ФИЛЬТРОВАЛЬНЫЙ ПАТРОН
FILTER CARTRIDGE

Изобретение относится к технике фильтрования в сахарной промышленности соков I и II сатурации, фильтрования сиропа, а именно к фильтровальным патронам, предназначенным для очистки жидкости от механических примесей.
Известен фильтровальный патрон для фильтрования соков I и II сатурации свеклосахарных производств, выполненный в виде вертикального перфорированного корпуса, имеющего в поперечном сечении овальную форму и снабженный снаружи плотно прилегающей фильтровальной тканью (Азрилевич М.Я. Каталог специального оборудования для сахарных заводов. - М.: Издательский комплекс МГУПП, 2007. - С.78).
Недостатком известного устройства является то, что после получения осадка заданной толщины он удаляется с поверхности фильтровальной ткани обратным потоком фильтрата. Такой способ регенерации фильтровального патрона характеризуется медленной скоростью, снижает производительность фильтра в целом и вынуждает каждый раз повторно фильтровать значительное количество фильтрата, используемого для обратной промывки. Кроме того, плотное прилегание ткани к корпусу фильтровального патрона препятствует эффективной ее регенерации.
Ближайшим аналогом изобретения является фильтровальный патрон, содержащий вертикально установленный корпус, образованный двумя перфорированными пластинами, имеющими центрально расположенные участки, образующие между собой в поперечном сечении эллипс и периферийные участки, радиально расположенные относительно вертикальной оси корпуса, установленную внутри корпуса по высоте трубку для отвода фильтрата и закрепленную снаружи на корпусе фильтровальную ткань (UA №38321. 25.12.2008, Бюл.№24).
Недостатком фильтровального патрона является то, что плотное прилегание ткани к корпусу фильтровального патрона не способствует ее перемещению при подаче сжатого воздуха из ресивера для регенерации ткани при ее очистке от осадка, а также малая удельная фильтровальная площадь фильтрации патрона.
Техническим результатом изобретения является ускорение процесса регенерации при импульсной подаче сжатого воздуха внутрь фильтровального патрона за счет достижения большого размаха перемещения ткани относительно поверхности фильтровального патрона и повышения тем самым эффективности отслаивания и удаления осадка; увеличение удельной фильтровальной площади фильтрации патрона.
Этот результат достигается тем, что фильтровальный патрон содержит вертикально установленный корпус, образованный двумя перфорированными пластинами, имеющими центрально расположенные участки, образующие между собой в поперечном сечении эллипс и периферийные участки, радиально расположенные относительно вертикальной оси корпуса, установленную внутри корпуса по высоте трубку для отвода фильтрата и закрепленную снаружи на корпусе фильтровальную ткань. Радиально расположенные периферийные участки пластин образуют сужающиеся каналы. Каждая перфорированная пластина изогнута в зоне между центральным и периферийными участками внутрь корпуса. Фильтровальная ткань закреплена на корпусе с возможностью ее перемещения относительно наружной поверхности указанных участков для ее очистки от осадка, а поверхность радиально расположенных периферийных участков выполнена волнообразной.
На фиг.1 изображен общий вид фильтровального патрона; на фиг.2 - фильтровальный патрон, вид сбоку; на фиг.3 - поперечное сечение патрона на фиг.1, вариант с двумя изгибами перфорированной пластины; на фиг.4 - поперечное сечение патрона на фиг.1, вариант с волнообразной поверхностью периферийных участков.
Фильтровальный патрон содержит вертикальный корпус 1, образованный двумя перфорированными пластинами 2, причем в поперечном сечении корпус имеет центрально расположенные участки 3, образующие между собой в поперечном сечении эллипс. Центрально расположенные участки 3 переходят в периферийные участки 4, радиально расположенные относительно вертикальной оси корпуса. Внутри корпуса расположена внутренняя трубка 5 для отбора фильтрата, имеющая длину, соответствующую высоте фильтровального патрона. На внешней поверхности перфорированных пластин 2 закреплена фильтровальная ткань 6. Фильтровальная ткань закреплена на корпусе с возможностью ее перемещения относительно поверхности перфорированных пластин (поз.6 на фиг.3, 4) для плотного к ним прилегания и полного отведения на некоторое расстояние от наружной поверхности центральных 3 и периферийных 4 участков.
Фильтровальный патрон работает следующим образом.
В начале эксплуатации фильтра (на чертеже не показан) в него устанавливают и присоединяют посредством трубок 5 фильтровальные патроны. После подачи в корпус фильтра (на чертеже не показан) сока I или II сатурации под давлением 0,1 МПа сок проходит через фильтровальную ткань 6 внутрь патрона и очищается от механических примесей. Фильтрат поступает во внутреннюю трубку 5 и через ее нижний открытый конец отводится в верхнюю часть трубки 5 и далее в коллектор фильтрованного сока (на чертеже не изображен). По мере образования некоторого слоя осадка на фильтровальной ткани создается все большее сопротивление течению фильтрата и ткань постепенно плотно входит внутрь продольных изгибов на перфорированных пластинах, повторяя профиль поверхностей. При увеличении слоя осадка до заданной толщины процесс фильтрования прекращают и осуществляют ее регенерацию путем импульсной подачи сжатого воздуха под давлением 0,1-0,15 МПа во внутреннюю трубку 5. Создается серия импульсов длительностью 5-10 с, которая может проводиться от одного до нескольких раз за цикл работы фильтра и зависит от качества фильтруемого сока.
При импульсной подаче сжатого воздуха внутрь фильтровального патрона регенерация происходит вначале на первой стадии за счет вытеснения минимального количества фильтрата, находящегося внутри самих фильтровальных патронов. Начинается отслоение и сдвиг осадка при полном отведении ткани от центральных и периферийных участков перфорированных пластин и, особенно, в местах продольных изгибов пластин. Промывка обеспечивается гидроударом (пульсационным эффектом) и соответственно не связана с потерями чистого фильтровального сока. На второй стадии происходит прохождение собственно воздушного потока, который дополнительно продавливает фильтровальную ткань и очищает ее.
При подаче серии импульсов сжатого воздуха (в момент их прохождения через фильтровальную ткань) достигается большой ход перемещения ткани (размах между крайними положениями поз.6, фиг.3, 4) в зоне продольных изгибов перфорированных пластин. Это создает дополнительный усиливающий эффект отделения осадка и ускоряет его сдвиг к нижней части фильтровального патрона. Указанное конструктивное выполнение перфорированных пластин обеспечивает возможность наибольшего перемещения ткани и положительно влияет как на скорость отделения, так и на качество отделения осадка от фильтровальной ткани.
Выполнение продольных изгибов перфорированных пластин внутрь корпуса патрона в зоне перехода центральных участков в периферийные участки создает ломаный профиль пластин, который имеет бóльшую длину образующей линии, нежели плавный профиль (фиг.3). Наибольшее увеличение образующей линии профиля пластин достигается при выполнении волнообразной поверхности периферийных участков (фиг.4). В результате в тех же габаритных размерах поперечного сечения патрона происходит увеличение его перфорированной поверхности, что приводит к увеличению удельной фильтровальной площади фильтрации патрона.