Результат интеллектуальной деятельности: ФИЛЬТРУЮЩИЙ ВАЛ ЛЕНТОЧНОГО ФИЛЬТР-ПРЕССА

Устройство относится к области фильтров с фильтрующими элементами, подвижными в процессе фильтрования фильтровальными лентами, например, в водоснабжении и канализации при механическом обезвоживании осадка, ила сточных вод.

Известен фильтрующий вал ленточного фильтр-пресса, содержащий на поверхности вала открытые равномерно расположенные по длине окружности поперечного сечения вала продольные профильные дренажные каналы для выхода по ним фильтрата (см. Dewatering Drum, United States Patent Number 4303523; Date of Patent: Dec.1, 1981; Int. Cl. B01D 33/04).

В известном устройстве фильтрующий вал (барабан) выполнен из герметичной металлической трубы со множеством профильных продольных Т-образных ребер. Дренажные каналы расположены между Т-образными ребрами. Ребра могут располагаться под углом к образующей цилиндра вала. Фильтрат отводится по продольным каналам между ребрами. В каналах у Т-образных стенок, расположенных под углом симметрично средины каналов при вращении вала, образуются воздушные пробки, которые препятствуют входу фильтрата от фильтрующих лент, что ухудшает отвод фильтрата по каналам. В реальных фильтрующих валах длина канала отвода фильтрата из-под ленты может достигать свыше трех метров. В устройстве предусмотрены отверстия в Т-образной полке по направлению вращения вала, чтобы улучшить обезвоживающий эффект, а скорее всего непрерывно развоздушивать каналы через эти отверстия, что является не самым лучшим решением, так как отверстия малого диаметра и при работе пресса засорятся грязью. Конструкция предназначена для непрерывной работы в условиях повышенного биообрастания микроорганизмами и отложения солей жесткости, а очищать подобные каналы затруднительно из-за наличия четырех угловых застойных зон.

Цель усовершенствования - повышение качества обезвоживания за счет улучшения отвода фильтрата; упрощение конструкции; снижение эксплуатационных затрат на очистку устройства от биообрастаний и солей жесткости.

Это достигается тем, что фильтрующий вал ленточного фильтр-пресса, содержащий на поверхности вала множество открытых равномерно расположенных продольных профильных дренажных каналов, отличающийся тем, что снабжен поперечными концентричными дренажными каналами, которые сообщены с пересекающими их продольными дренажными каналами.

Технический результат: поперечные кольцевые дренажные каналы позволяют избавиться от завоздушивания отводящих фильтрат каналов вала, так как сообщены внутренними полостями, являются как бы общими коллекторами для сброса давления по длине вала при его работе с фильтровальными лентами. Каналы открыты и имеют доступную для механической очистки от биообрастаний форму - всего две застойные угловые зоны.

Продольные профильные каналы расположены на траекториях многозаходных винтовых линий, причем направление винтовых линий от одного конца вала до его средины - справа налево, а направление винтовых линий от противоположного конца вала до его средины - слева направо или наоборот.

Технический результат: при работе вала с фильтровальной лентой образуется самоторможение скольжения ленты вдоль вала; возможно использовать токарно-винторезное оборудование для прорезки пазов; упрощается конструкция и изготовление; при вращении вала каналы симметрично средины вала постепенно разгружаются от давления фильтрата, а так как фильтрат это практически несжимаемая жидкость, то создается в прикрытой лентами части каналов избыточное давление, которое непрерывно прочищает поверхность вала и выдавливает в поперечные каналы грязь и воздушные пробки. То есть каналы фильтрующего вала самоочищаются, что снижает эксплуатационные расходы на очистку устройства.

Вал покрыт снаружи слоем упругоэластичного материала, дренажные каналы расположены в упруго-эластичном покрытии вала, причем ширина продольных дренажных каналов, по меньшей мере, в два раза меньше ширины ребер между ними. Технический результат: обрезиненный вал из упругоэластичного материала частично сминается под воздействием давления лент и распрямляется при уходе лент от вала, при этом на поверхности каналов сложно задержаться жестким загрязнениям, что также способствует самоочистке устройства. Кроме того, указание, что ширина продольных дренажных каналов, по меньшей мере, в два раза меньше ширины ребер между ними, позволяет обеспечить многозаходную систему винтовых ребер с дренажными каналами между ними, которая способна укладываться в окружное пространство, свободное от охвата лент, если последние охватывают вал до двух третей его поверхности. При этом система каналов обеспечивает самоочистку каналов, снижается скольжение лент вдоль вала по винтовым траекториям к одному из его концов, из-за большего загрязнения части каналов на одном из плечей вала.

Устройство представлено на чертежах.

Фиг.1 - фильтрующий вал ленточного фильтр-пресса. Вид спереди.

Фиг.2 - фильтрующий вал ленточного фильтр-пресса. Узел А₁ на фиг.1.

Фиг.3 - фильтрующий вал ленточного фильтр-пресса. Узел А₂ на фиг.1.

Фиг.4 - фильтрующий вал ленточного фильтр-пресса. Узел А₃ на фиг.1.

Фиг.5 - фильтрующий вал ленточного фильтр-пресса. Фрагмент поперечного сечения вала.

Обозначения на чертежах:

1 - фильтрующий вал;

2 - продольный профильный канал;

3 - поперечный профильный канал;

4 - конец вала 1;

5 - противоположный конец вала 1;

6 - ребро между продольными пазами;

7 - концевое ребро;

L₁ - длина плеча вала;

L₂ - длина плеча вала;

D - диаметр вала;

D₁ - диаметр проточки вала по дну паза;

S - ширина паза;

S₁ - ширина ребер;

Р - шаг по пазам.

Устройство содержит фильтрующий вал 1; продольные профильные каналы 2, поперечные профильные дренажные каналы 3 на поверхности вала 1; каналы 2 и 3 прямоугольного профиля; продольные профильные дренажные каналы 2 пересекаются с поперечными профильными дренажными каналами 3; продольные профильные каналы 2 расположены на траекториях многозаходных винтовых линий, причем направление винтовых линий от одного конца 4 вала 1 до его середины - справа налево, а направление винтовых линий от противоположного конца 5 вала 1 до его середины - слева направо или наоборот; фильтрующий вал 1 покрыт снаружи слоем упругоэластичного материала, например обрезинен; дренажные каналы 2, 3 расположены в упругоэластичном покрытии фильтрующего вала 1; ширина S продольных дренажных каналов 2, по меньшей мере, в два раза меньше ширины S₁ ребер 6 между ними; для предовращения сползания лент вдоль вала 1, а также для направления стока фильтрата от вала 1, концевое ребро 7 большего диаметра, чем диаметр фильтрующего вала 1.

Длины плеч L₁, L₂ фильтрующего вала 1 равны между собой.

Расположение ребер 7 и каналов 2, 3 на плече L₁ фильтрующего вала 1 зеркально симметрично их расположению на плече L₂ фильтрующего вала 1.

Фильтрующий вал 1 выполнен в виде герметичной цилиндрической емкости (трубы). Снаружи боковой стороны фильтрующий вал 1 покрыт слоем упругоэластичного материала, например обрезинен. Каналы 2 и 3 выполнены методом прорезки в упругоэластичном покрытии вала.

Угол траектории винтовой линии относительно образующей поверхности вала 1 составляет от нуля до 15 градусов. При нулевом значении угла многозаходные винтовые линии преобразуются в систему параллельных образующей прямых, при этом продольные каналы 2 становятся параллельны образующей вала 1.

Устройство работает следующим образом.

В ленточном фильтре вал 1 частично охвачен двумя фильтрующими лентами, между которыми находится слой осадка для механического обезвоживания (на чертежах ленты не показаны). Ленты имеют возможность двигаться и проворачивать вал 1 вокруг своей оси. Ленты оказывают давление на упругоэластичное покрытие вала 1, которое частично сжимается в зоне охвата вала 1 лентами и автоматически разжимается при уходе лент от вала, что способствует частичному самоочищению от, выпадающих в осадок из фильтрата, солей жесткости и биообрастания.

Поперечные кольцевые дренажные каналы 3 позволяют избавиться от завоздушивания фильтрата в продольных каналах 2 вала 1, так как сообщены между собой внутренними полостями, являются как бы общими коллекторами для сброса давления жидкости по длине вала 1, при его работе с фильтровальными лентами. Каналы 2 и 3 открыты и имеют доступную для механической очистки от биообрастаний форму - всего две застойные угловые зоны.

Обрезиненный вал 1 из упругоэластичного материала частично сминается под воздействием давления лент и распрямляется при уходе лент от вала 1, при этом на поверхности каналов 2 и 3 сложнее задержаться жестким загрязнениям, что также способствует самоочистке устройства. Кроме того, указание, что ширина S продольных дренажных каналов, по меньшей мере, в два раза меньше ширины S₁ ребер 6 между ними, позволяет обеспечить многозаходную систему винтовых ребер 6 с дренажными каналами 2 между ними, которая способна укладываться в окружное пространство вала 1, свободное от охвата лент, если последние охватывают вал 1 до двух третей его поверхности. При этом система каналов 2 и 3 обеспечивает самоочистку каналов 2 и 3, снижается скольжение лент вдоль вала 1 по винтовым траекториям к одному из его концов, из-за большего загрязнения части каналов 2 и 3 на одном из плечей вала 1.

При работе фильтрующего вала 1 образуется самоторможение скольжения ленты вдоль вала за счет того, что продольные профильные каналы 2 расположены на траекториях многозаходных винтовых линий, причем направление винтовых линий от одного конца вала 1 до его середины - справа налево, а направление винтовых линий от противоположного конца вала 1 до его середины - слева направо или наоборот.

При вращении вала 1 продольные каналы 2 симметрично средины вала постепенно разгружаются от давления фильтрата, а так как фильтрат это практически несжимаемая жидкость, то создается в прикрытой лентами части каналов 2 избыточное давление, которое непрерывно прочищает поверхность фильтрующего вала 1, выдавливает фильтрат в поперечные каналы вместе с грязью и воздушными пробками. То есть каналы 2 фильтрующего вала 1 самоочищаются, что снижает эксплуатационные расходы на очистку устройства.