в таком порядке. Сначала из требуемого количества вертикальных секций 8 собирают дренажные плиты 2, последовательно насаживая их на стержень 7 с навинченной снизу не обозначенной особо стопорной гайкой и вдвигая до упора направляющие выступы 10 одной секции в ответные отверстия 11 другой секции. Затем выбранное количество дренажных плит 2 через паз 6 вводят в трубчатый коллектор 1, надевают на дренажные плиты 2 фильтровальный мешок 4, подворачивают не прошитые верхние края этого мешка 4 на верх трубы коллектора 1, укладывают сверху продольные накладки 5 и фиксируют их гайками к верхним торцам стержней 7.
Собранные фильтрующие элементы вводят в корпус установки для фильтрования суспензий, подключают к сборному коллектору фильтрата и далее используют по назначению, а именно:
при подаче в упомянутый корпус суспензии обеспечивают ее фильтрование либо вследствие напора на поверхность фильтровального мешка 4, либо вследствие разрежения, создаваемого вакуум-насосом в линии отвода фильтрата,
при фильтровании твердые частицы оседают на поверхности фильтровального мешка 4, а фильтрат проникает через поры в этом мешке 4,
далее фильтрат по вертикальным канавкам 3 перетекает в полость трубчатого коллектора 1 и через не показанный здесь сборный коллектор удаляется на слив или на последующую переработку.
После накопления и уплотнения осадка на поверхности фильтровального мешка 4 подачу суспензии прекращают, каждый трубчатый коллектор 1 подключают к импульсному источнику противодавления и сбрасывают осадок.
Затем циклы фильтрования и регенерации повторяют, как описано выше, до износа фильтровального мешка 4.
Промышленная применимость Предложенный фильтрующий элемент может быть изготовлен из общедоступных материалов с использованием существующего оборудования. Его конструкция позволяет комплектовать из ограниченного числа унифицированных деталей удобные в изготовлении и обслуживании фильтрующие элементы различной длины и ширины, кратные размерам дренажной плиты и ее вертикальных секций.