PL175719B1 - Urządzenie filtrujące - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie filtrujace, zawierajace obrotowy zbiornik filtrowanej cieczy lub zawiesiny oraz wirnik, zamocowany na osi obrotu zbiornika i umieszczony w zbiorniku, przy czym na zewnetrznej powierzchni ob- wodowej wirnika jest usytuowany wspólosiowo filtr cieczy w postaci co najmniej jednego pierscienia ko- lowego, zawierajacego powierzchnie filtracyjna, przy czym pierscienie kolowe sa ulozone promieniowo w kierunku na zewnatrz od zewnetrznej powierzchni obwodowej wirnika, a ponadto na zewnetrznym ob- wodzie wirnika jest usytuowany, ulozony promienio- wo, zespól zgarniajacy i usuwajacy osad z filtru, znamienne tym, ze zawiera pierscienie prowadzace (70), zamocowane wspólosiowo na zewnetrznej po- wierzchni obwodowej wirnika, pomiedzy co najmniej dwoma pierscieniami kolowymi (33), przy czym pier- scienie prowadzace (70) zawieraja pierwsza powierz- chnie, stanowiaca slizgowa prowadnice dla zespolu zgarniajacego i usuwajacego osad z filtru w kierunku promieniowym wzgledem filtru 1 druga powierzchnie, stanowiaca slizgowa prowadnice dla zespolu zgarnia- jacego i usuwajacego osad z filtru w kierunku osio- wym, wzgledem filtru. Fig 1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie filtrujące.

Znane są obrotowe urządzenia filtrujące, które można podzielić na trzy główne grupy, a mianowicie: urządzenia filtrujące bębnowe, posiadające cylindryczny pojemnik filtrujący mający gładką powierzchnię (gładkie filtry bębnowe), urządzenia filtrujące bębnowe posiadające bruzdową powierzchnię filtrującą (bruzdowe filtry bębnowe) oraz urządzenie filtrujące tarczowe.

Szybkoobrotowe gładkie filtry bębnowe są stosowane do odwadniania zawiesin, takich jak na przykład masa celulozowa, która jest filtrowana do suchości osiągającej 2%, a takie urządzenia uzupełnione w dodatkowe kanały filtratu, podłączone do źródła próżni, są stosowane do mycia i bielenia masy celulozowej. Wyposażone w dodatkowy cylinder, tego typu urządzenia, są stosowane do filtrowania celulozy, przy czym suchość uzyskanej masy wynosi około 15%. Usuwanie osadu filtracyjnego z gładkiej powierzchni cylindra jest zabiegiem prostym wykorzystującym prosty zgarniacz. Jednakże gdy na przykład tkanina filtru, zostanie rozerwana lub w inny sposób uszkodzona, trzeba wymienić cały filtr, co stanowi wadę tego urządzenia.

Znane ze szwedzkiego opisu patentowego SE 315 490 urządzenie filtrujące, zawierające bębny o bruzdowej powierzchni, jest stosowane do odzysku włókna i odwadniania masy filtrowanej do suchości około 2%. Zaletą tego urządzenia jest zwiększona powierzchnia filtrowana to jest powierzchnia ta jest około 2,5 krotnie większa niż w przypadku gładkich bębnów, mających tę samą średnicę i długość osiową. Z powodu bruzdowej powierzchni filtrującej niemożliwe było zastosowanie mechanicznych urządzeń do usuwania osadu filtracyjnego,

175 719 ponieważ wiązało się to z niebezpieczeństwem uszkodzenia filtru zawierającego tkaninę, rozciągającą się ponad wieloma sąsiednimi grzbietami i bruzdami na obwodzie bębna. W praktyce, usuwanie osadu filtracyjnego polega na zastosowaniu urządzeń natryskowych, prowadzących do niezamierzonego rozcieńczenia usuwanego materiału osadu filtracyjnego.

Znane tarczowe urządzenia filtrujące, stosowane do odzysku włókna i odwadniania jego masy do suchości około 15%, mają powierzchnię filtrowania większą o około 5 do 7 razy niż powierzchnia bębnowego filtru gładkiego. Jedną z zalet filtrów tarczowych jest to, że każdy pojedynczy sektor filtru ma swą własną tkaninę filtracyjną co oznacza, że w przypadku uszkodzenia musi być wymieniona tylko ta jedna konkretna tkanina. Jednakże w wyniku zwiększenia powierzchni filtrowania wystąpiły wady, w postaci na przykład konieczności stosowania dodatkowych urządzeń natryskowych do usuwania osadu filtracyjnego. Spowodowało to jednoczesny wzrost kosztu eksploatacji urządzenia.

Znane jest urządzenie filtrujące zawierające obrotowy zbiornik filtrowanej cieczy lub zawiesiny oraz zamocowany na osi obrotu zbiornika i umieszczony w zbiorniku wirnik. Na zewnętrznej powierzchni obwodowej wirnika jest usytuowany współosiowo filtr cieczy, w postaci co najmniej jednego pierścienia kołowego zawierającego powierzchnię filtracyjną. Pierścienie kołowe są ułożone promieniowo w kierunku na zewnątrz od zewnętrznej powierzchni obwodowej wirnika, a ponadto na zewnętrznym obwodzie wirnika jest usytuowany, ułożony promieniowo, zespół zgarniający i usuwający osad z filtru.

Urządzenie filtrujące, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że zawiera pierścienie prowadzące, zamocowane współosiowo na zewnętrznej powierzchni obwodowej wirnika, pomiędzy co najmniej dwoma pierścieniami kołowymi, przy czym pierścienie prowadzące zawierają pierwszą powierzchnię, stanowiącą ślizgową prowadnicę dla zespołu zgarniającego i usuwającego osad z filtru, w kierunku promieniowym względem filtru i drugą powierzchnię, stanowiącą ślizgową prowadnicę dla zespołu zgarniającego i usuwającego osad z filtru w kierunku osiowym, względem filtru.

Korzystne jest gdy pierścienie prowadzące mają, w przekroju poprzecznym, kształt litery U, przy czym pierwsza powierzchnia pierścienia prowadzącego zawiera łącznik usztywniający, zaś druga powierzchnia pierścienia prowadzącego posiada kołnierze ułożone promieniowo na zewnątrz pierścienia prowadzącego i usytuowane z odstępem względem siebie.

Korzystne jest gdy zespół zgarniający i usuwający osad z pierścieni kołowych zawiera zgarniacz mający obrzeża zgarniające w postaci ostrza i część środkową stanowiącą powierzchnię odprowadzającą, w szczególności zespół zgarniający i usuwający osad zawiera układ zgarniaczy i zespołu obrotowego.

Korzystne jest gdy zespół obrotowy zawiera szereg zgarniaczy i elementów wyładowczych, które są zamocowane wokół obrotowego wału.

Proponowana konstrukcja urządzenia filtrującego daje korzyści zwłaszcza w zakresie wydajności filtrowania, powierzchni filtrowania odniesionej do jego średnicy i długości, oraz zapewnia niezawodność działania. W szczególności, proponowane urządzenie umożliwia mechaniczne usuwanie osadu filtracyjnego bez potrzeby stosowania natrysku wodą lub inną cieczą.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie filtrujące w przekroju osiowym, fig. 2 - przekrój poprowadzony wzdłuż linii II-II i oznaczonej na fig. 1 fig. 3 - część pierścienia kołowego stanowiącego filtr, fig. 4 - przekrój poprowadzony wzdłuż linii IV-IV oznaczony na fig. 3 i powiększony, fig. 5

- powiększony przekrój poprowadzony wzdłuż linii V-V oznaczonej na fig. 3, fig. 6 - fragment VI według fig. 5 w powiększeniu, fig. 7 - fragment VII według fig. 5 w powiększeniu, fig. 8

- przekrój przez urządzenie filtrujące według wynalazku poprowadzony wzdłuż linii VIII-VIII, oznaczonej na fig. 1, fig. 9 - powiększony fragment pierścienia kołowego według fig. 8, fig. 10

- przekrój poprowadzony wzdłuż linii X-X na fig. 9, fig. 11 - urządzenie według fig. 8 ze zdjętą pokrywą, w rzucie z góry, fig. 12 - fragment otoczony kółkiem XII na fig. 11 w powiększeniu, fig. 13 - fragment otoczony .kółkiem XIII na fig. 11 w powiększeniu, fig. 14 - inny przykład wykonania wynalazku, w przekroju odpowiadającym przekrojowi na fig. 8.

Przedstawione na fig. 1 urządzenie filtrujące jest obrotowo zamocowane na konstrukcji nośnej posiadającej podłużne belki (nie pokazano) i rozstawione belki -poprzeczne 1 i 2. Belki

175 719 poprzeczne utrzymują konstrukcję nośną 3 i 4 łożysk 5 i 6 (fig. 1 i 11). Do belek poprzecznych 1 i 2 są sztywno zamocowane pionowe blachy usztywniające 7 i 8 dla ścian bocznych 9 i 10 obrotowego zbiornika 11 mającego pół cylindryczną ścianę denną 12 (fig. 8) zakończoną pionowymi częściami ścian bocznych 13 i 14. Zdejmowana pokrywa jest zaznaczona odnośnikiem 11'. Ze ścian bocznych 9 i 10 wystają wloty 15 i 16 (fig. 11) filtrowanej cieczy.

Wał 17 jest usytuowany centralnie wewnątrz zbiornika 11 i jest zakończony czopami 18 i 19 przechodzącymi poprzez ściany boczne 9 i 10, osadzone w łożyskach 5 i 6. W czopie 19 ukształtowany jest rowek wpustowy 20 do przenoszenia ruchu obrotowego z konwencjonalnych elementów napędowych, jak na przykład koło pasowe, dla uzyskania ruchu obrotowego wału 17. Zgodnie z fig. 1 i 2, na wale 17 umieszczone są promieniowo wystające szprychy 21 równomiernie rozstawione w kierunku obwodowym wału 17 i usytuowane w grupach ułożonych z odstępem wzdłuż wału 17. W przedstawionym przykładzie występuje trzy grupy po sześć szprych 21 w każdej grupie. Każda grupa szprych 21 podtrzymuje na zewnętrznych końcach, po jednym kołowym pierścieniu osadczym 22, 23, 24. Dwa pierścienie 22 i 23 wraz z powiązanymi z nią grupami szprych 21 są równomiernie rozstawione względem środka wału 17, a trzeci pierścień 24, a także związana z nim grupa szprych 21, są umieszczone w pobliżu ściany bocznej 10. ·

Na zewnętrznych obwodach pierścieni osadczych 22,23 i 24 są zamocowane, promieniowo wystające kanały filtratu 25. W przedstawionym przykładzie wykonania urządzenia filtrującego występuje dwanaście kanałów filtratu 25 równo rozmieszczonych wokół obwodu pierścieni osadczych 22, 23, 24. Jak przedstawiono na fig. 1 pierścień osadczy 24 wystaje w kierunku promieniowym tworząc zamknięcie dla końców kanałów filtratu 25 od strony ściany bocznej 10 zbiornika 11 urządzenia filtrującego. W swych przeciwnych końcach, zwróconych do ściany bocznej 9, zbiornika 11 urządzenia filtrującego, kanały filtratu 25 przechodzą w promieniowe odnogi 26 połączone są z komorą 27, obrotowej części 28 konwencjonalnego zaworu filtratu 29, którego stała część 30 szczelnie przechodzi poprzez ścianę boczną 9 i jest zaopatrzona w wylot filtratu 31. Część obrotowa 28 jest na stałe połączona z wałem 17 urządzenia filtrującego. Obrót wału 17 przestawia po kolei jedną za drugą odnogę 26 wraz z odpowiadającym kanałem filtratu 25 do połączenia z wylotem 31.

Wał 17, szprychy 21, pierścienie osadcze 22,23,24, poosiowe kanały filtratu 25, odnogi 26 i obrotowa część zaworu 28 tworzą konstrukcję wirnika, unoszącą na jej zewnętrznej powierzchni obwodowej liczne elementy filtrujące 32, łączące się z osiowo ułożonymi kanałami filtratu 25. Filtr cieczy ma postać szeregu pierścieni kołowych 33 usytuowanych osiowo w urządzeniu filtrującym (fig. 1). Płaszczyzna każdego z pierścieni kołowych 33 jest prostopadła do wału 17. Każdy pierścień kołowy 33 zawiera pewną ilość segmentów 32, odpowiadającą ilości osiowych kanałów filtratu 25. W przedstawionym przykładzie występuje dwanaście pierścieni kołowych 33. Segmenty 32 każdego pierścienia kołowego 33 są równomiernie rozstawione na obwodzie (fig. 2) tak, że segmenty 32 pierścieni kołowych 33 posiadają pewną orientację kątową względem wału 17 i są połączone do tego samego osiowego kanału filtratu 25.

Każdy z segmentów 32 stanowi fragment pierścienia kołowego 33 (fig. 3) i jest ułożony pomiędzy sąsiednimi osiowymi kanałami filtratu 25 i posiadającego ułożoną promieniowo, wewnętrzną część obwodową - część denną 34, promieniowo usytuowaną zewnętrzną część obwodową czyli część górną 35, i ścianki skrajne 36 i 37. W przedstawionym na fig. 5 przekroju, każdy pierścień kołowy 33 ma równoramienny przekrój trójkątny, widziany w kierunku obwodowym, posiadający podstawę stanowiącą część denną 34 segmentu 32 i dwa boki łączące się w części górnej 35 segmentu 32, a zatem, opisany filtr ma konfigurację obwodową przypominającą konfigurację bruzdowego filtru bębnowego.

W dennej części 34 pierścienia kołowego 33 jest umieszczona wygięta blacha denna 38 i ceownik 39 umieszczony wzdłuż obwodowej długości blachy 38. Część środnikowa40 ceownika 39 jest zamocowana centralnie do blachy 38, na przykład przez zgrzewanie punktowe, a jej części kołnierzowe 41,42 wystają promieniowo na zewnątrz z blachy dennej 38 (fig. 7). Każda ścianka skrajna 36,37, segmentu 32 zawiera boczną trójkątną blachę 43,44, oraz trójkątną ceową sekcję 45,46. Część środnikowa 47 ceownika 45,46 jest centralnie zamocowana do blachy 43, 44' na przykład zgrzewaniem punktowym, a części kołnierzowe 48,49 wystają z blachy 43, 44

175 719 w kierunkach do siebie. Wewnętrzne końce części kołnierzowych 48,49 są sztywno połączone do końców części kołnierzowych 41,42 ceownika 39 na przykład przez zgrzewanie punktowe, przez co ceownik 39 wraz z blachą denną 38 i ceowniki 45, 46 wraz z ich blachami bocznymi tworzą relatywnie sztywną konstrukcję ramową w kształcie U. Wewnętrzne końce blach bocznych 43, 44 są zewnętrznie zagięte, w kierunku obwodowym filtru tworząc ucha mocujące 50,

51, zaopatrzone w otwory 52, 53.

W pobliżu jednego końca pierścienia kołowego 33, który jest tylnym końcem w stosunku do obrotów wirnika, wykonany jest otwór wylotowy filtratu 54 w części środnikowej 40 ceownika 39 i blasze dennej 38.

W celu podparcia tkaniny 55 filtru lub podobnego medium filtra (tylko częściowo pokazanego na fig. 3) sztywny, blaszany element kształtowy 56 posiadający główną płaszczyznę 57 przechodzi z części dennej 34 do części górnej 35 po obu stronach segmentu 32. Również blaszany element kształtowy jest pokazany na fig. 3 tylko częściowo. Blaszany element kształtowy 56 jest utworzony, w dobrze znany sposób, korzystnie z rozstawionych grzbietów lub wybrzuszeń 58 utrzymujących medium filtru w odstępie od płaszczyzny głównej 57 tego elementu. W płaszczyznach głównych 57 blaszanych elementów kształtowych 56 wykonane są otwory 59, dla umożliwienia przepływu filtratu poprzez medium filtru i pomiędzy grzbietami lub wybrzuszeniami 58 w celu wejścia do wewnętrznej przestrzeni segmentu 32 pomiędzy blaszanymi elementami kształtowymi 56. Płaszczyzny główne 57, blaszanych elementów kształtowych 56, są sztywno połączone do części kołnierzowych 41, 42 ceownika 39, oraz do części kołnierzowych 48,49 ceowników 45,46 na przykład przez zgrzewanie punktowe.

W części górnej 35 filtru w postaci pierścienia kołowego 33 zewnętrzne krawędzie blaszanych elementów kształtowych 56 są połączone przez elementy dystansowe i złączne 60, posiadające centralną część w kształcie ceownika 61 i dwie odwrócone, boczne części mające kształt ceownika 62, 63 (fig. 6). Centralna część 61 jest umieszczona pomiędzy zewnętrznymi krawędziami blaszanych elementów kształtowych 56, a boczne części 62, 63 mocno przylegają wokół zewnętrznych krawędzi, przez co wraz z nie pokazanymi elementami uszczelniającymi zapewniają hermetyczne uszczelnienie w górnej części pierścienia kołowego 33. Tkanina 55 filtru jest ułożona od części dennej 34, na jednym boku pierścienia kołowego 33, ponad elementami dystansowymi i złącznymi 60, do części dennej na drugim boku tego pierścienia kołowego 33.

Segment 32 jest zamocowany na wirniku, za pomocą uch mocujących 50,51, do sąsiednich osiowych kanałów filtratu 25. W tym celu w osiowych kanałach filtratu wykonane są otwory 64 odpowiadające otworom 52, 53 w uchach mocujących, w omawianym przykładzie wykonania otwory 64 są otworami przelotowymi, a do wewnętrznej strony zewnętrznej ścianki 55 osiowych kanałów filtratu zamocowane są elementy gwintowane, na przykład nakrętka 65. W otworach

52, 53 i 64 są umieszczone śruby 67, wkręcone w nakrętki 65. Ucha mocujące sąsiednich pierścieni kołowych zachodzą na siebie, przez co ich odpowiadające otwory 52, 53 zostają wyrównane i do zamocowania każdej pary zachodzących uch może być zastosowana jedna śruba 67. W zamocowanym położeniu pierścień kołowy 33 jest tak ułożony, że otwór wylotowy filtratu 54 jest usytuowany wjednej płaszczyźnie z odpowiadającym mu otworem 68 zewnętrznej ścianie 66 osiowego kanału filtratu 25.

Wylot filtratu 31 jest połączony do podciśnienia, jak na przykład rura barometryczna i/lub źródło próżni. W trakcie obracania wirnika, wewnętrzne elementy każdego pierścienia kołowego 33, w ciągłych osiowych rzędach pierścieni kołowych 33, są kolejno łączone pod ciśnieniem. W wyniku tego, pierścienie kołowe przemieszczają się obrotowo poprzez ciecz lub zawiesinę wprowadzoną do zbiornika 11 urządzenia filtrującego, do określonego poziomu wyznaczonego przez górne krawędzie pionowych części ścian bocznych 13 i 14 zbiornika 11. Cząstki stałe zawarte w cieczy osiadają na filtrze w postaci pierścieni kołowych 33, a filtrat penetrujący poprzez niego jest zbierany we wnętrzu urządzenia filtrującego. Następnie filtrat przepływa do osiowego kanału filtratu 25 poprzez otwory 54 i 68. Każdy osiowy kanał filtratu 25 ma jedną ścianę 69, usytuowaną od tyłu względem obrotów konstrukcji wirnika, która jest nierównoległa do płaszczyzny przechodzącej przez wał 15, lecz jest do niej nachylona, przez co opada w dół w kierunku odnogi 26 w obrotowych położeniach konstrukcji wirnika. Ponieważ wszystkie inne

175 719 ściany osiowych kanałów filtratu 25 są równoległe do wału 15, pochylenie ściany tylnej 69 przejawia się wzrastającym przekrojem poprzecznym i odpowiednio zwiększoną przepustowością przepływu osiowych kanałów filtratu 25 w kierunku odnóg 26.

Jak to przedstawiono na fig. 1 i 2 urządzenie filtrujące zawiera pierścienie prowadzące 70, zamocowane współosiowo na zewnętrznej powierzchni obwodowej wirnika. Pierścienie prowadzące 70 kształtują odstępy pomiędzy sąsiednimi pierścieniami kołowymi 33 filtru. Każdy z pierścieni prowadzących 70 posiada własną płaszczyznę centralną, umieszczoną prostopadle do wału 17, oraz ma określoną szerokość osiową. Jak to przedstawiono na fig. 5, każdy z pierścieni prowadzących 70 posiada przekrój poprzeczny w kształcie litery U. Część środkowa pierścienia prowadzącego 70 stanowiąca łącznik usztywniający 71 jest zamocowana na zewnętrznej powierzchni obwodowej wirnika, do zewnętrznych ścianek 66 osiowych kanałów filtratu 25 i usytuowana pomiędzy co najmniej dwoma pierścieniami kołowymi 33. Łącznik usztywniający 71 stanowi pierwszą powierzchnię będącą ślizgową prowadnicą dla zespołu zgarniającego i usuwającego osad z filtru, w kierunku osiowym względem filtru. Drugą powierzchnię, stanowiącą prowadnicę dla zespołu zgarniającego i usuwającego osad z filtru w kierunku promieniowym względem filtru, stanowią dwa kołnierze 72, ułożone promieniowo na zewnątrz pierścienia prowadzącego 70 i usytuowane z odstępem względem siebie. Odległość wzdłuż osi, pomiędzy sąsiednimi pierścieniami prowadzącymi 70 jest dostosowana do szerokości części dennej 34 segmentów 32, to znaczy szerokości blach dennych 38 i do wewnętrznej części segmentów 32, wyposażonych w blaszane elementy kształtowe 56. Położenie każdego pierścienia kołowego 33 i każdego pierścienia prowadzącego 70 jest dokładnie zlokalizowane i ustalone w płaszczyźnie prostopadłej do wału 17.

Ciała stałe zgromadzone na filtrze, podczas obracania poniżej poziomu cieczy tworzą osad filtracyjny, który jest częściowo osuszany podczas przechodzenia pierścienia kołowego 33 powyżej poziomu cieczy, i który ma być usunięty przed ponownym zanurzeniem się tego pierścienia w cieczy, w zbiorniku 11.

Na fig. 8 przedstawiono zespół zgarniający i usuwający osad z filtru zawierający zgarniacz 73, mający obrzeża 75 zgarniające w postaci ostrza i część środnikową 78, stanowiącą powierzchnię odprowadzającą. Zgarniacz 73 jest przedstawiony bardziej szczegółowo na fig. 9 i 10.

Każdy zgarniacz 73 składa się z podłużnego członu posiadającego zakończenie przy podstawie 74 i zakończenie przy obrzeżu 75. W celu dostosowania do przestrzeni pomiędzy sąsiednimi segmentami 32 zgarniacz jest zbieżny od końca, przy podstawie 74 w kierunku końca przy obrzeżu 75, w wyniku czego jego osiowe krawędzie są umieszczone w pobliżu przeciwnych powierzchni filtrujących sąsiednich pierścieni kołowych 33. W celu usztywnienia zgarniacz ma kształt ceowy w przekroju poprzecznym, w przedstawionym przykładzie pokazany w układzie odwróconym, części 76, 77 są zbieżne od zakończenia przy podstawie 74 do zakończenia przy obrzeżu 75, a część środnikową 78 tworzy główną płaszczyznę zgarniającą. Zgarniacz 73 jest zamontowany wahadłowo i w położeniu skierowanym wzdłuż promienia, na zewnątrz zewnętrznego obwodu pierścieni kołowych 33 filtru, wychyla się wokół osi 79 równoległej do wału 17. Zgarniacz wychyla się w płaszczyźnie prostopadłej do wału 17, równolegle do środkowych płaszczyzn dwóch sąsiednich pierścieni kołowych i jest umieszczony w środku, pomiędzy środkowymi płaszczyznami. Płaszczyzna odchylenia zgarniacza 73 jest również płaszczyzną centralną uprzednio opisanych pierścieni prowadzących 70.

W opisanym przykładzie, co najmniej pierwszy wspornik 80 jest zamocowany do górnej krawędzi 13' części ściany 13 i utrzymuje wal 81 przechodzący poprzez ramiona 76,77 zgarniacza 73 w jego zakończeniu przy podstawie 74. Odstęp pomiędzy wewnętrznymi częściami obwodowymi 34 filtru i osią 79 jest mniejszy od długości zgarniacza 73, na skutek czego zakończenie przy ostrzu zgarniacza 73 opiera się o zewnętrzną powierzchnię łącznika usztywniającego 71 pierścieni prowadzących 70, w wychylonym położeniu zgarniacza 73, w którym jego główna płaszczyzna stanowiąca część środnikową 78 tworzy kąt ostry z promieniem przechodzącym przez punkt oparcia.

Obrzeże 75 zgarniacza 73 ma szerokość, to znaczy wymiar w kierunku osiowym wału 17, odpowiadającą osiowemu wymiarowi pomiędzy kołnierzami 72 pierścieni prowadzących 70.

175 719

Praktycznie szerokość zakończenia przy obrzeżu 75 jest nieco mniejsza od szerokości osiowej dla umożliwienia ślizgowego ruchu względnego pomiędzy końcówką ostrza i pierścieniami prowadzącymi 70 bez zaczepiania. Jest zatem oczywistym, że kołnierze 72 pierścieni prowadzących 70 są elementami dystansowymi pomiędzy przyległymi pierścieniami kołowymi 33 filtru, oraz pełnią rolę elementów prowadzących końcówkę przy obrzeżu 75 zgarniacza w kierunkach osiowych. Ponadto łącznik usztywniający 71 pierścieni prowadzących 70 tworzy powierzchnię cylindryczną krzywki, prowadzącą obrzeże 75 w kierunku promieniowym. Pierścienie prowadzące 70 tworzą gładkie, ciągłe, osiowe powierzchnie i stanowią prowadnice dlakońcówki ostrza zgarniacza 73, niezależnie od przerywanego kształtu pierścieni kołowych 33 filtru.

W wyniku tego, że segmenty 32 są połączone z zewnętrzną powierzchnią obwodową wirnika, podobnie jak pierścienie prowadzące 70, owalny kształt wirnika lub inny nieregularny jego kształt spowoduje przenoszenie osadu nie tylko na pierścienie kołowe 33 filtru, lecz również na pierścienie prowadzące i w konsekwencji na ostrze zgarniacza 73. Pierścienie prowadzące 70 pełnią również role elementów dystansowych pomiędzy sąsiednimi powierzchniami pierścieni kołowych 33, określając osiowe położenia tych pierścieni. W rezultacie zostaje zapewnione usuwanie osadu z materiału filtracyjnego, z naprzemianległych boków pierścieni kołowych 33. Obrzeże 75 przy podstawie 74 może się przemieszczać wzdłuż osi 79, korzystnie w wyniku ślizgania wzdłuż wału 81. A zatem ryzyko uszkodzenia tkaniny filtra przez zgarniacz jest małe ponieważ zgarniacz 73 - tak jak krzywka - podąża za poruszającymi się ruchem osiowym i promieniowym pierścieniem kołowym 33.

W celu wywarcia odpowiedniego nacisku obrzeża 75 na łącznik usztywniający 71, zgarniacz 73 jest sprężyście odchylony w określonym kierunku. W przedstawionym przykładzie jeden koniec arkusza sprężystej blachy 82 jest połączony, na przykład za pomocą zgrzewania punktowego, z częścią środnikową 78 zgarniacza w położeniu pomiędzy osią 79 i obrzeżem 75. W przeciwnym końcu blacha 82 jest zamocowana do elementów 83 sztywno połączonych z wałem 84, którego oś 85 jest równoległa do osi 79. Wal 84 jest łożyskowany co najmniej w jednym, drugim wsporniku 86, zamocowanym do górnej krawędzi 13' ś^ciairy bocznej 13.

Jeden koniec dźwigni 87 jest sztywno połączony z wałem 84, a drugi jej koniec jest połączony z tłoczyskiem 88 siłownika 89, który jest ruchomo zamocowany do nieruchomej części filtru w sposób nie pokazany szczegółowo. Siłownik 89 działając w kierunku wysunięcia tłoczyska 88 obraca dźwignię 87, wał 85, oraz elementy 83 w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, powodując ugięcie blachy 82 jak przedstawiono na fig. 9, wywierając tym samym sprężysty moment na zgarniacz 73. Poprzez wyregulowanie skoku tłoczyska siłownika 89 można uzyskać żądaną siłę odchylenia na końcówce zgarniacza. Alternatywnie, poprzez wycofanie tłoczyska 88 zgarniacz może być uniesiony z połączenia w kanale prowadnicy w kształcie litery U i pierścieni prowadzących 70.

Korzystnie, jak przedstawiono na fig. 10, szereg zgarniaczy 73 jest połączony do jednej wystającej blachy 82, oraz elementy 83 są połączone z tą blachą. Korzystnie, jak przedstawiono na fig. 11 zgarniacze 73, połączone ze wszystkimi pierścieniami kołowymi 33 filtru, są zamocowane do jednej blachy 82, a elementy 83, ułożone poniżej końców blachy 82, są połączone do odpowiednich dźwigni 87, tłoczysk 88 i silników 89. Osiowe końce blachy 82 są wygięte, tworząc skierowane ku górze kołnierze usztywniające 82. Celem uzyskania odporności na skręcanie i zginanie elementy 83 mają stosunkowo duży przekrój poprzeczny, na fig. 9 przedstawiony jako przekrój kwadratowy.

Zgodnie z obecnym wynalazkiem oprócz funkcji sprężystych środków przy odchylaniu zgarniaczy, blacha 82 pełni funkcję rynny dla materiału osadu filtracyjnego, usuwanego z segmentów 32 przez zgarniacze 73. W tym celu blacha wystaje promieniowo na zewnątrz z pobliża zewnętrznych obwodów pierścieni kołowych 33 i jest zakończona poza elementami 83, powyżej koryta 90, usytuowanego wzdłuż filtru, jak przedstawiono na fig. 11. Obrotowy ślimak rozładowczy 91 przebiega wzdłuż dna koryta w celu przemieszczania osadu filtracyjnego w kierunku wylotu 92.

Działanie urządzenia filtrującego jest następujące. Przeznaczona do filtrowania ciecz lub zawiesina jest wprowadzana do zbiornika 11 poprzez wloty 15, 16 usytuowane po jego obu stronach. Wprowadzenie z obu stron zapewnia równomierny rozkład cieczy w zbiorniku 11.

175 719

Korzystny rozkład cieczy w zbiorniku zostaje ponadto poprawiony dzięki temu, że wirnik jest otwarty na obu końcach, umożliwiając wchodzenie cieczy do wnętrza wirnika, gdzie szprychy 21 oraz osiowe kanały filtratu 25 powodują mieszanie cieczy. Oprócz tego można pominąć co najmniej jeden segment 32 w celu utworzenia otwartej przestrzeni pomiędzy sąsiednimi pierścieniami kołowymi 33, jak przedstawiono na fig. 11. Umożliwia to przejście cieczy od środka na zewnątrz wirnika, lub vice versa. Urządzenie obraca się przeciwnie do ruchu wskazówek zegara, jak to oznaczono strzałką A na fig. 8. Podczas obracania wirnika ciała stałe zawarte w cieczy umieszczonej w zbiorniku 11 osadzają się na filtrze w postaci co najmniej jednego pierścienia kołowego 33.

Ciała stałe- tworzą osad filtracyjny na pierścieniach kołowych 33, który jest częściowo osuszany podczas dalszego obracania wirnika ponad powierzchnią cieczy. Gdy sąsiednie pierścienie kołowe 33, pokryte osadem filtracyjnym, zajmą położenie w pobliżu obrzeża 75 zgarniacza 73, ostrze obrzeża zaczyna zgarniać osad filtracyjny z łącznika usztywniającego 71 pierścieni prowadzących 70 ukształtowanych do postaci litery U. Dalszy obrót powoduje przysunięcie naprzemian ległych boków pierścieni kołowych 33, w pobliże poprzecznych krawędzi części środnikowej 78 stanowiącej powierzchnię odprowadzającą zgarniacza 73, prowadząc do usunięcia zgromadzonego tam osadu materiału filtracyjnego. Usunięty materiał filtracyjny zsuwa się, wzdłuż części średnikowej 78 zgarniacza, do blaszanej rynny 82, gdzie przemieszcza się wzdłużnie i spada do koryta 90, po czym przemieszcza się poprzez ślimak rozładowczy 91 w kierunku wylotu 92.

Oczywistym jest, że mogą być zastosowane dalsze elementy zgarniające, mające na celu dodatkowe ułatwienie usuwania osadu materiału filtracyjnego.

Zespół do usuwania osadu przedstawiony na fig. 8, 11 i 12 zawiera obrotowe elementy usuwające 93, do usuwania osadu materiału filtracyjnego z naprzemian ległych boków sąsiednich pierścieni kołowych. W skład każdego obrotowego elementu usuwającego 93 wchodzą liczne palce 94 (w przedstawionym przykładzie wykonania pokazane są cztery palce) zamocowane na wale 95, w położeniach osiowych odpowiednio do położeń zgarniaczy 73 wzdłuż wału 81. Wał 95 jest równoległy do wału 17 i jest ułożony promieniowo na zewnątrz zewnętrznych obwodów pierścieni kołowych 33 filtru i ponad zgarniaczami 73 pomiędzy łożyskami 96, 97 w ściankach bocznych 9, 10 zbiornika 11. Jeden koniec wału jest zaopatrzony w rowek wpustowy 98, co umożliwia przekazanie ruchu obrotowego na wał. Jak wynika z fig. 12 każdy palec 94 jest płaskim członem zbieżnym, od zakończenia przy podstawie 99, w kierunku zakończenia przy ostrzu 100, wystającym z wału 95, pomiędzy sąsiednimi pierścieniami kołowymi 33 filtru. Poprzeczne boki palców 94 przemieszczają się w pobliżu filtru, na pierścieniach kołowych, podczas obracania wału 95. Kierunek obrotów wału 95 jest zgodny z kierunkiem ruchu wskazówek zegara, jak oznaczono strzałką B na fig. 8. Materiał usuwany z pierścieni kołowych 33 za pomocą palcy 94 jest spychany wzdłuż zgarniaczy 73, w kierunku blaszanej rynny 82. Korzystnie, końcówki palców 94, usytuowane przy ostrzu 100, przemieszczają się w pobliżu części średnikowych 78 zgarniaczy, przez co wymuszają wzdłużny ruch spoczywającego tam materiału.

Figury 8 i 11 przedstawiają dodatkowe elementy stosowane korzystnie w urządzeniach filtrujących na przykład przeznaczone do bielenia lub mycia osadu. Elementy te obejmują liczne konstrukcje w kształcie dysku lub koła 101 zamocowane na wale 102 równoległym do wału 17 i ułożonym wzdłuż pierścieni kołowych 33 filtru w pobliżu ich zewnętrznego obwodu. Wał 102 jest swobodnie zamocowany w łożyskach 103, 104 usytuowanych na ścianach bocznych 9, 10 zbiornika 11. Każde koło 101 ma promień wystający do wewnątrz obwodu pierścieni prowadzących 70, i ma. przekrój w postaci trójkąta równoramiennego zwężający się od wału 102 w kierunku zewnętrznego obwodu. Koła 101 są rozmieszczone wzdłuż wału 102 w taki sposób, że jedno koło jest wprowadzone pomiędzy sąsiednie pierścienie prowadzące z pewnym luzem między bokami koła i bokami segmentów 32. Choć korzystne jest, aby koła 101 obracały się zgodnie z wałem 102, mogą one się swobodnie obracać na wale 102, który jest w takim przypadku luźno zamocowany w ściankach bocznych 9,10.

175 719

W celu dostosowania się do możliwych uszkodzeń geometrii pierścieni kołowych 33 i wynikających z tego przemieszczeń osiowych tych elementów, koła mogą się przesuwać osiowo wzdłuż wału 102.

Wał 102 zapewnia uszczelnienie pomiędzy częściami jego powierzchni, które są wprowadzone pomiędzy sąsiednie pierścienie prowadzące 70 filtru i ich segmenty 32. Ciecz myjąca lub bieląca zbiera się w jamie 105 utworzonej przez powierzchnie pierścieni kołowych, pierścienie prowadzące 70 i koło 102. Taka ciecz myjąca lub bieląca jest podawana, przez nie pokazane środki, do przestrzeni pomiędzy sąsiednie pierścienie kołowe, przesiąka i penetruje osad filtracyjny zaległy na pierścieniach kołowych 33, po czym jest odprowadzana wraz z filtratem.

Proponowana konstrukcja umożliwia podłączenie pierścieni kołowych 33 do próżni, podczas ich przemieszczania poprzez strefę myjącą lub bielącą 16 i do elementów usuwających 73. Dzięki temu ciecz technologiczna penetruje osad filtracyjny i oddziaływuje jego materiał.

W trakcie obracania wirnika, pierścienie kołowe 33 obracają się w kierunku wskazanym strzałką C i są napędzane poprzez połączenie tarciowe pomiędzy bokami kół i osadem materiału filtracyjnego, umieszczonym na pierścieniach kołowych 33. W wyniku tego osad materiału filtracyjnego w sposób ciągły jest poddawany zabiegowi bielenia w jamie 105.

Przedstawione na fig. 8 urządzenie filtrujące przystosowane jest do filtrowania, w wyniku którego uzyskuje się wysoki stopień suchości osadu filtracyjnego. Uzyskuje się to poprzez umieszczenie na boku filtru zespołu usuwaj ącego osad, przy czym pierścienie kołowe 3 3 zajmuj ą położenie bliskie powierzchni cieczy w zbiorniku.

Na figurze 14 przedstawiono kolejny przykład wykonania urządzenia filtrującego. W tym przykładzie urządzenie jest przystosowane do filtrowania cieczy, przy czym dla uzyskanego osadu wymagany jest niższy stopień suchości.

Kierunek obrotu A wirnika jest taki sam jak na fig. 8, jednakże urządzenie to zawiera odmienny do przykładu według fig. 8 zespół usuwający 106 osad, gdyż jest on umieszczony po jednej stronie wirnika. Zespół usuwający 106 posiada jeden człon zgarniający 107 i jeden człon odprowadzający 108. Konstrukcja członu odprowadzającego 108 odpowiada konstrukcji zgarniacza 73. Jednakże zakończenie przy obrzeżu członu odprowadzającego nie jest połączone pierścieniami prowadzącymi 70, a poprzeczne krawędzie są umieszczone w większej odległości od przyległego boku pierścieni kołowych, niż krawędzie zgarniacza 73. Umożliwia to przemieszczanie, bez zgarniania, osadu filtracyjnego, zgromadzonego na pierścieniach kołowych.

Zgarniacz 107 jest ruchomy w pokrywie 11' ponad członem rozładowczym, przez co jego ruch w kierunku pionowym jest uzależniony od ruchu członu rozładowczego. W wyniku tego jego zakończenie przy obrzeżu współpracuje z pierścieniami prowadzącymi 70.

Poprzeczne boki zgarniacza 107 są umieszczone w pobliżu boków sąsiednich pierścieni kołowych. Osad materiału filtracyjnego, zgarnięty przez zgarniacz 107 spada na człon odprowadzający 108, po czym zsuwa się wzdłuż niego na blaszaną rynnę 109 i dalej w dół do koryta 110 zawierającego ślimak rozładowczy 111 i wylot 112.

175 719

175 719

175 719

175 719

175 719

175 719

175 719

175 719

175 719

Fig. 13

Fig. 12

175 719

175 719

ΙΙΙΛ

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie filtrujące, zawierające obrotowy zbiornik filtrowanej cieczy lub zawiesiny oraz wirnik, zamocowany na osi obrotu zbiornika i umieszczony w zbiorniku, przy czym na zewnętrznej powierzchni obwodowej wirnika jest usytuowany współosiowo filtr cieczy w postaci co najmniej jednego pierścienia kołowego, zawierającego powierzchnię filtracyjną, przy czym pierścienie kołowe są ułożone promieniowo w kierunku na zewnątrz od zewnętrznej powierzchni obwodowej wirnika, a ponadto na zewnętrznym obwodzie wimikajest usytuowany, ułożony promieniowo, zespół zgarniający i usuwający osad z filtru, znamienne tym, że zawiera pierścienie prowadzące (70), zamocowane współosiowo na zewnętrznej powierzchni obwodowej wirnika, pomiędzy co najmniej dwoma pierścieniami kołowymi (33), przy czym pierścienie prowadzące (70) zawierają pierwszą powierzchnię, stanowiącą ślizgową prowadnicę dla zespołu zgarniającego i usuwającego osad z filtru w kierunku promieniowym względem filtru i drugą powierzchnię, stanowiącą ślizgową prowadnicę dla zespołu zgarniającego i usuwającego osad z filtru w kierunku osiowym, względem filtru.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierścienie prowadzące (70) mają, w przekroju poprzecznym, kształt litery U, przy czym pierwsza powierzchnia pierścienia prowadzącego (70) zawiera łącznik usztywniający (71), zaś druga powierzchnia pierścienia prowadzącego (70) posiada kołnierze (72), ułożone promieniowo na zewnątrz pierścienia prowadzącego (70) i usytuowane z odstępem względem siebie.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół zgarniający i usuwający osad z pierścieni kołowych (33) zawiera zgarniacz (73) mający obrzeża zgarniające (75) w postaci ostrza i część środnikową (78), stanowiącą powierzchnię odprowadzającą osad.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół zgarniający i usuwający osad zawiera układ zgarniaczy i zespołu obrotowego.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zespół obrotowy zawiera szereg zgarniaczy i elementów wyładowczych, które są zamocowane wokół obrotowego wału 17.