PL206608B1 - Filtr dynamiczny do cieczy - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

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

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:

19.03.2007 BUP 06/07 (73) Uprawniony z patentu:

WASYŁECZKO ZENON, Katowice, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

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

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

PL 206 608 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest filtr dynamiczny do cieczy zanieczyszczonej frakcjami stałymi, przeznaczony szczególnie do filtrowania cieczy silnie zanieczyszczonych w instalacjach przemysłowych o dużych przepływach.

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.

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.

Filtr według przedmiotowego wynalazku przeznaczony jest do oczyszczania cieczy z zanieczyszczeń w układach o stosunkowo małych przepływach rzędu 20 m³/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.

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.

Cylindryczna powierzchnia wkładu filtracyjnego uformowana jest z pionowych żeber usytuowanych swymi krawędziami do warstwy filtrującej, co pozwala na maksymalne wykorzystanie powierzchni czynnej warstwy filtrującej.

PL 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.

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.

P r z y 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.

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.

P r z y k ł 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.

Filtr dynamiczny w innych przykładach wykonania może być usytuowany w różnych pozycjach pośrednich pomiędzy pozycją pionową a poziomą.

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.

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 wyko4

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.

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.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Filtr dynamiczny do cieczy składający się zamkniętego z obu stron cylindrycznego zbiornika wyposażonego w króciec dopływowy, odpływowy i spływowy, w którego wnętrzu osadzony jest wkład filtracyjny w kształcie perforowanej cylindrycznej i/lub stożkowej rury otoczonej warstwą filtrującą, znamienny tym, że wkład filtracyjny (9) osadzony jest w zbiorniku (1), (1a) mimośrodowo, poprzez równoległe przesunięcie jego osi (O¹) o odcinek (z) wzdłuż linii płaszczyzny symetrii (P) wobec osi (O) obudowy zbiornika (1), (1a), tworząc pomiędzy wewnętrzną cylindryczną powierzchnią obudowy zbiornika (1), (1a) a zewnętrzną powierzchnią wkładu filtracyjnego (9) symetryczne pierścieniowe komory (17), których przekroje zwężają się od otworu dopływowego (6), (6a) do otworu spustowego (8), (8a).
2. 2. Filtr dynamiczny według zastrz. 1, znamienny tym, że w otworze dopływowym (6), (6a) usytuowana jest symetrycznie względem płaszczyzny symetrii (P) kierownica rozdzielająca (18) z ostrzem skierowanym w kierunku króćca dopływowego (5), (5a), tworząc kompresyjno-kierujące szczeliny (19).
3. 3. Filtr dynamiczny według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że cylindryczną powierzchnia wkładu filtracyjnego (9) uformowana jest z pionowych żeber (14) usytuowanych najkorzystniej swymi krawędziami do warstwy filtrującej (15).
4. 4. Filtr dynamiczny według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że cylindryczną powierzchnia wkładu filtracyjnego (9) uformowana jest z pionowych żeber (14) usytuowanych po obu stronach płaszczyzny symetrii (P) skierowanych w jednej części pod kątem ostrym (+α) do promienia (r) podstawy wkładu filtracyjnego (9), a w drugiej części pod kątem ostrym (-α).