Фильтр для очистки пищевой жидкости от взвесей

Данная полезная модель относится к средствам очистки пищевых жидкостей от имеющихся в них взвесей в процессе переработки жидкостей технологическими линиями. Полезная модель предназначена для ее использования в пищевой промышленности преимущественно в технологических линиях для изготовления пищевой продукции.
Известен фильтр, содержащий корпус с патрубками подвода исходной жидкости, отвода фильтрата и отвода промывного потока, трубные диски, образующие в корпусе камеры приема исходной жидкости и фильтрата, камеру сбора осадка, фильтрующие элементы, проницаемая стенка которых покрыта мягким фильтрующим полотном, отличающийся тем, что камера сбора осадка выполнена в виде гидроциклона и снабжена патрубком слива осадка, а мягкое полотно фильтрующего элемента установлено с возможностью последовательной и волнообразной деформации обратным потоком фильтрата между уровнями жидкости в камере фильтрата и вакуумированном кольцевом канале фильтрующего элемента (RU 2134142 C1, 10.08.1999).
Известен фильтр, включающий корпус с дном, коаксиально расположенный фильтровальный элемент, патрубки входа фильтруемой среды и вывода фильтрата, патрубок вывода осадка, расположенный по оси корпуса, регенерирующее устройство на вертикально расположенном валу внутри фильтровального элемента, отличающийся тем, что регенерирующее устройство выполнено в виде укрепленных в верхней части вала мешалок с вертикальными материалосъемниками, направленными навстречу друг другу, фильтр снабжен укрепленной в нижней части вала дополнительной мешалкой, лопасти которой параллельны направляющей конического дна корпуса, патрубком подачи технологического раствора, смещенным относительно оси корпуса, дренажным патрубком, жестко закрепленным одним концом к корпусу, а другим - резьбовым соединением к фланцу фильтровального элемента и являющимся фиксатором фильтровального элемента, при этом часть корпуса от дренажного патрубка к дну и дно снабжены рубашкой, а патрубок входа фильтруемой среды расположен в нижней части корпуса со смещением относительно оси фильтра (RU 2106893 C1, 20.03.1998).
Известен фильтр для очистки жидкости от взвешенных твердых частиц, содержащий цилиндрический корпус, крышку и фильтрующий элемент, размещенный внутри цилиндрического корпуса, отличающийся тем, что введены резьбовая пробка, установленная в нижней части цилиндрического корпуса, валик, установленный вдоль вертикальной оси симметрии цилиндрического корпуса, ручка, соединенная с верхним концом валика, клапан шарикового типа, скребки, установленные внутри цилиндрического корпуса параллельно валику со смещением относительно вертикальной оси симметрии цилиндрического корпуса вокруг фильтрующего элемента, выполненные в крышке отверстие для подсоединения штуцера подвода неочищенной жидкости и отверстие для подсоединения штуцера отвода очищенной жидкости, при этом крышка соединена с верхней частью цилиндрического корпуса через резиновое уплотнительное кольцо, верхняя часть валика закреплена в крышке с возможностью вращения, отверстие для подсоединения штуцера подвода неочищенной жидкости соединено с областью между внутренними стенками цилиндрического корпуса и входной поверхностью фильтрующего элемента, отверстие для подсоединения штуцера отвода очищенной жидкости соединено с областью между внутренними стенками крышки и выходом фильтрующего элемента, клапан шарикового типа выполнен в виде шарика и пружины, установленной в цилиндрическом канале, выполненном в крышке перпендикулярно центральной оси отверстия для подсоединения штуцера отвода очищенной жидкости и соединенном с областью между внутренними стенками цилиндрического корпуса и входной поверхностью фильтрующего элемента, причем в верхней части цилиндрического канала закреплена верхняя часть пружины, а шарик соединен с нижней частью пружины и установлен в нижней части цилиндрического канала, выполненного с сужением (RU 71077 U1, 27.02.2008).
Известен скважинный фильтр, содержащий перфорированную трубу, на которой установлен щелевой фильтрующий элемент, содержащий, в свою очередь, продольные опорные элементы, на внешней поверхности которых намотана проволока с образованием зазоров между витками, отличающийся тем, что концентрично щелевому фильтрующему элементу установлен внешний щелевой фильтрующий элемент, имеющий аналогичную конструкцию, а зазор между ними заполнен фильтрующим наполнителем (RU 70300 U1, 20.01.2008).
Известен фильтр для очистки пищевой жидкости от взвесей, содержащий цилиндрическую стенку, в которой выполнено множество фильтрующих отверстий, концы стенки картриджа закреплены на верхнем и нижнем кольцевых фланцах, между которыми расположены поддерживающие кольца, во фланцах и кольцах выполнены отверстия, в которых равномерно по периметру цилиндрической стенки расположены шпильки, посредством которых стенка картриджа сжата в продольном направлении (Фильтр самоочищающийся с автоматической выгрузкой осадка. Паспорт ФСА ПС. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ФСА.ТО. ООО «АГРОМАШ», стр. 5-8 и 18, Приложение 11.1, Общий вид, 2015 - прототип).
Данный фильтр не обеспечивает стабильность его работы вследствие того, что стенка картриджа имеет сравнительно тонкую толщину, которая при работе под давлением жидкости изгибается, отверстия в стенке в результате изгиба стенки изменяют геометрию и качество очистки жидкости снижается. При повышении сопротивляемости изгибу стенки картриджа путем утолщения его стенки частицы взвесей застревают в отверстиях толстой стенки картриджа и качество очистки жидкости снижается, а очистка замедляется. Также вследствие погрешностей изготовления корпуса фильтра и картриджа по параметру их допустимой овальности между корпусом и картриджем образуются зазоры. В результате очищенная жидкость смешивается с неочищенной жидкостью, изменяются расчетные давления во внутренней полости картриджа и в полости между картриджем и корпусом фильтра, что также оказывает отрицательное действие на процесс очистки жидкости и качество ее очистки.
Техническим результатом полезной модели является повышение качества очистки жидкости от взвесей.
Технический результат получен фильтром для очистки пищевой жидкости от взвесей, содержащим корпус, закрепленный на нем электропривод вращения вала с закрепленными на валу верхними и нижними скребками, корпус имеет входной патрубок, расположенный над верхними скребками и расположенный ниже входного патрубка выходной патрубок, который расположен на уровне нижних скребков, в нижней части корпуса закреплена поворотная откидная нижняя крышка, в полости корпуса закреплен цилиндрический картридж, стенка которого выполнена из тонколистовой нержавеющей стали, при этом в стенке картриджа выполнено множество фильтрующих отверстий, концы стенки картриджа закреплены на верхнем и нижнем кольцевых фланцах, между которыми расположены поддерживающие кольца, причем в каждом фланце выполнена кольцевая канавка, расположенная на наружной поверхности фланца и простирающаяся к его центру, при этом в каждой канавке расположено упругое кольцо, взаимодействующее с внутренней поверхностью корпуса, между каждым фланцем и смежным с ним кольцом расположен хомут, сжимающий цилиндрическую стенку картриджа в радиальном направлении, каждый хомут представляет собой перфорированную отверстиями обечайку, концы которой притянуты друг к другу и зафиксированы в этом рабочем положении, проходное сечение каждого отверстия хомута превышает проходное сечение отверстия стенки картриджа, причем каждый хомут закреплен на стенке картриджа усилием его поджатия к стенке картриджа.
Концы хомута притянуты друг к другу болтами, расположенными на внешней стороне стенки картриджа.
Каждое проходное отверстие обечайки хомута выполнено круглым.
На фиг. 1 показан фильтр для очистки пищевой жидкости от взвесей.
На фиг. 2 - картридж фильтра в продольном разрезе.
На фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.
На фиг. 4 - развертка стенки картриджа и хомута (фрагмент).
Фильтр содержит картридж 1 (фиг. 1, 2), установленный в корпусе 2 фильтра, при этом в корпусе 2 расположены приводной вал со скребками, а также другие элементы конструкции фильтра, которые описаны ниже.
Картридж 1 выполнен круглым в поперечном сечении, в виде цилиндрической замкнутой стенки, в которой выполнено множество мелких отверстий 3. Стенка картриджа выполнена из тонколистовой нержавеющей стали. Отверстия 3 картриджа выполнены по всей его поверхности. Проходное сечение каждого отверстия 3 картриджа выбрано меньше среднестатистического размера взвеси, находящейся в жидкости (не показана). Толщина стенки картриджа выбрана минимальной, по меньшей мере, эта толщина не превышает среднестатистического размера взвеси или превышает этот размер в заданных пределах. В этой связи толщина стенки картриджа характеризует его в качестве тонкостенного элемента конструкции.
Концы стенки картриджа соединены с верхним и нижним фланцами 4, между которыми по высоте картриджа расположены опорные кольца 5 (фиг. 2). Во фланцах и кольцах выполнены отверстия, в которых по периметру расположены шпильки 6, проходящие через отверстия колец и фланцев. На концах каждой шпильки имеются навинченные на них гайки 7, которыми осуществлено натяжение шпилек и сжатие в допустимых пределах стенки картриджа в продольном направлении. Фланцы 4 служат для крепления картриджа в корпусе фильтра 1.
Фланцы картриджа зафиксированы в корпусе 2 фильтра, при этом с целью исключения зазоров между контактными поверхностями корпуса фильтра и фланцев 4, образующихся при их изготовлении, в каждом фланце выполнена кольцевая канавка 8, расположенная на наружной поверхности фланца и простирающаяся к его центру. В каждой канавке 8 расположено упругое уплотнительное кольцо 9, наружный диаметр которого больше внутреннего диаметра корпуса фильтра 1 в местах посадки фланцев 4 в корпусе фильтра.
Между каждым фланцем 4 и кольцом 5 расположен выполненный из металлической широкой полосы хомут 10, стягивающий замкнутую цилиндрическую стенку картриджа 1 к ее центру. Каждый хомут 10 закреплен на стенке картриджа усилием его поджатия к стенке. Каждый хомут представляет собой перфорированную окнами 11 обечайку (фиг. 3), концы которой притянуты друг к другу болтами 12 (фиг. 3) так, что стенка картриджа находится в сжатом хомутами состоянии в сторону центра стенки со всех ее сторон. При этом обечайка хомута находится в растянутом состоянии в противоположных направлениях. Окна 11 выполнены предпочтительно круглыми или прямоугольными удлиненными в поперечном направлении фильтра.
Проходное сечение каждого окна 11 хомута многократно превышает проходное сечение отверстия 3 стенки картриджа, которые по сути образуют собой сетку картриджа. Обечайка хомута быть выполнена из сетки или решетки. В данном исполнении картриджа обечайка выполнена из тонкой нержавеющей стали с пробитыми в ней круглыми окнами 11.
На корпусе 2 фильтра закреплен электропривод 13 (фиг. 1) вращения приводного вала 14 фильтра. Вал расположен в корпусе фильтра 2 вертикально, и на нем попарно с противоположных сторон вала закреплены верхние скребки 15 и расположенные ниже нижние скребки 15. В корпусе 2, в ее нижней части, выполнена опора 16 вала, под которой установлена крыльчатка 17 для разгрузки фильтра от осадка. Крыльчатка используется в случае автоматической разгрузки фильтра от осадка, крыльчатка в фильтре не используется в случае ручной разгрузки фильтра от осадка.
Корпус 2 фильтра имеет верхний входной патрубок 18, расположенный над верхними скребками 15 и расположенный ниже входного патрубка нижний выходной патрубок 18, расположенный на уровне нижних скребков 15. В нижней части корпуса на петлях 19 закреплена нижняя коническая часть, выполняющая функции поворотной откидной нижней крышки.
Картридж 1 опирается на нижнюю часть корпуса, он выполнен съемным и введен в корпус с небольшим усилием, достаточным для сжатия уплотнительных колец 9. При сжатии колец 9 выбираются зазоры между фланцами картриджа и внутренней поверхностью корпуса 2 фильтра. Внутренняя полость 20 картриджа сообщена с верхним входным патрубком 18, полость 21 между корпусом 2 фильтра и внешней поверхностью картриджа сообщена с нижним выходным патрубком 18.
Крыльчатка 17 расположена в полости 22 нижней конической части 23 приемного устройства фильтра. Полость 22 сообщена с разгрузочным патрубком 24 устройства 25 выгрузки осадка. Коническая часть 23 приемного устройства фильтра шарнирно соединена с корпусом 2 фильтра.
Работает картридж фильтра следующим образом. Подают под давлением через верхний входной патрубок 18 жидкость с взвесями в ней во внутреннюю полость 20 картриджа 1. Из полости 20 картриджа жидкость под давлением проходит через отверстия 3 в стенке картриджа и попадает в полость 21 между корпусом 2 и внешней поверхностью стенки картриджа. При этом взвеси, не прошедшие через отверстия 3 стенки картриджа, оседают на поверхности нижней конической части 23 и накапливаются в ней до момента очистки фильтра.
При работе фильтра вращается вал 14 от электропривода, вращаются скребки 15, которые поддерживают режим работы фильтра, при этом вращается крыльчатка 17. В случае накопления осадка в нижней конической части 23 до критической массы давление во внутренней полости 20 картриджа 1 возрастает и при определенном его значении отключается насос (не показан) подачи жидкости в верхний входной патрубок 18, а привод (не показан) поворота нижней конической части 23 открывает ее и производится очистка фильтра от осадка. В автоматическом режиме излишки осадка удаляются автоматически устройством 25 выгрузки осадка через разгрузочный патрубок 24.
При прохождении жидкости под давлением через отверстия 3 в стенке картриджа 1 на его стенку действуют распирающие усилия, которые стремятся изогнуть стенку картриджа в радиальных направлениях. Эти усилия передаются на стенку картриджа, а затем на хомуты 10 картриджа, которые препятствуют изгибу стенки картриджа и при этом сохраняют проектную геометрию полости 21 между корпусом 2 и внешней поверхностью стенки картриджа 1. Это исключает действие давления жидкости на тонкую стенку картриджа и на ее изгиб, исключает изменение геометрии отверстий 3, что повышает надежность работы картриджа, уменьшает возможность забивания его отверстий вследствие уменьшения проходимости жидкости через отверстия стенки картриджа, а также повышает надежность работы фильтра.
Очищаемая жидкость сначала проходит через множество мелких отверстий 3 в стенке картриджа, а затем она проходит через большие окна 11 хомутов 10 и попадает в полость 21, расположенную между стенкой корпуса 2 и стенкой картриджа 1. Из полости 21 очищенная жидкость попадает в нижний выходной патрубок 18, откуда она подается под давлением в следующий технологический цикл ее обработки.
В процессе работы фильтра вращение от электропривода передается от вала 14 на скребки 15, которые при вращении соскребают накопившиеся взвеси с внутренней поверхности стенки картриджа, очищают отверстия 3 в стенке от застрявших в них взвесей. При этом картридж постоянно очищается в процессе работы фильтра, а сброс осадка из корпуса в автоматическом режиме не препятствует непрерывной работе фильтра.
Благодаря герметичному соединению картриджа 1 с корпусом 2 фильтра исключена возможность проникновения жидкости с взвесями через зазоры между корпусом 2 фильтра и картриджем 1, что обеспечивает стабильное давление в полости 20 картриджа и полости 21 фильтра и исключает смешивание очищенной жидкости с неочищенной жидкостью.
Благодаря использованию в конструкции фильтра хомутов 10, стягивающих стенку картриджа со всех ее сторон, а также герметизации картриджа в корпусе фильтра достигнуто стабильное рабочее положение стенки картриджа. Исключен изгиб стенки картриджа в радиальных направлениях, деформация стенки, отклонение проходных отверстий 3 стенки картриджа от проектных отверстий, что в итоге позволило существенно повысить качество очистки жидкости и производительность фильтра путем сокращения числа профилактических работ.