RU2350374C2 - Filtration unit with drum or disk vacuum filter - Google Patents

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: unit contains suspension tank with submerged drum or disks of the vacuum filter with dispenser tandem lined to the vacuum pump through the receiver and residual dropping liquid trap. Higher two-phase air-liquid flow removal degree with air withdrawn from system through the vacuum pump is ensured with washing and dehydration zone cavity of dispenser top half casing is equipped with continuous air flow disposal unit from filtrate designed as a pipeline, connected to the tank cavity of residual dropping liquid trap.

EFFECT: design of effective filtration unit with least hydrostatic pressure ensuring filtrate removal to collector.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области обогащения сырья, в горнодобывающей, химической и других отраслях промышленности, где нашли применение вакуум-фильтры с приводом вращения, например, в цветной металлургии при подготовке сырья в технологическом процессе получения алюминия.The invention relates to the field of enrichment of raw materials in the mining, chemical and other industries where vacuum filters with rotation drive have been used, for example, in non-ferrous metallurgy in the preparation of raw materials in the aluminum production process.

Известна фильтровальная установка с вращающимся барабанным вакуум-фильтром, содержащая емкость/корыто для суспензии, связанную центробежным насосом подачи суспензии в корыто фильтра, распределительное устройство которого соединено трубопроводом с вакуум-насосом последовательно через ресивер и ловушку. Поступающие через соответствующие окна распределительного устройства в ресивер фильтрат и промывная жидкость под действием гидростатического давления по вертикальному трубопроводу попадают в сборник, а воздух, поступивший в фильтр на стадии промывки и обезвоживания осадка, из ресивера по трубопроводу, после отделения от капельной жидкости в ловушке, удаляется вакуум-насосом из системы (В.А.Жужиков, «Фильтрование», Госхимиздат, М., 1961, с.198-199) (устройство принято за прототип).A known filter installation with a rotating drum vacuum filter containing a container / trough for a suspension connected by a centrifugal pump for supplying a suspension to a filter trough, a switchgear of which is connected by a pipe to a vacuum pump in series through a receiver and a trap. The filtrate and flushing liquid entering the receiver through the appropriate windows of the distributor under hydrostatic pressure through a vertical pipeline enter the collector, and the air entering the filter at the stage of washing and dewatering the sludge is removed from the receiver through the pipeline after separation from the dropping liquid in the trap a vacuum pump from the system (V.A. Zhuzhikov, “Filtering”, Goskhimizdat, M., 1961, p.198-199) (the device is taken as a prototype).

Недостаток устройства состоит в том, что в неустановившемся режиме, обусловленном переходом барабана вакуум-фильтра из зоны фильтрования суспензии в зону промывки и обезвоживания осадка, в системе распределительное устройство - ресивер возникают динамические, пульсирующие скачки давления двухфазного воздушно-жидкостного потока фильтрата. При этом в ресивере нарушается режим сепарации воздуха и гидростатического стока фильтрата в сборник, а резкое падение плотности аэрированного потока приводит к забросу фильтрата вместе с воздухом через ловушку в вакуум-насос. Традиционные решения, направленные на снижение перепадов давления в системе фильтровальная установка - вакуумный насос, например, увеличение объема ресивера за счет установки дополнительных резервуаров, нерационально увеличивают материалоемкость оборудования, приводят к снижению производительности установки и к увеличению влажности продукта и, в результате, не решают в полном объеме проблему сепарации воздуха и гидростатического стока фильтрата низкой плотности из ресивера зоны промывки и обезвоживания осадка. Увеличение гидростатического давления за счет размещения фильтровальной установки на более высотную отметку сдерживается габаритами производственного помещения и требует вложения больших капитальных затрат.The disadvantage of this device is that in an unsteady mode due to the transition of the vacuum filter drum from the suspension filtering zone to the washing and dewatering zone of the sludge, dynamic, pulsating pressure surges of the two-phase air-liquid filtrate flow in the distributor-receiver system. In this case, the mode of air separation and hydrostatic drainage of the filtrate into the collector is violated, and a sharp drop in the density of the aerated stream leads to the reflux of the filtrate together with the air through the trap into the vacuum pump. Traditional solutions aimed at reducing pressure drops in the filter installation - vacuum pump system, for example, increasing the volume of the receiver by installing additional tanks, irrationally increase the material consumption of the equipment, lead to a decrease in the productivity of the installation and to increase the humidity of the product and, as a result, do not solve the full problem of air separation and hydrostatic runoff of a low-density filtrate from the receiver of the washing and dewatering zone of the sludge. The increase in hydrostatic pressure due to the placement of the filter unit at a higher elevation is constrained by the dimensions of the production room and requires large capital expenditures.

Указанные недостатки стимулировали поиск новых технических решений.These shortcomings stimulated the search for new technical solutions.

Предложенное техническое решение направлено на решение задачи снижения степени аэрации двухфазного воздушно-жидкостного потока, повышения его плотности и возможности увеличения перепада давления в системе фильтровальная установка - вакуум-насос.The proposed technical solution is aimed at solving the problem of reducing the degree of aeration of a two-phase air-liquid flow, increasing its density and the possibility of increasing the pressure drop in the filter system - vacuum pump system.

Поставленная задача решается тем, что в установке фильтровальной с барабанным или дисковым вакуум-фильтром, содержащей вакуум-фильтр с приводом вращения и емкостью для суспензии, распределительное устройство которого последовательно соединено трубопроводом с вакуум-насосом через ресивер для сепарации фильтрата и ловушку остаточной капельной жидкости, а ресивер и ловушка соединены трубопроводами гидростатического стока со сборником фильтрата, согласно изобретению, полость зоны промывки и обезвоживания осадка верхней части корпуса распределительного устройства снабжена устройством непрерывного удаления воздушного потока из фильтрата, выполненного в виде трубопровода, связанного с полостью резервуара ловушки остаточной капельной жидкости. При этом на корпусе распределительного устройства в зоне промывки и обезвоживания осадка установлен отводящий патрубок трубопровода удаления воздушного потока из фильтрата.The problem is solved in that in a filter installation with a drum or disk vacuum filter containing a vacuum filter with a rotation drive and a slurry tank, the switchgear of which is connected in series with the vacuum pump through a receiver to separate the filtrate and a trap of residual drop liquid, and the receiver and trap are connected by hydrostatic drain pipelines to the filtrate collector, according to the invention, the cavity of the washing and dewatering zone of the sediment of the upper part of the housing aspredelitelnogo device is provided with means of continuous removal of the air flow from the filtrate formed in a pipe connected to the cavity reservoir traps residual droplet. At the same time, on the switchgear case in the washing and dewatering zone of sludge, a discharge pipe is installed for the pipeline for removing air flow from the filtrate.

Технический результат выражается в обеспечении стабильности гидростатического/безнапорного стока фильтрата в сборник, исключении возможности нежелательного заброса фильтрата в вакуум-насос через ловушку.The technical result is expressed in ensuring the stability of the hydrostatic / pressureless filtrate flow into the collector, eliminating the possibility of unwanted reflux of the filtrate into the vacuum pump through a trap.

Отличительным признаком предложенного устройства является параллельное с основным соединение рабочей зоны промывки и обезвоживания осадка распределительного устройства с вакуум-насосом через резервуар ловушки, что обеспечивает частичную сепарацию/дренаж воздушного потока из двухфазного потока фильтрата в сочетании с повышением его плотности и снижением избыточного давления в резервуаре ресивера для удаления фильтрата из зоны промывки и обезвоживания осадка.A distinctive feature of the proposed device is parallel to the main connection of the washing and dewatering zone of the sludge of the switchgear with a vacuum pump through the trap tank, which provides partial separation / drainage of the air stream from the two-phase filtrate stream in combination with an increase in its density and a decrease in overpressure in the receiver tank to remove the filtrate from the washing and dewatering zone.

Анализ известных технических решений, касающихся вращающихся барабанных или дисковых вакуум-фильтров, а также анализ совокупности существенных признаков предлагаемого изобретения позволяют сделать вывод о соответствии его критериям «новизна» и «существенные отличия».Analysis of the known technical solutions relating to rotating drum or disk vacuum filters, as well as an analysis of the essential features of the invention allow us to conclude that its criteria are “novelty” and “significant differences”.

Возможность реализации поставленной технической задачи предлагаемой совокупностью существенных признаков подтверждается нижеприведенным примером конкретного выполнения изобретения с дисковым исполнением вакуум-фильтра и иллюстрируется чертежами.The possibility of realizing the technical task of the proposed set of essential features is confirmed by the following example of a specific embodiment of the invention with a disk version of the vacuum filter and is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой фильтровальной установки с дисковым вакуум-фильтром, на фиг.2 - шайба распределительная распределительного устройства, на фиг.3 - корпус распределительного устройства.Figure 1 shows a diagram of the proposed filter installation with a disk vacuum filter, figure 2 - washer distribution switchgear, figure 3 - housing switchgear.

Установка содержит погруженный в емкость/корыто для суспензии 1 дисковый вакуум-фильтр 2 с наружной поверхностью фильтрования. Сегменты дисков 3 вакуум-фильтра 2 смонтированы на приводном валу 4 и соединены отводящими фильтрат трубопроводами (на чертеже не показаны) с корпусом распределительного устройства 5 вакуум-фильтра 2. Зоны полости корпуса распределительного устройства 5, организованные распределительной шайбой 6 (фиг.2), ответственные за фильтрование суспензии 7 (фиг.2), промывку и обезвоживание осадка 8 (фиг.2), через отводящие фильтрат патрубки 9, 10 (фиг.3) последовательно соединены трубопроводами 11, 12 с полостью резервуаров ресиверов 13, 14 и параллельно через отводящий патрубок 15 трубопроводом 16 с резервуаром ловушки остаточной капельной жидкости 17. Резервуары ресиверов 13, 14 соединены одним трубопроводом 18 с резервуаром ловушки остаточной капельной жидкости 17, а другими вертикальными 19, 20 со сборником фильтрата 21. Резервуар ловушки 17 в свою очередь связан таким же трубопроводом стока 22 со сборником фильтрата 21, а трубопроводом 23 с вакуум-насосом 24 и, как сказано выше, с корпусом распределительного устройства 5 трубопроводом 16.The installation contains immersed in a container / trough for suspension 1 disk vacuum filter 2 with the outer surface of the filter. The segments of the disks 3 of the vacuum filter 2 are mounted on the drive shaft 4 and connected by the filtrate-discharge pipes (not shown) to the housing of the vacuum filter 2 switchgear 2. The cavity zones of the switchgear 5 are organized by the distribution washer 6 (Fig. 2), responsible for filtering the suspension 7 (figure 2), washing and dewatering the sludge 8 (figure 2), through the filtrate discharge pipes 9, 10 (figure 3) are connected in series by pipelines 11, 12 with the cavity of the reservoirs of the receivers 13, 14 and in parallel through open the suction nozzle 15 by a pipe 16 with a reservoir of a trap of residual droplet liquid 17. The reservoirs of the receivers 13, 14 are connected by one pipe 18 to a reservoir of a trap of residual drip fluid 17, and the other vertical 19, 20 with a collector of the filtrate 21. The reservoir of the trap 17 is in turn connected to the same a drain pipe 22 with a filtrate collector 21, and a pipe 23 with a vacuum pump 24 and, as mentioned above, with the switchgear housing 5 by a pipe 16.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Суспензия подается в емкость/корыто 1 вакуум-фильтра 2 из аппарата центробежным насосом (на чертеже не показаны). В процессе осаждения, промывки и обезвоживания осадка на дисках 3 вакуум-фильтра 2 фильтрат под действием вакуума в виде воздушно-жидкостной смеси направляется по отводящим трубопроводам 11, 12 через распределительное устройство 5 в ресиверы 13, 14, а часть потока с избыточным содержанием воздуха из распределительного устройства 5 по трубопроводу 16 в ловушку 17. Фильтрат из ресиверов 13, 14 по вертикальным трубопроводам 19, 20 высотой, обеспечивающей гидростатический сток, поступает в сборник 21. Воздух из ресиверов 13, 14 направляется в ловушку 17, где отделяется от капелек остаточной жидкости, после чего вакуум-насосом 24 удаляется из системы. Фильтрат из ловушки 17 по трубопроводу 22 поступает самотеком в сборник 21.The suspension is fed into the tank / trough 1 of the vacuum filter 2 from the apparatus by a centrifugal pump (not shown in the drawing). In the process of sedimentation, washing and dehydration of the precipitate on the disks 3 of the vacuum filter 2, the filtrate under the influence of vacuum in the form of an air-liquid mixture is sent through the discharge pipes 11, 12 through the distributor 5 to the receivers 13, 14, and part of the flow with excess air content from switchgear 5 through pipe 16 to trap 17. The filtrate from the receivers 13, 14 through vertical pipelines 19, 20 with a height that provides hydrostatic flow enters the collector 21. Air from the receivers 13, 14 is directed to the trap 17, where about fissioning of residual liquid droplets, whereupon the vacuum pump 24 is removed from the system. The filtrate from the trap 17 through the pipe 22 enters by gravity into the collector 21.

Точно в таком же режиме работает установка фильтровальная, оснащенная барабанным вакуум-фильтром.The filtering unit equipped with a drum vacuum filter works exactly in the same mode.

В результате двухступенчатого разделения воздушно-жидкостного потока в корпусе распределительного устройства повышаются степень сепарации воздушной фракции фильтрата, а также надежность и эффективность работы устройства в целом, за счет возможности увеличения перепада давления в системе фильтровальная установка - вакуум-насос, что позволяет использовать установку с наименьшим гидростатическим давлением удаления фильтрата в сборник.As a result of a two-stage separation of the air-liquid flow in the switchgear housing, the degree of separation of the air fraction of the filtrate is increased, as well as the reliability and efficiency of the device as a whole, due to the possibility of increasing the pressure drop in the filter-vacuum pump system, which allows using the unit with the smallest hydrostatic pressure removing the filtrate into the collection tank.

Источники информацииInformation sources

В.А.Жужиков, «Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий», М., 1961, с.199, рис.69.V.A. Zhuzhikov, “Filtering. Theory and practice of separation of suspensions ", M., 1961, p. 199, Fig. 69.

Claims (2)

1. Установка фильтровальная с барабанным или дисковым вакуум-фильтром, содержащая вакуум-фильтр с приводом вращения и емкостью для суспензии, распределительное устройство которого последовательно соединено трубопроводом с вакуум-насосом через ресивер для сепарации фильтрата, и ловушку остаточной капельной жидкости, а ресивер и ловушка соединены трубопроводами гидростатического стока со сборником фильтрата, отличающаяся тем, что полость зоны промывки и обезвоживания осадка верхней части корпуса распределительного устройства снабжена устройством непрерывного удаления воздушного потока из фильтрата, выполненным в виде трубопровода, связанного с полостью резервуара ловушки остаточной капельной жидкости.1. Filter installation with a drum or disk vacuum filter containing a vacuum filter with a rotation drive and a slurry tank, the switchgear of which is connected in series with a vacuum pump through a receiver to separate the filtrate, and a trap of residual drop liquid, and the receiver and trap connected by hydrostatic drain pipelines to the filtrate collector, characterized in that the cavity of the washing and dewatering zone of the sediment of the upper part of the switchgear housing is provided with and continuously removing device of the air flow from the filtrate formed in a pipe connected to the cavity reservoir traps residual droplet. 2. Установка фильтровальная с барабанным или дисковым вакуум-фильтром по п.1, отличающаяся тем, что на корпусе распределительного устройства в зоне промывки и обезвоживания осадка установлен отводящий патрубок трубопровода удаления воздушного потока из фильтрата. 2. Filter installation with a drum or disk vacuum filter according to claim 1, characterized in that on the switchgear housing in the zone of washing and dewatering the sludge, a discharge pipe is installed for the pipe for removing air flow from the filtrate.

Images