RU2161524C1 - Self-cleaning filter - Google Patents

Abstract

FIELD: equipment for cleaning liquids by filtration. SUBSTANCE: filter includes housing in which filtering chambers, one chambers and movable rod are arranged. Inside each cone chamber between flanges of movable rod and damping members two spheres are placed. It provides transmission of effort from rod to spheres by means of flange when rod moves in one direction and by means of damping member when rod moves in reverse direction. EFFECT: enhanced conditions for filtering. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике очистки жидкости фильтрованием и может быть использовано в масло-жировой промышленности при первичной очистке растительных масел, а также в других отраслях промышленности при очистке речной, технической и оборотной воды. The invention relates to techniques for cleaning liquid by filtration and can be used in the oil-fat industry for the primary treatment of vegetable oils, as well as in other industries for the purification of river, industrial and recycled water.

Известен самоочищающийся фильтр, содержащий корпус с крышкой, камеры исходной и осветленной жидкости, фильтрующую перегородку, днище, выполненное в виде наклонных мембран, устройства для регенерации перегородки и удаления шлама [авт. cв. СССР N 1699514 A2, 1991]. Known self-cleaning filter containing a housing with a lid, the chamber of the source and clarified liquid, the filtering partition, the bottom, made in the form of inclined membranes, devices for regenerating the partition and removing sludge [ed. St. USSR N 1699514 A2, 1991].

Недостатком данного фильтра является недостаточно эффективная очистка перегородки вследствие того, что она осуществляется вихревыми потоками жидкости не по всей поверхности фильтровальной перегородки одновременно, а по мере перемещения вращающегося ротора вдоль перегородки. The disadvantage of this filter is the insufficiently effective cleaning of the partition due to the fact that it is carried out by swirling fluid flows not over the entire surface of the filter partition at the same time, but as the rotating rotor moves along the partition.

За прототип взят самоочищающийся фильтр, содержащий корпус, внутри которого размещен фильтрующий элемент, выполненный в виде конусообразной камеры, жестко соединенной со сборным полым валом, и конический элемент [патент России N 2115458, B 01 D 33/03, 29/72, 1998]. The prototype is a self-cleaning filter containing a housing, inside of which there is a filter element made in the form of a cone-shaped chamber rigidly connected to a prefabricated hollow shaft, and a conical element [Russian patent N 2115458, B 01 D 33/03, 29/72, 1998] .

Недостатком конструкции данного фильтра является интенсивная закупорка пор фильтрующей поверхности при изменении направления движения перегородки и сферы, так как установлено, что закупорка пор фильтрующего элемента так же, как и регенерация его ячеек происходит в первый момент при изменении направления перемещения, т. е. в те моменты, когда перегородка и сфера получают максимальные ускорения [Волобуев Н.К., Полуянченко E.К. Применение упругих колебаний в процессах фильтрования. Химическая промышленность, 1972, N 10]. The drawback of the design of this filter is the intense clogging of the pores of the filtering surface when the direction of movement of the septum and the sphere is changed, since it is established that the clogging of the pores of the filtering element as well as the regeneration of its cells occurs at the first moment when the direction of movement changes, i.e. moments when the partition and the sphere receive maximum acceleration [Volobuev N.K., Poluyanchenko E.K. The use of elastic vibrations in filtering processes. Chemical industry, 1972, N 10].

Для устранения указанного недостатка предлагается конструкция самоочищающегося фильтра, содержащего корпус, в котором на полом сборном валу размещена фильтрующая камера, внутри которой находится конусная сфера, укрепленная на подвижном штоке. To eliminate this drawback, a self-cleaning filter design is proposed, comprising a housing in which a filter chamber is placed on a hollow collecting shaft, inside of which there is a conical sphere mounted on a movable rod.

Новым является то, что внутри фильтрующей камеры расположены две конусные сферы, находящиеся на подвижном штоке между фланцем и демпфирующим элементом. Конструкция устройства за счет демпфирующих элементов позволяет значительно снизить ускорение конусной сферы, а следовательно, и вызываемых ею ускорений твердых частиц загрязненной жидкости при их движении к перегородке при изменении направления перемещения фильтрующей камеры и конусных сфер. What is new is that inside the filter chamber there are two conical spheres located on the movable rod between the flange and the damping element. The design of the device due to the damping elements can significantly reduce the acceleration of the conical sphere, and therefore the accelerations of the solid particles of the contaminated liquid caused by it when they move to the partition when the filtering direction and cone spheres change direction.

На чертеже изображен общий вид самоочищающегося фильтра. The drawing shows a General view of a self-cleaning filter.

Фильтр содержит корпус 1 с входным патрубком 2. В сборном полом валу 3, размещенном во втулке 4 с возможностью перемещения, установлен подвижный шток 5, к фланцам 6 которого посредством демпфирующих элементов 7 прижимаются верхняя 8 и нижняя 9 конусные сферы. Такое соединение обеспечивает передачу усилий от штока 5 на сферы 8 и 9 через фланцы 6 при движении штока 5 в одном направлении и через демпфирующие элементы 7 при движении штока 5 в обратном направлении. Сферы 8 и 9 расположены внутри фильтрующих элементов, выполненных в виде конусных камер 10, жестко соединенных с полым валом 3. Между втулкой 4 и сборным полым валом 3 и между сборным полым валом 3 и штоком 5 установлены сальники (не показаны). Над сборным полым валом 3 и штоком 5 установлен комбинированный кулачок 11, состоящий из трех отдельных одинаковых кулачков, причем средний кулачок повернут на 180^o по отношению к крайним. Посредством вала с электродвигателем (не показаны) комбинированный кулачок 11 совершает вращательное движение. Для замыкания пар комбинированный кулачок 11 - сборный вал 3 и комбинированный кулачок 11 - шток 5 служат пружины 12 и 13. Отвод осветленной жидкости производится через сборный полый вал 3 и патрубок 14, а шлама - через патрубок 15 с дальнейшим его уплотнением в устройстве 16.The filter contains a housing 1 with an inlet pipe 2. A movable rod 5 is mounted in a pre-fabricated hollow shaft 3, which is movable in the sleeve 4, to the flanges 6 of which the upper 8 and lower 9 conical spheres are pressed. Such a connection provides the transfer of forces from the rod 5 to the spheres 8 and 9 through the flanges 6 when the rod 5 moves in one direction and through the damping elements 7 when the rod 5 moves in the opposite direction. Spheres 8 and 9 are located inside the filter elements, made in the form of conical chambers 10, rigidly connected to the hollow shaft 3. Between the sleeve 4 and the pre-assembled hollow shaft 3 and between the pre-hollow shaft 3 and the stem 5, glands (not shown) are installed. Above the pre-fabricated hollow shaft 3 and the stem 5, a combined cam 11 is installed, consisting of three separate identical cams, with the middle cam rotated 180 ^o relative to the extreme. By means of a shaft with an electric motor (not shown), the combined cam 11 rotates. To close the pairs, the combined cam 11 - the prefabricated shaft 3 and the combined cam 11 - the stem 5 are the springs 12 and 13. The clarified liquid is discharged through the prefabricated hollow shaft 3 and the nozzle 14, and the sludge - through the nozzle 15 with its further compaction in the device 16.

Самоочищающийся фильтр работает следующим образом
Исходная загрязненная жидкость из патрубка 2 поступает в корпус 1, проходит через фильтрующие перегородки камер 10 и отводится из фильтра через сборный полый вал 3 и патрубок 14. Взвешенные в исходной жидкости частицы начинают оседать на ячейках фильтрующих перегородок камер 10. Одновременно включается электродвигатель привода комбинированного кулачка 11, который, воздействуя через сборный полый вал 3 и шток 5 на фильтрующие камеры 10 и сферы 8 и 9, вынуждает их совершать колебательные движения в противоположном друг от друга направлениях с заданным законом движения: прямой ход - выстой - обратный ход. Профиль кулачков обеспечивает различные скорости и интервалы прямого и обратного ходов сфер и фильтрующих камер: при прямом ходе их скорости выше, а интервал меньше, чем при обратном.Self-cleaning filter works as follows
The original contaminated liquid from the pipe 2 enters the housing 1, passes through the filter baffles of the chambers 10 and is discharged from the filter through the prefabricated hollow shaft 3 and the pipe 14. The particles suspended in the original liquid begin to settle on the cells of the filter baffles of the chambers 10. At the same time, the combined cam drive motor 11, which, acting through a pre-fabricated hollow shaft 3 and a rod 5 on the filter chambers 10 and spheres 8 and 9, forces them to oscillate in opposite directions from one another from the rear nnoy law of motion: forward stroke - standing - reverse motion. The profile of the cams provides different speeds and intervals of the forward and reverse strokes of the spheres and filter chambers: with a forward stroke, their speeds are higher and the interval is shorter than with a reverse one.

Процесс разделения суспензии на поверхностях фильтрующих камер 10 происходит следующим образом. В какой-то момент времени под действием пружины 12 фильтрующая камера 10, жестко соединенная со сборным полым валом 3, перемещается вверх, а конусные сферы 8 и 9 под действием кулачка 11 и штока 5 вниз. Поскольку давление штока 5 на сферу 8 передается через демпфирующий элемент 7, то ее ускорения в начальный момент времени незначительны и она не вызывает резкого падения давления осветленной жидкости под верхней частью фильтрующей камеры 10, в силу чего процесс всасывания суспензии происходит без резких перепадов давлений над и под фильтрующей перегородкой, т.е. незначительные ускорения сферы 8 в начале фазы всасывания не вызывают значительного ускорения частиц суспензии, а следовательно, и резкого роста скорости закупорки пор фильтрующей перегородки в начальный период при изменении направления движения камеры 10 и сферы 8. Одновременно с фильтрацией в верхней части камеры 10 в нижней происходит регенерация фильтрующей поверхности, так как нижняя часть камеры 10 и сфера 9 движутся навстречу друг другу. При этом давление штока 5 непосредственно передается на сферу 9, вызывая в начальный момент движения сферы ее максимальные ускорения, что, в свою очередь, вызывает резкое ускорение движущейся осветленной жидкости, которая, проходя через фильтрующую поверхность нижней части камеры, очищает ее. При дальнейшем повороте комбинированного кулачка 11 фильтрующая камера 10 и конусные сферы 8 и 9 движутся в противоположных направлениях, процесс повторяется, только в верхней части фильтрующей камеры происходит процесс регенерации фильтрующей перегородки, а на нижней - процесс фильтрации. Процессы, протекающие в нижней фильтрующей камере, аналогичны рассмотренным. The process of separation of the suspension on the surfaces of the filter chambers 10 is as follows. At some point in time, under the action of the spring 12, the filter chamber 10, rigidly connected to the prefabricated hollow shaft 3, moves upward, and the conical spheres 8 and 9 under the action of the cam 11 and the rod 5 downward. Since the pressure of the rod 5 to the sphere 8 is transmitted through the damping element 7, its accelerations at the initial moment of time are insignificant and it does not cause a sharp drop in the pressure of the clarified liquid under the upper part of the filter chamber 10, as a result of which the process of suction of the suspension occurs without sharp pressure drops over and under the filter baffle, i.e. slight accelerations of the sphere 8 at the beginning of the suction phase do not cause a significant acceleration of the suspension particles, and consequently, a sharp increase in the rate of blockage of the pores of the filtering septum in the initial period when the direction of movement of the chamber 10 and the sphere 8 changes. Simultaneously with filtration in the upper part of the chamber 10 in the lower one regeneration of the filtering surface, since the lower part of the chamber 10 and the sphere 9 are moving towards each other. The pressure of the rod 5 is directly transmitted to the sphere 9, causing its maximum acceleration at the initial moment of the sphere’s movement, which, in turn, causes a sharp acceleration of the moving clarified liquid, which, passing through the filtering surface of the lower part of the chamber, cleans it. With a further rotation of the combined cam 11, the filter chamber 10 and the conical spheres 8 and 9 move in opposite directions, the process repeats, only in the upper part of the filter chamber does the process of regeneration of the filter septum take place, and on the bottom - the filtering process. The processes taking place in the lower filter chamber are similar to those considered.

Таким образом, за счет установки в фильтрующей камере двух конусных сфер с демпфирующими элементами при изменении направления движения камеры и сфер обеспечивается значительное снижение ускорений частиц суспензии при их движении к перегородке и, следовательно, исключается возможность резкого увеличения скорости закупорки пор фильтрующей перегородки в процессе фильтрации. Thus, due to the installation of two conical spheres with damping elements in the filter chamber when changing the direction of movement of the chamber and the spheres, a significant decrease in the acceleration of the suspension particles during their movement to the septum is provided and, therefore, the possibility of a sharp increase in the rate of plugging of the pores of the septum during filtration is excluded.

Claims (1)

Самоочищающийся фильтр, содержащий корпус, внутри которого размещены фильтрующие элементы, выполненные в виде конусных камер, жестко соединенных со сборным полым валом, и подвижный шток, отличающийся тем, что внутри конусных камер установлено по две конусных сферы, расположенные между фланцами подвижного штока и демпфирующими элементами, что обеспечивает передачу усилий от штока на сферы через фланец при движении штока в одном направлении и через демпфирующий элемент при движении штока в обратном направлении. A self-cleaning filter containing a housing, inside of which there are filter elements made in the form of cone chambers, rigidly connected to a prefabricated hollow shaft, and a movable rod, characterized in that two cone spheres are located inside the cone chambers located between the flanges of the movable rod and the damping elements This ensures the transfer of forces from the rod to the spheres through the flange when the rod moves in one direction and through the damping element when the rod moves in the opposite direction.