Фильтр

Фильтр предназначен для отделения взвешенных твердых частиц от жидкостей и может быть использован для очистки жидкости от взвешенных частиц размером свыше 2 мкм.
Известен фильтр, содержащий бункер, в котором на горизонтальном валу установлены с интервалами один за другим с возможностью вращения диски, на которых закреплены фильтрующие полотна, трубопроводы подачи исходного стока и отвода фильтрата, подключенные к различным участкам бункера, промывочные форсунки, расположенные на входной стороне фильтрующих элементов, которые смывают нарост на фильтрующем материале (патентная заявка США US 20140124461, Мкл. B01D 33/50, B01D 33/804, публ. 08 мая 2014 г.).
Недостатком этого технического решения является возможность попадания осадка в отфильтрованную жидкость, так как слив фильтрата и удаление инфильтрата происходит из одного бункера-накопителя.
Наиболее близким по конструктивному выполнению и решаемой задаче является фильтр, содержащий бункер, в котором на горизонтальном валу установлены с интервалами и возможностью вращения диски, на которых закреплены фильтрующие элементы, промывочные форсунки, расположенные на входной стороне фильтрующих элементов, трубопроводы подачи исходного стока и отвода фильтрата, диски расположены попарно с образованием между ними интервалов, фильтрующие элементы расположены на обеих сторонах каждой пары дисков, соотношение размеров отверстий фильтрующих элементов на внешней и внутренней сторонах пар дисков составляет 1:20 - 1:25, горизонтальный вал выполнен полым, в нем выполнены отверстия, открытые в полости между дисками каждой пары и соединен с трубопроводом отвода фильтрата, трубопроводы подачи исходного стока открыты в интервалы между парами дисков (патент РФ на полезную модель № 162039, МПК B01D 29/41, публ. 20.05.2016).
Общим недостатком этих технических решений является наличие привода вращения дискового фильтра, элементов промывки устройства, а также периодичность полезной работы и промывки устройства.
Технической задачей, решаемой предложением, является создание непрерывно работающего фильтра без подвижных элементов.
Для решения этой технической задачи предлагается фильтр, содержащий цилиндрический бункер, в котором на горизонтальном валу, соосном с цилиндрическим бункером, установлены диски, которые расположены попарно с образованием полых камер и между парами дисков интервалов, на сторонах каждой пары дисков закреплены фильтрующие элементы, трубопроводы подачи исходного стока и отвода фильтрата, горизонтальный вал выполнен полым, в нем выполнены отверстия, открытые в полости между дисками каждой пары, трубопроводы подачи исходного стока открыты в интервалы между парами дисков, шламовый насос, выходные концы трубопроводов подачи исходного стока выполнены с обеспечением тангенциального ввода исходного стока по внутренней цилиндрической поверхности бункера, в интервалах между парами дисков поперечное сечение бункера выполнено в форме части архимедовой спирали, расширяющейся в направлении касательного движения исходного стока с разрывом в нижней части цилиндрического бункера с образованием отверстия, которое сообщено со входом шламового насоса. Горизонтальный вал может быть выполнен сборным из отрезков, на концах которых выполнены комплементарные соединительные элементы, на каждом отрезке вала закреплена по меньшей мере одна пара дисков, образующих полую камеру, в которой на отрезке вала выполнено по меньшей мере одно отверстие.
Предлагаемый фильтр может быть изготовлен на существующем оборудовании из известных материалов. Других технических решений аналогичного назначения с подобной совокупностью существенных признаков при проведении поиска по научно-технической литературе и патентной документации заявителем не обнаружено. Поэтому заявитель считает, что предложение по данной заявке соответствует критериям охраноспособности полезной модели «новизна» и «промышленная применимость».
Сущность полезной модели поясняется рисунками неисключающего примера выполнения фильтра.
На фиг. 1 показан общий вид фильтра с открытой крышкой, на фиг. 2 - продольное сечение цилиндрического бункера, на фиг. 3 - поперечное сечение цилиндрического бункера по полости между парами дисков, на фиг. 4 - фрагмент А фиг. 3, на фиг. 5 -вал, на фиг. 6 - увеличенное изображение фрагмента Б вала.
На фигурах обозначены бункер 1, горизонтальный вал 2, диски 3, интервалы 4 между парами дисков 3, на сторонах каждой пары дисков 3 закреплены фильтрующие элементы (не показаны) с образованием полых камер 5, трубопроводы 6 подачи исходного стока открыты в интервалы 4 между парами дисков 3 с обеспечением тангенциального ввода исходного стока по внутренней цилиндрической поверхности бункера 1, трубопровод 7 отвода фильтрата, отверстия 8 полого горизонтального вала 2, отверстия 9 выполнены в нижней части цилиндрического бункера 1 в интервалах 4 между каждой парой дисков 3 и соединены со шламовым насосом (на чертежах не показан). Поз. 10 обозначен выход шламового насоса, к которому подключен трубопровод отвода твердых частиц (не показан), концы 11 отрезков вала 2, комплементарные им соединительные элементы 12, крышка 13 фильтра, лестница 14 крепления бункера 1 и обслуживания фильтра. Для визуального осмотра и сборки вала 2 предусмотрена технологическая крышка 15, диски 3 соединены с коромыслом 16 пазом 17.
Устройство работает следующим образом.
В исходном состоянии в бункере 1 установлен неподвижно горизонтальный вал 2 с дисками 3, на сторонах каждой пары дисков 3 закреплены фильтрующие элементы, крышки 13 и 15 фильтра закрыты.
Исходный сток под давлением по трубопроводам 6 подачи исходного стока тангенциально поступает в бункер 1 в интервалы 4 между парами дисков 3, которые обтянуты фильтровальным полотном. За счет тангенциальной подачи жидкости создается завихрение потока, которым частицы, оказавшиеся в интервалах 4 между парами дисков 3, прижимаются к внутренней поверхности бункера 1 и отводятся через отверстия 9, выполненные в нижней части цилиндрического бункера 1 в интервалах 4 между каждой парой дисков 3 в шламовый насос. Выполнение поперечного сечения бункера 1 в форме части архимедовой спирали, расширяющейся в направлении касательного движения исходного стока с разрывом в нижней части цилиндрического бункера 1 и наличие в ней отверстий 9, которые сообщены со входом шламового насоса, обеспечивает эффективное отделение от жидкости частиц, осаждающихся на внутренней поверхности бункера 1 фильтра и их удаление через трубопровод 10.
Жидкость проходит через фильтровальное полотно дисков 3 внутрь полых камер 5 и отводится через отверстия 8 полого горизонтального вала 2 в трубопровод 7 отвода фильтрата самотеком или давлением всасывающего насоса (не показан), который подключен к трубопроводу 7 отвода фильтрата. В интервалах 4 между дисками 3 каждой пары располагаются концы 11 отрезков горизонтального вала 2 с наружной резьбой. Отрезки вала 2 соединяются между собой посредством соединительных элементов 12 (муфт с внутренней резьбой, комплементарной наружной резьбе на концах 11 отрезков вала 2). Для визуального осмотра и сборки вала 2 предусмотрена технологическая крышка 15, а для подвешивания дисков 3 -коромысло 16 с пазом 17, в котором диски 3 крепятся к коромыслу для исключения проворота дисков 3 потоком исходного стока воды во время работы фильтра.
Производительность фильтра зависит от количества дисковых камер.
Замена фильтрующих дисков 3, обтянутых фильтровальным полотном, и обслуживание устройства производится через крышку 13 фильтра. Для удобства осмотра и эксплуатации фильтра предусмотрена технологическая лестница 14, которая также обеспечивает крепление бункера 1.
Фильтр самоочищается за счет кросс-эффекта, который основан на фильтрации жидкости в плоскости, параллельной фильтровальному элементу. Жидкость проходит через фильтрующие диски 3, обтянутые фильтровальным полотном, а частицы, находящиеся в потоке, не задерживаются на поверхности фильтровального полотна, а продвигаются в нижнюю часть бункера 1 фильтра и отводятся шламовым насосом.
Заявителем разработан, изготовлен и успешно испытан опытный образец предлагаемого фильтра.