CZ200321A3 - Filtr - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká -filtru s více -filtračními kotouči, umístěnými na hřídeli, které jsou opatřeny porézním materiálem.

Dasavadiií-jstav ...techniky

Takovéto -filtry jsou již známy, například ze spisu AT

406 936 (AT- A 155/99). Problematické je přitom použiti většího počtu -filtračních kotoučů na jednom hřídeli, které se mají překrývat s filtračními kotouči dalšího hřídele. Aby bylo možné být ve volbě základního tělesa kotoučů flexibilním a aby se mohly například používat také keramické kotouče, doporučuje se silové spojení mezi hřídelem a kotoučem. Silové spojení se přitom musí provést pomocí těsnicího prvku. Z těchto daných skutečností vyplývají následující rizika a problémy:

Výrobní tolerance (kotouč, hřídel a distanční díly) a vliv stlačítelnasti těsnicích prvků se mohou načíst, takže již není dosažitelný požadovaný odstup kotoučů. V extrémním případě může přímým kontaktem kotoučů dojít k poškozením.

Především při najíždění může v důsledku setrvačnosti hmoty filtračních kotoučů dojít při nepatrném silovém styku k prokluzování. To vede k silnému opotřebovávání těsnicích prvků.

• 444 4 * « 4 · *

4 4 *

4*4 ·· ··* * 4 * * 4 ·4 ·

4 *

Bods-tata , ,v mál,es u

Vynález má nyní umožnit bezpečný provoz při jednodušší výrobě filtru.

Vyznačuje se proto tím, že mezi jednotlivými •filtračními kotouči jsou jako distanční vložky uspořádány na hřídeli elastomerové prvky. Použitím elastomerových prvků jako těsnicího materiálu mezi jednotlivými filtračními kotouči a dutým hřídelem se může upustit od tvarového přenosu kroutícího momentu mezi kotouči a dutými hřídeli.

Další výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že jsou elastomerové prvky z jednoho kusu. To speciálně při malých odstupech filtračních kotoučů znamená výhodnější výrobu.

Výhodné další alternativní provedení vynálezu se vyznačuje tím, že je uspořádáno více distančních vložek z elastomeru, přičemž jsou mezi ně vloženy distanční vložky z kovu. Speciálně při větších odstupech filtračních kotoučů se může vloženými kovovými objímkami (především při větším odstupu kotoučů) dosáhnout lepší stability.

Jedno výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že je spolu axiálně předepnuto více filtračních kotoučů a elastomerových prvků, přičemž může být spolu sepnuto 5 až

20, výhodně 10 až 15 filtračních kotoučů. Tímto předepnutím se může jednoduchým způsobem provést utěsnění filtračních kotoučů vůči dutému hřídeli a správné nastavení odstupů mezi filtračními kotouči při současném vyrovnání výrobou podmíněných tolerancí v tloušťkách kotoučů, stlačítelnosti těsnicích prvků a obdobných parametrů. Společným předepnutím více filtračních kotoučů se mohou nepravidelnosti vyrovnávat a ··· • · a · a • a a a a a a i aa aa vždy na kratší dráze, problém nestejných odstupů při sepnutí všech -filtračních kotoučů z jedné strany odpadne.

Další výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že se uspořádá více hřídelů s filtračními prvky v jedné úrovni a společně se pohánějí například pomocí řemenu. Při kupříkladu vodorovném uspořádání mohou být vedle sebe uspořádané hřídele společné poháněny jen jedním pohonem, přičemž se filtrační kotouče v překrývací oblasti otáčejí v opačném smyslu a tím zlepšují turbulenci na povrchu a tím čistem.

Jedno výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že je uspořádáno více úrovní hřídelů s filtračními kotouči, které jsou ve společné skříni od sebe odděleny dělicími stěnami, opatřenými vhodnými otvory. Tímto způsobem se dá realizovat v jedné skříni doplňkově více tlakových stupňů, přičemž se dělicími stěnami provádí i stabilizace skříně.

Kromě toho se tak může vhodným vedením proudění zabránit zkratovým prouděním.

Další výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že jsou uspořádány vestavby, které jsou přizpůsobeny obrysům filtračních kotoučů a zmenšují dutinu skříně. Vlivem těchto vestaveb, které sahají do klínu mezi filtračními kotouči, se podstatně zmenší volný vnitřní objem a nevyužitý prostor, což je speciálně při dávkované koncentraci suspenzí pevných látek velkou výhodou.

Jedno výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že je na jednom konci hřídelů uspořádána sběrná nádoba filtrátu, do které ústí všechny duté hřídele a která je výhodně uspořádána tlakuvzdorně. S takovýmito sběrnými nádobami může být upuštěno od jinak nutných otočných • · ·· • · * · * ···· · • · · · » · · · » ·* ··· ·· ··» ·0 ·« průchodů mezi dutým hřídelem a trubkovým potrubím s velkou potřebou místa. Vlivem tlakuvzdorného uspořádání se může použít jak přetlak pro zpětné proplachování, tak i podtlak ke zvýšení transmembránového tlaku.

Další výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že přívod surového média probíhá tečně vůči filtračním kotoučům. Tímto vedením proudění se může dosáhnout dobré filtrace příčného proudu, přičemž se nenarušuje ani filtrace na kotoučích blízko přívodu a zabrání se otěru kotoučů.

Jedno výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že otáčky hřídelů, opatřených filtračními kotouči, jsou regulovatelné. Tím se může turbulence mezi filtračními kotouči beze změny celkového proudění a/nebo filtračního tlaku adekvátně přizpůsobit požadavkům, a to speciálně u měnícího se složení média nebo u větších rozdílů koncentrací.

Další výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že je uspořádáno zařízení pro pomalý rozběh při startu, popřípadě doběh při odpojování filtrační jednotky, přičemž může být uspořádán motor s frekvenčním převodníkem nebo hydraulická spojka. Tím se může zabránit prokluzování filtračních kotoučů při najíždění, popřípadě při odpojování.

To je zejména výhodné pří silovém spojení axiálním předpětím pomocí elastomerových kroužků.

Dalším provedením vynálezu je filtrační kotouč pro filtr podle vynálezu, který se vyznačuje tím, že je uspořádáno opěrné těleso s na něm umístěným filtračním médiem (síto, plsť, fóliová membrána nebo obdobný filtrační prvek). Podle použití filtru tak může být vhodné základní těleso opatřeno příslušnou levnou membránovou fólií.

• · »· • · · » ···» —4 ·····» ·| Φ*· ·* ·

Další výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že je opěrné těleso z děrovaného plechu, slinutého kovu, keramiky nebo porézní umělé hmoty.

Jedno další výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že -fóliovou membránou je keramická -fólie nebo polymerová fólie.

Jedno výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že filtračním médiem je síto, které bylo vyrobeno tkaním umělé hmoty nebo kovových drátků, nebo vrtáním fólie z umělé hmoty nebo vrtáním plechu.

Další výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že je fóliová membrána upevněna na opěrném tělese svařením nebo slepením. Tím se mohou vhodné filtrační kotouče vyrábět velmi levně.

Jedno výhodné provedení vynálezu se vyznačuje tím, že je na vnějším okraji filtračního kotouče umístěn nálítek, který je například zhotoven z elastického polymerového materiálu. Tím se realizuje přesměrování odtékání z povrchu kotoučů, čímž se zabraňuje otěru kotoučů.

Jedno obzvláště výhodné další provedení vynálezu se vyznačuje tím, že je opěrné těleso odlito například z keramiky, přičemž se mohou pomocí vloženého jádra, které při vypalování beze zbytku shoří, vytvořit drenážní kanálky.

Tento způsob výroby umožňuje jednoduchou a levnou výrobu filtračních kotoučů, přičemž zde jednodílný tvar filtračního kotouče, na rozdíl od dřívějších výrobních způsobů s více vrstvami, poskytuje i podstatně delší životnost.

v · · ·

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v dalším blíže popsán a objasněn na příkladech jeho provedení podle připojených výkresů, které znázorňují na obr. 1 -filtr podle stavu techniky, na obr. 2 znázornění vynálezu, na obr. 3 další provedení vynálezu, na obr. 4 další znázornění vynálezu, na obr. 5 uspořádání hřídelů, na obr. 6 speciální provedení skříně, na obr. 7 pohled na -filtr, na obr. 8 -filtrační kotouč podle vynálezu, na obr. 9 řez provedením filtračního kotouče podle vynálezu, a na obr. 10 další provedení filtračního kotouče podle vyňalezu.

Obr. 1 znázorňuje filtrační modul 1 podle stavu techniky. Na dutých hřídelech 2, 2' je zde upevněno vždy více membránových kotoučů 3.· K filtraci určená tekutina / suspenze se přes potrubí 5 přivádí do nádržky Zde je znázorněna uzavřená nádržka 4,. Nádržka však také může být otevřená, přičemž jsou membrány ponořeny do kapaliny.

Membránové kotouče 3 zde mají válcovitý průřez. Filtrát se skrz membránu dostává do dutého kotoučového tělesa 3 a jako produkt procesu filtrace se vede ke středu kotouče a skrz dutý hřídel 2, 21 přes potrubí ů. směrem ven. Vyčištěný koncentrát se v dalším sledu odvádí potrubím Z. Membránový modul 1 může být provozován jak s přetlakem ze strany koncentrátu, tak i s přetlakem na straně produktu procesu filtrace. Podle toho se může modul 1 použít v uzavřené ♦ ·** • 9

- 7 skříni i nebo jako ponořené membrány. Přetlak přitom může činit až 10 - 14 bar.

Membránové kotouče 3. mohou sestávat jak z anorganických těles, tak i z opěrných těles s filtračním médiem (síto, plsť, polymerové membrány). Konstrukce se hodí jak pro chemické čistění filtračního média, například membrán v provozu, tak i k plně automatickému zpětnému proplachování produktu procesu filtrace. Filtrační moduly i se mohou použít podle filtračního média pro obecné filtrační procesy k oddělování pevných látek, pro mikrofi 1traci (od cca 0,3 um), ultrafi 1traci, nanofiltraci (až cca 4000 daltonů) až k vratné osmóze v oborech úpravy pitné vody, úpravy užitkové vody, komunální a průmyslové úpravy odpadních vod a také ve filtraci produktu.

Obr. 2 znázorňuje řez filtrem podle vynálezu, přičemž je znázorněna jen hřídel 2 s jednotlivými filtračními kotouči 3· Vždy se mezi jednotlivými filtračními kotouči 3 nacházejí na dutém hřídeli 2 elastomerové prvky &, které slouží jako distanční vložky. Zde jsou znázorněny jednodílné elastomerové prvky S., jak se používají pro malé odstupy filtračních kotoučů 3· Dále jsou znázorněny stavěči kroužky se závitovými koliky 2, kterými se filtrační kotouče 3 a elastomerové prvky fixují na hřídeli 2.

Obr. 3 znázorňuje variantu distanční vložky, přičemž je vždy k jednomu filtračnímu kotouči 3 přilehle uspořádán jeden elastomerový prvek 3' Většího odstupu mezi filtračními kotouči 3 se dosáhne distanční vložkou U2., uspořádanou mezi přiřazenými elastomerovými prvky Sú., která výhodně sestává z kovu.

• ··· » · — β — ··· ··* ·* *·· ·· ··

Obr. 4 představuje sestavu více filtračních kotoučů a elastomerových prvků S., přičemž jsou zde na začátku a na kanci svazku uspořádány stavěči kroužky se závitovými kolíky

2, které svazky z filtračních kotoučů 3. a el astomerových prvků &, popřípadě i elastomerových prvků S' a vložených distančních vložek 10. z kovu, drží za předpětí pohromadě.

Tím se zjednoduší montáž dalších svazků a také se dosáhne odpovídající přesnosti polohy filtračních kotoučů 3- To je zejména důležité k tomu, aby měly filtrační kotouče 3 dalšího hřídele 2' přibližně konstantní odstup a bez dotyku mohly zabírat do mezer. Pomocí takto dosaženého překrytí dochází potom k turbulencím, vlivem kterých se dosahuje efektivního čištění povrchů filtračních kotoučů 3.

Na obr. Ξ je znázorněna další varianta vynálezu, u které je vodorovně vedle sebe uspořádáno více hřídelů 2, opatřených filtračními kotouči 3, a dvě takovéto úrovně nad sebou. V zásadě může být nad sebou uspořádáno i více úrovní.

Úrovně jsou odděleny dělicí stěnou 12 s otvorem 13, uspořádanou ve skříni 11. Tím se mohou pro optimální výstupní výkon při vyšší koncentraci ve skříni 11 realizovat různá odstupňování koncentrátu s různými tlakovými poměry.

Dělení skříně 11 se výhodně provádí na ose hřídelů, čímž se usnadní i montáž a demontáž hřídelů pomocí jeřábu. Pohon hřídelů 2 se může u takovéhoto uspořádání pro jednu úroveň realizovat společně pomocí řemenů 14, 14' jediného hnacího hřídele 15. Vhodným uspořádáním otvoru 13 v dělicí stěně 12 v poměru k přítoku a odtoku suspenze se může zabránit zkratovému proudění. Tím se umožní i požadovaný výkon.

Obr. 6 znázorňuje obdobné uspořádání jako obr. 5, avšak jen s jednou úrovní hřídelů 2. Zde jsou seznatelné doplňkové • 000 • 0

0 0 0 0 0 • * 000 0000 φ η. *·* 00· 00 000 00 00 vestavby ΙΑ ke zmenšení dutiny skříně U., které jsou přizpůsobeny obrysům -filtračních kotoučů 5 a upevněny na stěnách skříně. V zásadě je myslitelné také přizpůsobení vnějšího tvaru skříně obrysům -filtračních kotoučů, což by však mělo za následek nákladnější výrobu skříně.

Obr. 7 znázorňuje sestavu -filtru i. se skříní ii a pohonem 17 s hnacím hřídelem 15 a řemenem 14- Dále jsou seznatelné tečně uspořádaný přítok 1S. surového média a odtok 19. Vodorovně probíhající duté hřídele Z ústí společně do sběrné nádoby Zfi filtrátu. Tato sběrná nádoba 22 -filtrátu je vytvořena tlakuvzdorná, takže suspenze může být i pod tlakem přiváděna a také odváděna, čímž se nastavením protitlaku dají regulovat -filtrační výkony. Při použití podtlaku vyplynou vyšší maximální výkony filtrátu. Dále může být zvýšeným tlakem s filtrátem zpětně proplachováno, aby se posílilo čištění povrchů a zvětšily intervaly pro chemické čištění.

Filtrační kotouč 2 podle vynálezu je znázorněn na obr.

8. Kotouč má ve své středové rovině kanálky 21 a příčky ZZ, takže se odfiltrovaná kapalina (filtrát) adekvátně rozvádí a následně odvádí do dutého hřídele.

Na povrchu filtračního kotouče 5 může být umístěno, tak jak znázorňuje obr. 9, filtrační médium, například membránová fólie 25. Jestliže je základní těleso 5 z keramiky a membránová fólie 25 rovněž z keramiky, tak se výroba výhodně provádí pomocí slinování. Filtrační médium, kupříkladu membrána, může být připevněna také pomocí svaření nebo slepeni. Aby se především v oblasti vnější hrany minimalizoval otěr kotouče, tak se u abrazivních médií umísťuje nálitek 24., výhodně z elastického polymerového • · ·* • «

- 10 materiálu. Tento nálitek 24 mění proudění 25 média při odtékání z filtračního kotouče 2 takovým způsobem, že se otěrům zabrání.

Filtrační kotouč 2 může být ve své středové rovině proveden podle obr. 10. Zde jsou opět seznatelné kanálky 21 a příčky 22. Aby se tento tvar mohl vyrábět odléváním, tak se podle vynálezu vytvoří jádro z kupříkladu vosku nebo jiného organického materiálu, který při vypalování keramiky beze zbytku shoří a který má tvar kanálků a vkládá se při odlévání filtračního kotouče. Budoucí kanálky jsou pak přesně definovány tvarem tohoto jádra. Následně se filtrační kotouč 2 vypálí, přičemž jádro beze zbytku shoří a tím uvolní kanálky. Uvedený tvar kanálků je jen jednou možností, přičemž i jiné tvary mohou dosáhnout dobrých výsledků.

Použitím jádra podle vynálezu se dají vytvářet i jiné výhodné tvary kanálků, které by jinak nebyly zhotovitelné.

Použité jádro nemusí nutně sestávat z jednoho kusu, čímž se dává možnost jiným tvarům kanálků.

Claims (14)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Filtr s více na hřídeli umístěnými rotujícími -filtračními kotouči, které jsou opatřeny porézním -filtračním médiem, vyznačující se tím, že jsou mezi jednotlivými -filtračními kotouči (3) uspořádány na hřídeli (2) jako distanční vložky elastomerové prvky (8, 8').

2. Filtr podle nároku 1, vyznačující se tím, že jsou elastomerové prvky (8) z jednoho kusu.

3. Filtr podle nároku i nebo 2, vyznačující se tím, že je uspořádána více distančních vložek (8') z elastomeru, přičemž jsou mezi ně vřazeny distanční vložky (10) z kovu.

4. Filtr podle některého z nároků 1 až tím, že je více -filtračních kotoučů (3) prvků (8, 8') spolu axiálně předepnuto.

, vyznačující se a elastomerových

5. Filtr podle sepnuto 5 až 20 nároku 4, vyznačující se tím, že je spolu výhodně 10 až 15 filtračních kotoučů (3).

fc.

Filtr podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že je více hřídelů (2) s filtračními kotouči (3) uspořádáno v jedné úrovni a společně jsou poháněny například pomocí řemenu <14, 14').

7. Filtr podle nároku 6, vyznačující se tím, že je uspořádáno více úrovní hřídelů (2) s filtračními kotouči · ·· • · • · · · · Φ » · a

Φ·· ··· ΦΦ «·* ·· ··

8. Filtr podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že jsou uspořádány prvky (16), které jsou přizpůsobeny obrysům -filtračních kotoučů (3) a zmenšují dutinu skříně (11).

9. Filtr podle některého z nároků i až 8, vyznačující se tím, že je na konci hřídelů (2) uspořádána sběrná nádoba (20) -filtrátu, do které ústí všechny duté hřídele (2) a která je výhodně vytvořena tlakuvzdorně.

10.

tím, k fí

Filtr podle některého že přívod (18) ltračním kotoučům (3).

z nároků surového až 9, vyznačující se média probíhá tečně

11 nebo 12 vyznačující se tím, že je uspořádána hydraulická spojka.

• ··· « ♦ · * « • · · * « * * »·· ···· ··· ·»· ·· «·· · ··

11. Filtr podle některého z nároků 1 tím, že jsou otáčky hřídelů (2), kotouči (3), regulovatelné.

až 10, vyznačující se opatřených -filtračními

12. Filtr podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že je uspořádáno zařízení pro pomalý rozběh při startu, popřípadě doběh při odpojování -filtrační jednotky (1).

- 12 (3), které jsou ve společné skříni (11) od sebe odděleny dělicími stěnami (12), opatřenými vhodnými otvory (13).

- 13 15. Filtrační kotouč pro filtr podle některého z nároků 1 až

14, vyznačující se tím, že je uspořádáno opěrné těleso s na něm umístěným filtračním médiem, výhodně síto nebo fóliová membrána.

16. Filtrační kotouč podle nároku 15, vyznačující se tím, že je opěrné těleso z děrovaného plechu, slinutého kovu, keramiky nebo porézní umělé hmoty.

17. Filtrační kotouč podle nároku 15 nebo 16, vyznačující se tím, že fóliovou membránou je keramická fólie nebo polymerová fólie.

18. Filtrační kotouč podle některého z nároků 15 až 17, vyznačující se tim, že je filtračním médiem síto, které bylo zhotoveno tkaním umělé hmoty nebo kovových drátků nebo

vrtáním fólie z umělé hmoty nebo vrtáním plechu. 19. Filtrační kotouč podle některého z nároků 15 až 17, vyznačující se tím, že je filtrační médi um, např í klad fóliová membrána, upevněno na opěrném tělese svařením nebo slepením. 20. Filtrační kotouč podle některého z nároků 15 až 18, vyznačující se tim, že je na vnějším okraji f i 1trační ho

kotouče (3) umístěn nálítek, který je například vyroben z elastického polymerového materiálu.

21. Filtrační kotouč podle některého z nároků 15 až 19, vyznačující se tím, že je opěrné těleso například odlito 4··

13. Filtr uspořádán podle motor nároků 11 nebo 12, (17) s frekvenčním vyznačující měničem.

se tím

Filtr podle nároku

- 14 • * · • · · · · » * · » · • ··· · · · · »·« ·* ·· ... ·· * z keramiky, přičemž se drenážní kanálky zhotovují pomocí vloženého jádra, které při vypalování beze zbytku shoří.