ДИСКОВОЕ ФИЛЬТРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
DISK-TYPE FILTER

Заявленное изобретение относится к дисковому фильтрующему устройству, а также способам его сборки и технического обслуживания.
Среди устройств, используемых для разделения загрязненной суспензии на жидкость/твердые частицы в промышленном масштабе, в основном применяются диски большого диаметра, оснащенные ободом, который, окружая множество фильтрующих секторов, обжимает их и придает им жесткость.
Эти секторы, как правило, покрыты тканью и оснащены патрубками, которые могут сообщаться с внешней стенкой вращающего центрального вала при открытии во внутренние выпускные каналы для отфильтрованной жидкости.
Диски такого типа имеют вертикальное расположение и вращение, их нижние части погружены в резервуары, содержащие фильтруемую суспензию, тогда как во внутренних каналах вала последовательно понижают и повышают давление для отделения твердых частиц, также называемых кеком.
Секторы соединяются с валом различными способами, среди которых ввод их выпускных патрубков с наконечниками в отверстия кольца, жестко соединенного с валом, и ввод этих наконечников в отводящие каналы внешней части упомянутого вала, открывающейся в указанные внутренние каналы. Как правило, при помощи резинового рукава обеспечивают уплотнение соединения между патрубками и отводящими каналами.
Выемка в отверстиях кольца позволяет пропускать шип, жестко соединенный с патрубком сектора, который после поворота на 90° схватывается указанным кольцом и удерживает сектор в правильном положении.
Подобные устройства более подробно описаны в документе FR 2 779 973.
Однако конструкция таких устройств вызывает проблему относительно способности шипа выдерживать подобное расположение патрубка в секторах, которые, соответственно, подвергаются риску механической деформации. Вероятность деформации еще больше повышается, поскольку вращение во время поворота на 90°, необходимого для правильного позиционирования, является вынужденным. Также возникает проблема удерживания криволинейных профильных элементов, составляющих обод, во время их сборки, которая, соответственно, усложняется, и возникает вероятность разборки еще до того, как все элементы будут собраны.
Другой недостаток заключается в использовании в ободе винтов с резьбой для закрепления секторов между собой. Такие винты не позволяют контролировать механическое напряжение, возникающее на секторах, а также на ободе, и не дают возможность распределять это напряжение соответствующим образом по всему диску. Таким образом, подобные напряжения приводят к деформации или даже к трещинам в секторах, а также в ободе.
Этот недостаток особо ощутим в случае установки с очень большими дисками, которые, тем не менее, должны иметь легкую конструкцию, необходимую для ручной сборки секторов.
В дополнение к вышесказанному устройства предшествующего уровня техники затрудняют техническое обслуживание, поскольку замена только одного или нескольких использованных или поврежденных фильтрующих секторов требует разборки обода для изъятия патрубка сектора из гнезда вала.
Целью данного изобретения является удовлетворительное решение тех технических проблем, которые возникали при использовании устройств предшествующего уровня техники, путем предложения простых, быстрых и рациональных способов сборки и разборки секторов.
Согласно заявленному изобретению указанной цели достигают посредством фильтрующего устройства, отличающегося тем, что обод имеет отверстия, каждое из которых предназначено для вставки съемного соединительного фланца, несущего, с одной стороны, радиальную распорку, расположенную между двумя смежными секторами для обеспечения их относительного скрепления, и взаимодействующего, с другой стороны, с быстроразъемным соединением с пружинным эффектом для фиксации нагруженной распорки между секторами.
В соответствии с предпочтительным вариантом фильтрующие секторы размещены в треугольных кармашках, выполненных из ткани из фильтрующего материала, внешние края которых загнуты по обеим сторонам сектора и закреплены при помощи зажимов.
Согласно другому предпочтительному варианту указанные зажимы включают боковые поверхности, образующие тиски, а на продольных концах - эластичные язычки, граничащие с упомянутыми секторами.
Эти язычки покрывают загибы, образовавшиеся в углу кармашка, для чего предусмотрено достаточное пространство путем небольшого надреза углов сектора. Кармашки, покрывающие секторы, затем немного прикрывают со стороны их внешнего края при помощи зажима пружинного типа, обеспечивающего простое, эффективное и надежное закрытие без необходимости применения соединения швами или какого-либо другого трудоемкого способа.
Согласно конкретному воплощению указанные секторы включают каркас, установленный внутри рамки и поддерживающий ткань из фильтрующего материала.
Предпочтительно тиски зажимов опираются только на каркас и не заходят на рамку.
В соответствии с другим воплощением указанный обод состоит из U-образного профильного элемента, ветви которого обращены наружу и ширина которого значительно превышает толщину секторов.
Ветви U-формы обращены наружу, а не внутрь диска, так чтобы не являться препятствием при извлечении кека.
Ширина обода, с одной стороны, дает возможность повысить прочность диска, а с другой стороны - вызвать перемешивание суспензии.
Предпочтительно указанный обод составляют из нескольких криволинейных профильных элементов, размещенных встык, предпочтительно из 8 профильных элементов.
В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом устройство включает кольцо, состоящее из фиксированной части, жестко соединенной с валом, и съемной части, которая после сборки разграничивает, на расстоянии от упомянутых отводящих каналов, зажимные кольца, предназначенные поддерживать концы секторов.
Предпочтительно съемная часть кольца разделена на несколько независимых элементов, каждый из которых имеет струбцину, обеспечивающую окончательное закрепление секторов после сборки.
В соответствии с другим вариантом размеры соединительного фланца позволяют ему проскальзывать в отверстие упомянутого обода с тем, чтобы покрыть внешний край двух смежных секторов, подогнав их таким образом и соединив их с ободом.
Обеспечивают быстроразъемное соединение, выполненное из двух шпилькообразных стержней, опирающихся на распорку фланца, конец в виде петли которых вставлен в прорезь обода, в то время как их свободные концы с крючками вставлены и закреплены в отверстиях, обеспеченных в упомянутом ободе.
Таким образом, быстроразъемное соединение образует пружину, вовлеченную в разные отверстия, предусмотренные в ободе, с обеих сторон расположения соединительного фланца, на который данная пружина при закреплении оказывает измеренное давление.
Одновременное действие эластичных язычков, зажимов и V-образной распорки соединительного фланца и быстроразъемного соединения с пружинным эффектом ограничивает перенапряжения, которые могут привести к повреждению секторов и деформации обода.
Другим объектом данного изобретения является способ сборки и технического обслуживания фильтрующего устройства вышеописанного типа.
Способ согласно данному изобретению обеспечивает выполнение опорного кольца из двух частей, одна из которых жестко соединена с валом, а другая является съемной, установку ряда спиц, поддерживающих обод, на отводящих каналах вала и на фиксированной части кольца, фиксацию обода на концах смежных спиц внутри обода и последовательную замену указанных спиц секторами до окончательного заполнения диска.
Сборка обода на спицах является предварительным этапом и служит для обеспечения стабильности диска перед и во время сборки секторов.
В дополнение, обеспечивается фиксация обода на спицах путем одновременной сборки криволинейных профильных элементов, расположенных встык.
В соответствии с альтернативным воплощением на упомянутых патрубках сначала фиксируется периферийное удерживающее кольцо, которое должно взаимодействовать с выемками на указанных фиксированной или съемной частях опорного кольца.
Удерживающее кольцо вставляется в кольцо и поддерживает во время вращения диска вес сектора, который, таким образом, не передается на обод.
В соответствии с вариантом данного способа секторы устанавливают путем подведения их параллельно поверхности диска, вставляя их наконечники в отводящие каналы, слегка наклонив по отношению к поверхности диска, в то же время заключая их в обод и вставляя патрубки в кольцо, секторы фиксируют на ободе при помощи соединительных фланцев и быстроразъемных соединений, затем съемную часть устанавливают на фиксированной части кольца.
Секторы затем удерживаются ободом при помощи соединительных фланцев, прижатых и зафиксированных быстроразъемным соединением с пружинным эффектом.
В заключение, элементы съемной части кольца соединены с частью, жестко соединенной с валом, посредством струбцин, обеспечивающих окончательную фиксацию всего диска и, таким образом, предотвращающих приобретение им конусообразной формы.
В соответствии с другим альтернативным воплощением, характерным для способа технического обслуживания, отсоединяют съемную часть кольца, освобождают соединительные фланцы, соответствующие секторам, которые должны быть заменены, затем один за одним вынимают секторы, слегка наклоняя их и вынимая их наконечники из отводящих каналов, в то же время устанавливая одновременно и последовательно новые секторы, так что обод имеет постоянную поддержку.
Устройство согласно данному изобретению обеспечивает незатруднительное техническое обслуживание фильтрующей установки, позволяя заменять секторы независимо один от другого без необходимости поворота на 90° либо демонтажа обода.
В дополнение, способ согласно данному изобретению таким образом устраняет риск выпадения элементов обода или деформации секторов на этапах заполнения диска путем обеспечения механической устойчивости диска перед установкой упомянутых секторов и их расположения без необходимости поворота на 90° для фиксации в кольце.
Таким образом, процесс сборки может осуществляться только одним оператором.
Обод, соответственно, устанавливают один раз и навсегда.
Благодаря новому принципу фиксации и замыкания секторов, который освобождает обод не только от веса секторов и осадков после фильтрования, а также от любых случайных механических напряжений при установке, благодаря, более конкретно, быстроразъемному соединению с пружинным эффектом, обод, таким образом, придает диску большую жесткость и лучшую устойчивость, что особенно требуется, поскольку диск имеет большие размеры.
Заявленное изобретение будет более понятно из описания, приведенного ниже, со ссылками на чертежи.
На фиг.1 представлен вид спереди воплощения фильтрующего устройства согласно данному изобретению с фильтрующим диском и поддерживающим центральным валом в поперечном разрезе.
На фиг.2 представлен вид в поперечном разрезе устройства, показанного на фиг.1, по плоскости II-II.
На фиг.3А представлен вид сверху кольца, жестко соединенного с валом, и съемных элементов кольца с их струбцинами, изображенных разъединенными.
Фиг.3В представляет собой разрез по плоскости IIIb-IIIb на фиг.3А.
Фиг.3С представляет собой вид сверху кольца, жестко соединенного с валом, и съемных элементов кольца с их струбцинами, изображенных соединенными, в том виде, как после установки секторов, которые не показаны на данной фигуре.
На фиг.3D представлен разрез по плоскости IIId-IIId на фиг.3С.
Фиг.4А, 4В и 4С представляют собой соответственно виды сбоку первых трех этапов способа по данному изобретению, относящихся к сборке сектора диска.
Фиг.5А, 5В, 5С и 5D представляют собой соответственно частичные виды сбоку и в разрезе по плоскостям Vb-Vb, Vc-Vc, Vd-Vd средств фиксации секторов на ободе.
На фиг.5Е также представлено средство фиксации с соединительным фланцем, отделенным перед этапом фиксации, фланец показан для ясности в разрезе.
Фиг.6А представляет собой вид диска на стадии сборки перед извлечением временных спиц и перед сборкой последних секторов, которые должны заменить спицы.
На фиг.6В и 6С представлен детальный вид системы для фиксации спиц.
На фиг.7А и 7В представлен вид сбоку и в разрезе зажима, удерживающего ткань из фильтрующего материала на секторе, а более тонкой линией обозначен частичный вид сектора без ткани с тем, чтобы показать значение выемки в зажиме.
Фиг.8А, 8В и 8С представляют собой способ сборки зажима при помощи инструмента Р, приспособленного открывать зажим перед смыканием на ткани.
Фильтрующее устройство, представленное на фиг.1 и 2, включает диск 1, оснащенный ободом 2, удерживающим множество фильтрующих секторов 3.
Каждый сектор 3 состоит из треугольной рамки 31, выполненной из U-образного профиля, включающей каркас 32 для дренажа фильтратов по направлению к выпускному патрубку 30, имеющему наконечник 33, как показано более детально на фиг.4А-4С, 7А и 7В.
Секторы 3 вставляют и размещают в треугольном кармашке 34, выполненном из ткани из фильтрующего материала, открытом у основания треугольника.
Этот кармашек далее закрывают путем загиба ткани на обеих сторонах внешнего края сектора и путем защемления ткани, используя зажим 8, в углу на каркасе 32, поддерживающем ткань и U-образную рамку 31 сектора 3, покрывающий все, как показано на фиг.7В.
Зажим 8 выполнен в форме U-образной детали, стороны которой образуют тиски 82. Эти тиски заканчиваются практически на рамке 31 сектора, так что они будут сомкнуты только на каркасе, как показано на фиг.7А и 7В.
Фильтрующие секторы 3 соединены на своих радиальных концах, также названных выпускными патрубками 30, с отводящими каналами 40, выполненными как выступы на внешней стенке вращающего центрального вала 4, как показано на фиг.2.
Данные отводящие каналы 40 сообщаются с внутренними выпускными каналами 41, расположенными в продольном направлении в рабочем пространстве вала.
Как показано более детально на фиг.2 и 4А-4С, радиальный внутренний конец 30 секторов 3 вставляют способом скольжения в эластичный рукав 45, зафиксированный на отводящих каналах 40, в то время как наконечник 33 вставлен в упомянутый отводящий канал.
Кольца, выполненные из двух частей, одна их которых (43а) жестко соединена с валом 4, а другая (43b) является съемной, имеют общую ось с указанным валом и размещены на расстоянии от отводящих каналов 40.
Фиксированная часть 43а жестко соединена с валом посредством кольцевой пластинки, параллельной поверхности секторов.
Каждая из частей 43а и 43b имеет полуцилиндрические выемки 44.
Когда обе части соединены, выемки закрываются так, чтобы окружать и удерживать патрубки 30 как зажимные кольца. Части 43а и 43b кольца, таким образом, имеют столько выемок, сколько отводящих каналов на валу 4.
Оси зажимных колец, образованных на кольце путем размещения выемок 44 напротив друг друга, расположены абсолютно радиально на отводящих каналах 40.
Съемную часть 43b кольца предпочтительно изготавливают из нескольких разъемных элементов, каждый оснащенный струбциной 46, как показано более детально на фиг.3А и 3В.
Каждый элемент съемной части извлекают для обеспечения возможности прохода соответствующих секторов 3, во время сборки, а затем обратно вставляют с тем, чтобы зафиксировать секторы при помощи струбцины 46.
Струбцина 46 состоит из стержня 46а, имеющего винтовую нарезку на одном конце и металлическую скобу 46b на другом конце.
Стержень 46а вставляют в поперечную трубку 46с, имеющую квадратное сечение и жестко соединенную с каждым из элементов съемной части 43b кольца.
Квадратная шайба 46d, замкнутая так, чтобы образовать скобу напротив скобы стержня, размещена на поперечной трубке 46с.
Стержень 46а взаимодействует с контргайками 46е для жесткого соединения обеих частей 43а и 43b друг с другом посредством затягивания скобы, как показано на фиг.3С, 3D и 4С.
Способ сборки согласно данному изобретению осуществляют следующим образом.
Устанавливают ряд спиц 7, предназначенных для временной поддержки обода 2, вставляя их в отводящие каналы 40 и фиксируя их на кольце при помощи болтов 72, как показано на фиг.6А, 6В и 6С.
В соответствии со способом сборки, представленным на фиг.6А, 6В и 6С, несколько спиц 7, например восемь, расположены вокруг вала 4 под углом на одинаковом расстоянии друг от друга.
Обод 2 фиксируют на концах спиц 7 при помощи болтов 71. Распорку 70 в итоге размещают между спицами и секциями обода для облегчения демонтажа спиц после сборки обода.
Фильтрующие секторы 3 затем размещают один за другим на свободных отводящих каналах, сначала между смежными спицами 7 внутри обода 2, а затем - заменяя спицы до полного заполнения диска 1.
Процедуру фиксации обода 2 на спицах 7 проводят посредством одновременной сборки нескольких сегментов криволинейных профильных элементов, например восьми, расположенных встык. Указанные профильные элементы выполнены U-образной формы, и их ветви направлены наружу диска 1.
Установку секторов 3 осуществляют, как показано на фиг.4А, путем подведения их параллельно поверхности диска.
Затем закрепляющие наконечники 33 вставляют в отводящие каналы 40, заранее снабженные рукавом 45, как показано на фиг.4В. Данную процедуру вставки проводят путем незначительного наклона, всего на несколько градусов, только по отношению к поверхности диска, из-за присутствия обода 2.
После соединения сектор внутри обода 2 прижимают, в то же время вставляя патрубок 30 в выемку 44 фиксированной части 43а кольца 43, удерживающее кольцо 35 затем оказывается под упомянутым кольцом.
После этого секторы 3 закрепляют, как показано на фиг.4С, посредством фиксации их внешних краев на ободе 2 при помощи съемных соединительных фланцев 5, детально изображенных на фиг.5А, 5В, 5С, 5D и 5Е и использование которых подробно раскрыто далее.
Затем к фиксированной части 43а добавляют съемную часть 43b, которую присоединяют при помощи струбцин 46.
Обод 2 имеет отверстия 20, предназначенные каждое для вставки съемного соединительного фланца 5, как показано на фиг.5А, 5В, 5С, 5D и 5Е.
Размеры соединительного фланца 5 немного меньше, чем размеры отверстия 20 обода 2, для того, чтобы он мог проскальзывать и покрывать зажим 8 путем уплотнения внешнего края двух смежных секторов 3, подгонять указанные секторы и таким образом соединять их с ободом 2.
Фланцы 5 несут радиальную распорку 50, предназначенную для защемления между двумя смежными секторами 3 с тем, чтобы обеспечить их скрепление путем вставки распорки между эластичными язычками 80 зажима 8.
Соединительный фланец 5 удерживают на месте, используя быстроразъемное соединение 6 с пружинным эффектом, которое обеспечивает фиксацию на месте, избегая при этом каких-либо механических повреждений, которые могли бы быть вызваны, например, фиксацией с помощью гайки.
Фланцы 5 выполнены в форме деталей, показанных на фиг.5А, 5В, 5С, 5D и 5Е, внутренняя ширина которых немного больше, чем внутренняя ширина зажима 8, расположенного на внешнем крае секторов.
Распорка 50, расположенная в центре детали, имеет V-образный профиль, который держит на расстоянии эластичные язычки 80 и зажим 8, зажимающий внешний край секторов 3, под сжимающим усилием, оказываемым быстроразъемным соединением 6 с пружинным эффектом.
Быстроразъемные соединения 6 с пружинным эффектом согласно фиг.5А, 5В, 5С, 5D и 5Е состоят из шпилькообразных стержней 60 с двумя свободными концами и противоположным концом в форме замкнутой петли. Данные соединения выполнены из пружинной проволоки, часть которой имеет функцию прикладываемого усилия.
Стержни 60 опираются на распорку 50 фланца 5, в то время как конец в форме петли вставлен в прорезь 21 обода 2, а свободные концы с крючками 61 вставлены и зафиксированы в отверстиях 22 и 23 соответственно, выполненных в ободе 2.
Оба стержня 60 сначала вставляют во фланец 5 и сжимают, чтобы смогли пройти крючки 61.
Фланец 5 соединяется с соединением 6 после эластичного развертывания стержней и не может по неосторожности выскользнуть, как более детально это показано на фиг.5Е.
Как только два смежных сектора сомкнуты в ободе 2, фланец 5 вставляют в отверстие 20, чтобы прижать и удерживать их на поверхности диска. Концы обоих стержней с крючками 61 затем протягивают через отверстие 22 и принудительно вставляют в отверстие 23, чтобы обеспечить отличную фиксацию.
Оба стержня принудительно опираются на распорку 50 фланца 5, которая принудительно вдавливается между эластичными язычками зажима 8, как зажимный клин.
Когда и как только секторы 3 установлены и соединены с ободом 2, они фиксируются у своего основания при помощи элементов съемной части 43b кольца с использованием струбцины 46.
Затем обеспечивают эластичное и умеренное защепление секторов 3, не вызывая чрезмерного напряжения.
Подобным образом нагрузка, воспринимаемая ободом 2 во время его вращения в резервуаре, наполненном суспензией, которую фильтруют и которая может быть очень густой, следовательно, распределяется по всем секторам 3 равномерно.
Для замены одного или нескольких секторов 3, или даже всех секторов, соответствующий элемент или элементы вынимают из полукольца 43b, соединительные фланцы 5, которые соединяют секторы с ободом 2, высвобождают и затем секторы вынимают один за другим, слегка наклоняя их и извлекая из отводящих каналов 40 и рукавов 45.
Новые секторы будут переустановлены только тогда, когда предыдущие будут извлечены, так чтобы не оставлять свободным место для более чем трех или четырех секторов, т.е. чтобы обод 2 поддерживался в необходимом положении во время данной процедуры.