[2]Полезная модель относится к очистке суспензии фильтрованием и предназначена для использования в пищевой, химической, целлюлозной и других отраслях промышленности.
[4]Известен барабанный вакуум-фильтр, раскрытый в патенте РФ на изобретение №2050171 (дата приоритета: 11.11.1992, дата публикации: 20.12.1995). Известный фильтр включает вращающийся горизонтальный барабан, разделенный на ряд ячеек с каналами, соединенных с распределительным устройством, включающим подвижную часть с концентрическими отверстиями и неподвижную часть, представляющую собой кольцевую полость, разделенную на вакуумные камеры для фильтрования, промывки и обезвоживания осадка, камеры сжатого газа для разрыхления осадка и регенерации фильтровальной перегородки, систему вакуумирования, состоящую из вакуумных сепараторов для основного и промывного фильтратов, соединенных с вакуумным насосом, корыто для суспензии с мешалкой, устройство для промывки и съема осадка, при этом система вакуумирования снабжена дополнительным ваккумным насосом, при этом вакуумные сепараторы соединены отдельными линиями с разными вакуумными насосами, работающими независимо друг от друга.
[5]Каждая ячейка барабана последовательно проходит зоны фильтрования, промывки и обезвоживания, съема осадка и регенерации фильтровальной перегородки.
[6]Известен барабанный вакуум-фильтр, раскрытый в патенте РФ на изобретение №2164439 (дата приоритета: 07.03.2000, дата публикации: 27.03.2001). Известный фильтр содержит ванну для суспензии, полый вал с двумя цапфами, лежащими в подшипниках, установленных в станине ванны суспензии, звездочки привода вала, закрепленные соосно на валу, распределительные головки на концах вала, дренажную поверхность, покрытую снаружи фильтровальной перегородкой, нож съема осадка, приемник осадка.
[7]При этом полый вал внутри разбит на независимые сектора, у одной из цапф на валу соосно закреплен полый разбитый на сектора диск с системой дренажных каналов, соединенных с независимыми секторами вала, и наружный барабан с внутренними дренажными каналами и дополнительной внутренней дренажной поверхностью, открытый с противоположного торца, а коаксиально наружному барабану на диске закреплено несколько барабанов меньшего диаметра также с внутренними дренажными каналами, наружными и внутренними дренажными поверхностями, при этом все дренажные поверхности покрыты фильтровальными перегородками, у каждой фильтровальной перегородки имеется автономный нож съема осадка, а сброс осадка осуществляется в конвейеры, размещенные со стороны открытого торца параллельно оси фильтра.
[8]Известен барабанный фильтр непрерывного действия для фильтрации жидкости такой, как раствор, содержащий остаток, раскрытый в патенте РФ на изобретение №2271853 (дата приоритета: 26.04.2001, дата публикации: 20.03.2003). Известный фильтр содержит цилиндрический барабан с горизонтальной осью, имеющий продольное сечение прямоугольной формы с вертикальной стенкой, цилиндрической стенкой и осевым отверстием, ограниченным кольцевым бортом, который продолжает цилиндрическую стенку, множество фильтрующих элементов, систему подачи подлежащей фильтрации жидкости, подведенную через указанное отверстие внутрь барабана систему отвода осадка, систему отвода фильтрата и блок подачи текучих сред.
[9]Известен барабанный вакуум-фильтр, раскрытый в источнике https://www.muctr.ru/upload/iblock/31d/Spring_16th_lecture.pdf (Лекция №16 “Фильтрование”, Российский Химико-технологический университет имени Д.И.Менделеева). Известный фильтр имеет вращающийся цилиндрический перфорированный барабан, покрытый металлической сеткой, на которой располагается фильтровальная ткань. Барабан на 30-40% своей поверхности погружен в суспензию, находящуюся в корыте, повторяющем форму барабана. Для предотвращения осаждения в корыте установлена качающаяся мешалка, совершающая маятниковые движения в зазоре между барабаном и корытом. Ввод суспензии возможен в любой точке корыта и производится непрерывно для поддержания постоянного уровня. Барабан разделен радиальными перегородками на ряд изолированных друг от друга камер. Каждая камера соединяется трубой с различными полостями неподвижной части распределительной головки. Трубы объединяются во вращающуюся часть распределительной головки. Благодаря этому при вращении барабана камеры в определенной последовательности присоединяются к источникам вакуума и сжатого воздуха. В результате при полном обороте барабана каждая камера проходит несколько зон, в которых осуществляются различные стадии работы фильтра.
[10]Известен барабанный вакуум-фильтр, раскрытый в источнике http://xn--l1amhh.xn--p1ai/uchebnik/TOO/800.php. (Конспект лекций, Щекотов Владимир Анатольевич, “Технологическое оборудование отрасли, параграф 3.2. Барабанные вакуум-фильтры, их конструкции и принцип действия). Известный фильтр состоит из барабана с фильтрующими ячейками, ванны, в которую поступает суспензия, с маятниковой мешалкой для перемешивания суспензии, распределительной головки, механизма съема осадка, промывного устройства и приводов барабана и мешалки от электродвигателя, при этом барабан, частично погруженный в ванну, закрыт с торцов плоскими крышками и состоит из двух соединенных соосных цилиндров: внутреннего сплошного и наружного перфорированного, покрытого снаружи фильтрующей тканью. Кольцевой зазор между цилиндрами разделен продольными перегородками на фильтрующие ячейки. С торцов укреплены сваркой плоские крышки и фланцевые цапфы, с помощью которых барабан установлен слева в подшипнике скольжения, а справа - в роликовой опоре, состоящей из двух нижних и одного верхнего роликов. Каждая ячейка сообщается трубкой с выводными трубками.
[11]Известен вариант конструкции барабанного вакуум-фильтра (∅4000*7000 для промывки целлюлозы) компании “WARTSILA”). Известный фильтр представляет собой закрытый, вращающийся на двух опорах цилиндр, покрытый перфорированными листами, на которые положена фильтровальная ткань. Через систему коллекторных труб с помощью вакуума целлюлоза осаждается на ткань, а затем снимается. Внутренние стороны торцевых дисков барабана и внутренние кольца жесткости изготовлены из углеродистых сталей.
[12]Данное решение было выбрано в качестве прототипа.
[13]Недостатком известных решений является сниженная надежность вакуум-фильтра, поскольку углеродистый металл подвержен воздействию агрессивной среды, вследствие чего барабан может преждевременно выйти из строя. Помимо этого, выполнение барабана в закрытом исполнении снижает ремонтопригодность вакуум-фильтра.
[14]Раскрытие сущности полезной модели
[15]Техническая задача, положенная в основу настоящей полезной модели, заключается в предотвращении разрушения торцевых крышек барабана.
[16]Технический результат, достигаемый при осуществлении полезной модели, заключается в повышении надежности и долговечности конструкции.
[17]Полезная модель раскрывает барабанный вакуумный фильтр, состоящий из ванны и барабана, который установлен на соосных опорах с возможностью вращения внутри ванны. Цилиндрическая поверхность барабана выполнена из перфорированных листов с фильтровальной тканью. В отличие от прототипа, в торцах барабана установлены радиально расположенные спицы, к которым крепятся цапфы. В качестве материала спиц использован материал, устойчивый к воздействию агрессивной среды.
[18]Дополнительные преимущества и существенные признаки настоящей полезной модели представлены в следующих частных вариантах осуществления.
[19]В частности, опоры барабана представлены приводной и ячейковой цапфой.
[20]В частности, цилиндрическая поверхность барабана снабжена внутри поперечными ребрами жесткости.
[21]В частности, спицы в торцах барабана изготовлены из нержавеющей стали.
[22]В частности, поперечные ребра жесткости выполнены из нержавеющей стали.
[23]Предлагаемый барабанный вакуум-фильтр отличается тем, что он выполнен в открытом исполнении (открытого типа). Вместо торцевых дисков установлены спицы из нержавеющей стали. Это позволяет не экономить на использовании нержавеющей стали, что положительно сказывается на надежности конструкции в целом. Материал поперечных ребер жесткости, расположенных внутри барабана, и колец жесткости также заменен на нержавеющую сталь. При такой конструкции барабан полностью изготовлен из нержавеющей стали, не подвержен коррозии и доступен для ремонта и обслуживания. Также произведена замена материала цапф для увеличения срока службы.
[24]Краткое описание чертежей
[25]Фиг.1 иллюстрирует барабан вакуум-фильтра.
[26]Фиг. 2 иллюстрирует внешний вид барабана вакуум-фильтра с торца.
[27]Фиг. 3 иллюстрирует внешний вид барабана вакуум-фильтра с торца.
[28]На чертежах использованы следующие обозначения:
[29]1 - цилиндрический перфорированный барабан;
[32]4 - перфорированные листы с фильтровальной тканью;
[34]6 - коллекторные трубы;
[37]Осуществление полезной модели
[38]В соответствии с Фиг.1, барабанный вакуум-фильтр содержит цилиндрический перфорированный барабан 1, который установлен внутри ванны (на чертеже не показана) на опорах, представленных ячейковой 2 и приводной 3 цапфой. Цилиндрическая поверхность барабана 1 выполнена из перфорированных листов 4, на которых расположена фильтровальная ткань. Внутренняя сторона цилиндрической поверхности снабжена поперечными ребрами жесткости 5, выполненными из нержавеющей стали. Барабан 1 разделен радиальными перегородками (на чертеже не показаны) на изолированные камеры. Каждая камера (на чертеже не показаны) соединена с различными полостями неподвижной части распределительной головки. Коллекторные трубы 6 объединены во вращающуюся часть распределительной головки ячейковой цапфы 2. При вращении барабана 1 камеры в определенной последовательности присоединяются к источникам вакуума и сжатого воздуха. В результате при полном обороте барабана каждая камера проходит несколько зон, в которых осуществляются различные стадии фильтрации. Промывные трубы 7, расположенные внутри торцевой части барабана 1, предназначены для подачи промывной жидкости во время попадания осадка в зону промывки.
[39]Барабан на 30-40% своего объема погружен в суспензию, которой заполнена ванна. Поперечное сечение ванны выполнено полукруглым, повторяющим форму барабана. Ванна сообщена с подводящими трубами, через которые подается суспензия.
[40]В соответствии с Фиг.2, торец цилиндрического перфорированного барабана 1 представлен радиально расположенными спицами 8, к которым крепится приводная цапфа 3, при этом спицы выполнены из материала, устойчивого к воздействию агрессивной среды, в частности, из нержавеющей стали.
[41]В соответствии с Фиг.3, торец цилиндрического перфорированного барабана 1 представлен радиально расположенными спицами 8, к которым крепится ячейковая цапфа 2, при этом спицы выполнены из материала, устойчивого к воздействию агрессивной среды, в частности, из нержавеющей стали. Коллекторные трубы 6 объединены во вращающуюся часть распределительной головки ячейковой цапфы 2.
[42]Барабанный вакуум-фильтр работает следующим образом.
[43]Через питающий трубопровод в ванну подается суспензия. Ванна заполняется до требуемого уровня, поддерживаемого в течение всего процесса. При вращении барабана 1 камеры в определенной последовательности присоединяются к источникам вакуума и сжатого воздуха. В результате при полном обороте барабана каждая камера проходит несколько зон, в которых осуществляются различные стадии фильтрации. Процесс фильтрации происходит в камере до тех пор, пока она погружена в суспензию. Фильтрат отводится через коллекторные трубы 6, подключенные через распределительную головку к вакуумной линии. Фильтровальной перегородкой может выступать фильтровальная лента, натянутая на барабан. При помощи барометрических труб под фильтровальной тканью создается разрежение, за счет чего осаживается целлюлозная масса. По мере пребывания камеры в суспензии слой осадка, представленного целлюлозной массой, на поверхности барабана 1 растет. Когда камера поднимается над поверхностью суспензии, наполнение осадка прекращается. Далее слой осадка попадает в зону промывки. Промывные трубы 7, расположенные внутри торцевой части барабана 1, предназначены для подачи промывной жидкости во время попадания осадка в зону промывки. Промывной фильтрат отводится через другую секцию головки. После промывки осадок подвергается сушке и далее осуществляется съем осадка с барабана с помощью ножа и облегчается отдувкой.
