PL206608B1

PL206608B1 - Dynamic liquid filter

Info

Publication number: PL206608B1
Application number: PL377006A
Authority: PL
Inventors: Zelman Finkelshteyn; Leonid Finkelshteyn; Zenon Wasyłeczko
Original assignee: Wasy Lstrok Eczko Zenon
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2005-09-12
Publication date: 2010-08-31
Also published as: PL377006A1

Description

RZECZPOSPOLITAREPUBLIC

POLSKAPOLAND

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206608 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 377006 ^{(51) Int.Cl.} (12) PATENT DESCRIPTION (19) PL (11) 206608 (13) B1 (21) Application number: 377006 ^{(51) Int.Cl.}

B01D 29/11 (2006.01) B01D 46/40 (2006.01)B01D 29/11 (2006.01) B01D 46/40 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 12.09.2005 (54) Filtr dynamiczny do cieczy (43) Zgłoszenie ogłoszono:Patent Office of the Republic of Poland (22) Date of application: September 12, 2005 (54) Dynamic filter for liquids (43) The application was announced:

19.03.2007 BUP 06/07 (73) Uprawniony z patentu:19.03.2007 BUP 06/07 (73) The holder of the patent:

WASYŁECZKO ZENON, Katowice, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:WASYŁECZKO ZENON, Katowice, PL (45) The grant of the patent was announced:

31.08.2010 WUP 08/10 (72) Twórca(y) wynalazku:31.08.2010 WUP 08/10 (72) Inventor (s):

ZELMAN FINKELSHTEYN, Ałczewsk, UA LEONID FINKELSHTEYN, Doneck, UA ZENON WASYŁECZKO, Katowice, PLZELMAN FINKELSHTEYN, Alczewsk, UA LEONID FINKELSHTEYN, Doneck, UA ZENON WASYŁECZKO, Katowice, PL

PL 206 608 B1PL 206 608 B1

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest filtr dynamiczny do cieczy zanieczyszczonej frakcjami stałymi, przeznaczony szczególnie do filtrowania cieczy silnie zanieczyszczonych w instalacjach przemysłowych o dużych przepływach.The subject of the invention is a dynamic filter for liquids contaminated with solid fractions, intended especially for the filtration of highly contaminated liquids in industrial installations with high flows.

Znany jest między innymi z polskiego opisu patentowego nr 165 839 filtr samooczyszcząjący, który zawiera zbiornik cylindryczny zakończony u dołu stożkową częścią denną z otworem spustowym nieczystości, a u góry zakończony pokrywą, poniżej której usytuowane sana jednym poziomie króciec dopływowy i przeciwnie do niego usytuowany króciec odpływowy. Wewnątrz zbiornika umieszczony jest cylindryczny wkład filtrowy, pomiędzy którym to wkładem a powierzchnią wewnętrzną zbiornika jest użebrowanie zapobiegające zniekształceniu siatki filtrującej podczas pracy. Konstrukcja jest tak pomyślana, że zanieczyszczona ciecz dostaje się otworem wlewowym do wnętrza filtra, skąd czysta ciecz przedostaje się otworami w siatce na zewnątrz filtra, a dalej do otworu wpływowego, zaś zanieczyszczenia w zależności od wielkości oczek w siatce opadają na dno, gdzie poprzez osadnię wydostają się otworem spustowym na zewnątrz. Wadą tego rozwiązania jest słaba skuteczność oczyszczania cieczy, a opadające na dno większe drobiny zanieczyszczeń w coraz większym stopniu wpływają na tamowanie ich wycieku z otworu wylotowego.A self-cleaning filter is known, inter alia, from Polish patent specification No. 165 839, which includes a cylindrical tank ending at the bottom with a conical bottom part with a waste outlet opening, and ending with a cover at the top, below which an inlet spigot located at one level and an outlet spigot opposite to it. Inside the tank there is a cylindrical filter cartridge, between which the cartridge and the internal surface of the tank are ribs preventing the deformation of the filter mesh during operation. The structure is designed in such a way that the contaminated liquid enters the filter interior through the filling opening, from where the clean liquid enters through the holes in the mesh outside the filter, and then into the inlet opening, and the contaminants, depending on the mesh size in the mesh, fall to the bottom, where through the sedimentation tank exit through the drain hole to the outside. The disadvantage of this solution is the poor cleaning efficiency of the liquid, and the larger particles of contaminants falling to the bottom increasingly affect the stopping of their leakage from the outlet opening.

Znany jest także z polskiego zgłoszenia wynalazku nr P-341 688 filtr dynamiczny do cieczy, składający się z cylindrycznego zbiornika, zakończonego z jednej strony głowicą związaną z dopływem cieczy zanieczyszczonej, a z drugiej strony zakończony pokrywą związaną z wypływem cieczy oczyszczonej i wypływem nieczystości. W zbiorniku osadzony jest tulejowy wkład filtrowy, który składa się z użebrowanego wspornika z wzdłużnymi przelotowymi otworami prowadzącymi do jego wnętrza oraz siatki filtrującej osadzonej na pobocznicy tegoż wspornika. Istota rozwiązania polega na tym, że wkład filtrowy ma kształt stożka ściętego z większą podstawą od strony wypływu oczyszczonej cieczy, a mniejszą podstawą od strony dopływu cieczy zanieczyszczonej. W wyniku takiego ukształtowania wkładu filtrowego, pomiędzy jego siatką a ścianą wewnętrzną zbiornika istnieje szczelina o zmniejszającym się przekroju w kierunku wzdłużnym, a mianowicie w kierunku wypływu cieczy czystej i nieczystości. Ponadto wlot strumienia cieczy doprowadzanej do wnętrza zbiornika jest kierowany pomiędzy wkład filtrowy a ścianę wewnętrzną zbiornika, a więc do szczeliny pomiędzy tymi elementami. Wnętrze wkładu filtrowego jest połączone z otworem wylotowym, a szczelina jest połączona z przestrzenią, która łączy się z otworem spustowym nieczystości. Pochylenie pobocznicy stożka wkładu filtrowego jest tak dobrane, by przepływająca wzdłuż ściany wewnętrznej zbiornika ciecz, której ubywa w miarę wnikania cieczy do wnętrza wkładu filtrowego nie traciła na szybkości przepływu, jaką ma na wejściu do szczeliny, dzięki temu cząsteczki mechaniczne przy odpowiedniej szybkości strugi cieczy nie przedostają się do wnętrza wkładu filtrowego, tylko czysta ciecz, a cząsteczki te opuszczają zbiornik kanałem spustowym, oddzielone od czystej przefiltrowanej cieczy. W celu odpowiedniej regulacji, w zależności od ciśnienia oraz wielkości oczek w siatce - a więc stopnia oczyszczania cieczy, korzystne jest zastosowanie dławika w otworze wylotowym cieczy i/lub dławika w kanale spustowym. Wielkości poszczególnych elementów mogą być tak dobrane, by przez kanał spustowy wypływało od 10 do 50 procent cieczy doprowadzanej do zbiornika.A dynamic filter for liquids is also known from the Polish patent application No. P-341 688, consisting of a cylindrical tank, ending on one side with a head associated with the inflow of contaminated liquid, and on the other side ending with a cover associated with the outflow of the purified liquid and the outflow of impurities. A sleeve-type filter insert is embedded in the tank, which consists of a ribbed support with longitudinal through holes leading to its interior and a filter mesh mounted on the side surface of this support. The essence of the solution lies in the fact that the filter element has the shape of a truncated cone with a larger base on the outflow side of the purified liquid, and a smaller base on the side of the polluted liquid inlet. As a result of such a configuration of the filter insert, a gap with a decreasing cross-section in the longitudinal direction, namely in the direction of outflow of clean liquid and impurities, exists between its mesh and the inner wall of the tank. Moreover, the inlet of the liquid stream supplied to the interior of the tank is directed between the filter cartridge and the internal wall of the tank, and thus into the gap between these elements. The interior of the filter cartridge is connected to the outlet and the slot is connected to the space that communicates with the waste outlet. The inclination of the side surface of the filter element cone is selected so that the liquid flowing along the inner wall of the tank, which decreases as the liquid penetrates the filter element, does not lose its flow rate at the entrance to the slot, thanks to which the mechanical particles do not flow at the appropriate speed of the liquid stream. get inside the filter cartridge, only pure liquid, and these particles leave the tank through the drain channel, separated from the clean filtered liquid. In order to properly adjust, depending on the pressure and the size of the mesh in the mesh - i.e. the degree of liquid purification, it is advantageous to provide a throttle in the liquid outlet opening and / or a throttle in the drainage channel. The sizes of the individual elements may be selected so that 10 to 50 percent of the liquid supplied to the tank flows through the drainage channel.

Filtr według przedmiotowego wynalazku przeznaczony jest do oczyszczania cieczy z zanieczyszczeń w układach o stosunkowo małych przepływach rzędu 20 m³/h.The filter according to the present invention is designed to purify liquids from contaminants in systems with relatively low flows, of the order of 20 m ³ / h.

Celem wynalazku jest opracowanie filtra przeznaczonego oczyszczania do cieczy z zanieczyszczeń stałych w instalacjach o dużej wydajności rzędu 10000 m³/h, przy jednoczesnym zachowaniu prostej i zwartej kompaktowej jego konstrukcji.The aim of the invention is to develop a filter intended for purification of liquids from solid contaminants in installations with a high capacity of 10,000 m ³ / h, while maintaining a simple and compact, compact design.

Istotą filtra dynamicznego jest mimośrodowe usytuowanie wkładu filtracyjnego w jego zbiorniku. Wkład filtracyjny ma przesuniętą oś wzdłuż płaszczyzny symetrii filtra równolegle wobec do osi obudowy zbiornika. Przesunięcie tych osi, tworzy pomiędzy wewnętrzną cylindryczną powierzchnią obudowy zbiornika, a zewnętrzną powierzchnią wkładu filtracyjnego pierścieniową komorę, która ulega obustronnie symetrycznemu zawężeniu w kierunku od otworu dopływowego do otworu spływowego. Ponadto w otworze dopływowym usytuowana jest symetrycznie względem płaszczyzny symetrii filtra kierownica rozdzielająca z ostrzem skierowanym w kierunku króćca dopływowego, tworząc kompresyjno-kierujące szczeliny.The essence of the dynamic filter is the eccentric location of the filter element in its tank. The filter cartridge has a displaced axis along the symmetry plane of the filter parallel to the axis of the reservoir housing. The displacement of these axes creates an annular chamber between the inner cylindrical surface of the reservoir housing and the outer surface of the filter cartridge, which narrows symmetrically on both sides in the direction from the inlet opening to the outflow opening. Moreover, in the inlet opening, a dividing guide with the blade directed towards the inlet connection is located symmetrically with respect to the plane of symmetry of the filter, creating compression-directing slots.

Cylindryczna powierzchnia wkładu filtracyjnego uformowana jest z pionowych żeber usytuowanych swymi krawędziami do warstwy filtrującej, co pozwala na maksymalne wykorzystanie powierzchni czynnej warstwy filtrującej.The cylindrical surface of the filter element is formed of vertical ribs placed with their edges to the filter layer, which allows for the maximum use of the active surface of the filter layer.

PL 206 608 B1PL 206 608 B1

Ponadto cylindryczna powierzchnia wkładu filtracyjnego uformowana jest z pionowych żeber usytuowanych po obu stronach płaszczyzny symetrii skierowanych w jednej części pod dodatnim kątem ostrym do promienia podstawy wkładu filtracyjnego, a w drugiej części pod ujemnym kątem ostrym.Moreover, the cylindrical surface of the filter element is formed of vertical ribs situated on both sides of the symmetry plane, directed in one part at a positive acute angle to the radius of the filter cartridge base, and in the other part at a negative acute angle.

Wynalazek przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia filtr dynamiczny pionowy w przekroju poprzecznym A-A, fig. 2 - filtr pionowy w przekroju wzdłużnym w płaszczyźnie symetrii P, fig. 3 - filtr poziomy w przekroju wzdłużnym w płaszczyźnie symetrii P, fig. 4 - filtr dynamiczny poziomy w przekroju poprzecznym A-A.The invention is illustrated in an exemplary embodiment in which Fig. 1 shows a vertical dynamic filter in a cross-section AA, Fig. 2 - a vertical filter in a longitudinal section in the symmetry plane P, Fig. 3 - a horizontal filter in a longitudinal section in the symmetry plane P Fig. 4 shows the horizontal dynamic filter in AA cross-section.

P r z y k ł a d IP r z k ł a d I

Filtr dynamiczny w przykładzie wykonania w wersji pionowej składa się z posadowionego pionowo zbiornika 1 w postaci cylindrycznej rury z dnem i pokrywą 2 połączoną rozłącznie połączeniem kołnierzowym 3 i wyposażoną w otwór górny 4. Po jednej stronie zewnętrznej powierzchni cylindrycznej zbiornika 1 usytuowany jest króciec dopływowy 5 z otworem dopływowym 6. Symetrycznie po przeciwnej stronie zewnętrznej powierzchni cylindrycznej zbiornika 1, w linii płaszczyzny symetrii P dzielącej wzdłużnie konstrukcję filtra na dwie symetryczne części, usytuowany jest króciec spustowy 7 z otworem spływowym 8. W zbiorniku 1 osadzony jest wymienny wkład filtracyjny 9 w kształcie cylindrycznej rury z dnem 10 i górną głowicą 11 wyposażoną w króciec odpływowy 12 z otworem odpływowym 13. Króciec odpływowy 12 wyprowadzony jest ze zbiornika 1 poprzez pokrywę 2 otworem 4. Cylindryczna powierzchnia wkładu filtracyjnego 9 uformowana jest z pionowych żeber 14 w kształcie ukośnie usytuowanych płaskowników owiniętych ściśle przylegającą warstwą filtrująca 15 w postaci jednej siatki lub zestawu kilku siatek 16. Zebra 14 ustawione są po obu stronach pionowej płaszczyzny symetrii P pod kątem ostrym +α do promienia r wkładu filtracyjnego 9, a na drugiej połowie pod kątem ostrym -α. Poprzez usytuowanie żeber 14 krawędziami do warstwy filtrującej 16 uzyskuje się maksymalne wykorzystanie powierzchni czynnej warstwy filtrującej 15.The dynamic filter in the embodiment in the vertical version consists of a vertically mounted tank 1 in the form of a cylindrical pipe with a bottom and a cover 2, detachably connected by a flange connection 3 and equipped with an upper opening 4. On one side of the outer cylindrical surface of the tank 1 there is an inlet nozzle 5 with symmetrically on the opposite side of the outer cylindrical surface of the tank 1, in the line of the symmetry plane P dividing the filter structure longitudinally into two symmetrical parts, there is a drain 7 with an outflow opening 8. In the tank 1 there is mounted a replaceable filter cartridge 9 in the shape of a cylindrical pipes with a bottom 10 and an upper head 11 equipped with a drain connector 12 with a drain hole 13. The drain connector 12 is led out of the tank 1 through the cover 2 through the opening 4. The cylindrical surface of the filter cartridge 9 is formed of vertical ribs 14 in the shape of oblique flat bars, wrapped These closely adjacent filter layer 15 in the form of one mesh or a set of several meshes 16. Zebra 14 are positioned on both sides of the vertical symmetry plane P at an acute angle + α to the radius r of the filter cartridge 9, and on the other half at an acute angle -α. By arranging the ribs 14 with their edges to the filter layer 16, maximum use of the active surface area of the filter layer 15 is achieved.

Wkład filtracyjny 9 usytuowany jest w zbiorniku 1 mimośrodowo, poprzez równoległe przesunięcie jego pionowej osi O¹ w stosunku do pionowej osi O obudowy zbiornika 1 o odcinek z wzdłuż płaszczyzny symetrii P. Takie wzajemne usytuowanie ww. elementów tworzy pomiędzy wewnętrzną cylindryczną powierzchnią obudowy zbiornika 1 a zewnętrzną powierzchnią wkładu filtracyjnego 9 pierścieniową komorę 17, która ulega obustronnie symetrycznie zwężeniu w kierunku otworu spływowego 8. W otworze dopływowym 6 usytuowana jest symetrycznie względem płaszczyzny symetrii P kierownica rozdzielająca 18, w postaci kątownika z ostrzem skierowanym w kierunku króćca dopływowego 5, przy czym szerokość otworu dopływowego 6 jest większa od podstawy kierownicy rozdzielającej 18 tworząc po obu stronach szczeliny kompresyjno-kierujące 19.The filter cartridge 9 is positioned eccentrically in the tank 1 by the parallel displacement of its vertical axis O ¹ with respect to the vertical axis O of the tank housing 1 by a section z along the symmetry plane P. of elements, it forms an annular chamber 17 between the inner cylindrical surface of the tank 1 housing and the outer surface of the filter cartridge 9, which is symmetrically narrowing on both sides towards the outflow opening 8. In the inflow opening 6, a dividing bar 18 is arranged symmetrically in relation to the symmetry plane P directed towards the inflow connector 5, the width of the inflow opening 6 being greater than the base of the dividing bar 18, creating compression-directing slits 19 on both sides.

P r z y k ł a d IIP r z x l a d II

Filtr dynamiczny w innym przykładzie wykonania w wersji poziomej ma taką samą konstrukcję jak wyżej opisany filtr w wersji pionowej, z tym, że składa się z poziomo posadowionego zbiornika 1a w postaci cylindrycznej rury z dnem i pokrywą 2a wyposażoną w otwór boczny 4a. Na górnej zewnętrznej powierzchni cylindrycznej zbiornika 1a usytuowany jest poziomy króciec dopływowy 5a z otworem dopływowym 6a. Z kolei w dolnej zewnętrznej powierzchni cylindrycznej zbiornika 1a, w linii płaszczyzny symetrii P dzielącej wzdłużnie konstrukcję filtra na dwie symetryczne części, usytuowany jest pionowy króciec spustowy 7a z otworem spływowym 8a. Pozostałe elementy filtra mają taką samą konstrukcję jak filtra przedstawiony w pierwszym przykładzie wykonania.The dynamic filter in another embodiment in the horizontal version has the same structure as the above-described filter in the vertical version, except that it consists of a horizontally mounted tank 1a in the form of a cylindrical tube with a bottom and a cover 2a equipped with a side opening 4a. On the upper outer cylindrical surface of the tank 1a there is a horizontal inlet port 5a with an inflow opening 6a. In turn, in the lower outer surface of the cylindrical tank 1a, in the line of the symmetry plane P longitudinally dividing the filter structure into two symmetrical parts, a vertical discharge pipe 7a with a drainage opening 8a is located. The other filter elements are of the same construction as the filter shown in the first embodiment.

Filtr dynamiczny w innych przykładach wykonania może być usytuowany w różnych pozycjach pośrednich pomiędzy pozycją pionową a poziomą.The dynamic filter in other embodiments may be positioned at various intermediate positions between the vertical and horizontal positions.

Działanie filtra dynamicznego według wynalazku polega na tym, że zanieczyszczona ciecz doprowadzana poprzez otwór dopływowy 6, 6a napotyka na przeszkodę w postaci kierownicy rozdzielającej 18, gdzie w szczelinach kompresyjno-kierujących 19 podlega rozdzieleniu na dwie odrębne skierowane w przeciwnych kierunkach płaskie strugi. Rozdzielone strugi zanieczyszczonej cieczy podlegają procesowi oczyszczenia się z części stałych, poprzez migrację oczyszczonej cieczy przez warstwę filtrującą 15 praktycznie na całej jej aktywnej do powierzchni wnętrza wkładu filtracyjnego 9 zakończonego otworem wylotowym 13. Natomiast części stałe przemieszczają się w pierścieniowych komorach 17 z pozostałą nie przefiltrowaną częścią cieczy w dwóch przeciwbieżnie ukierunkowanych strugach do otworu spływowego 8, 8a, gdzie następuje ich połączenie.The operation of the dynamic filter according to the invention is based on the fact that the contaminated liquid supplied through the inlet opening 6, 6a meets an obstacle in the form of a dividing guide 18, where in the compression-steering slots 19 it is separated into two separate flat streams directed in opposite directions. Separated streams of contaminated liquid are subject to the process of purification of solids by the migration of the purified liquid through the filtering layer 15 practically over its entire active surface to the interior surface of the filter cartridge 9 terminated with an outlet opening 13. On the other hand, the solids move in the annular chambers 17 with the remaining unfiltered part of liquid in two oppositely directed streams to the drain hole 8, 8a, where they are joined.

Mimośrodowe usytuowanie wkładu filtracyjnego 9 w zbiorniku 1, 1a tworzące pierścieniowe komory 17 zwężające się w kierunku otworu spływowego 8, 8a powoduje, że szybkość strugi filtrowanego medium na całym obwodzie pierścieniowej komory 17 jest porównywalna. Taka konstrukcja filtra powoduje znaczne zwiększenie jego wydajności i skuteczności działania poprzez maksymalne wyko4The eccentric position of the filter element 9 in the tank 1, 1a, forming annular chambers 17 narrowing towards the outflow opening 8, 8a, makes the flow rate of the filtered medium around the entire circumference of the annular chamber 17 comparable. Such a design of the filter significantly increases its efficiency and effectiveness through maximum performance

PL 206 608 B1 rzystanie czynnej powierzchni warstwy filtrującej 15. Ponadto uzyskuje się efekt samooczyszczania się warstwy filtrującej 15 poprzez zminimalizowanie zjawiska osadzania się części stałych filtrowanej cieczy na warstwie filtrującej 15 i ich swobodny wypływ otworem spływowym 8, 8a.The use of the active surface of the filter layer 15. Moreover, the self-cleaning effect of the filter layer 15 is obtained by minimizing the phenomenon of deposition of solids of the filtered liquid on the filter layer 15 and their free outflow through the drainage opening 8, 8a.

Rozwiązanie według wynalazku ma zastosowanie w przemysłowych instalacjach technologicznych filtracji lub zagęszczania cieczy zanieczyszczonych, między innymi w hutnictwie, w instalacjach przeróbki mechanicznej węgla, oczyszczalniach cieczy zawierających zanieczyszczenia stałe.The solution according to the invention is used in industrial technological installations for the filtration or thickening of contaminated liquids, inter alia, in metallurgy, in coal mechanical processing installations, and in liquid purification plants containing solid contaminants.

Claims

Patent claims

1. Dynamic filter for liquids consisting of a cylindrical tank closed on both sides, equipped with an inlet, outlet and drain connector, inside which a filter cartridge is mounted in the shape of a perforated, cylindrical and / or conical pipe surrounded by a filtering layer, characterized in that the filter cartridge ( 9) is seated in the tank (1), (1a) eccentrically, by shifting its axis (O ¹ ) by a distance (z) along the symmetry plane (P) to the axis (O) of the tank housing (1), (1a) creating symmetrical annular chambers (17) between the inner cylindrical surface of the tank housing (1), (1a) and the outer surface of the filter cartridge (9), the cross-sections of which narrow from the inlet opening (6), (6a) to the drain opening (8) , (8a).

2. The dynamic filter according to claim 1 A dividing blade (18) with the blade directed towards the inlet connection (5), (5a) is arranged symmetrically in relation to the plane of symmetry (P) in the inflow opening (6), (6a) with the blade directed towards the inlet connection (5), (5a), creating compression-directing slots (19).

3. The dynamic filter according to claim 1 A method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the cylindrical surface of the filter element (9) is formed by vertical ribs (14), most preferably positioned with their edges towards the filter layer (15).

4. The dynamic filter according to claim 1 1 or 2, characterized in that the cylindrical surface of the filter element (9) is formed of vertical ribs (14) located on both sides of the plane of symmetry (P) directed in one part at an acute angle (+ α) to the radius (r) of the base of the cartridge filtering (9), and in the other part at an acute angle (-α).