Щелевой колпачок для фильтров с зернистой загрузкой

Щелевой колпачок для фильтров с зернистой загрузкой

Реферат

 

Сущность изобретения: щелевой колпачок для фильтров с зернистой загрузкой содержит корпус в виде плоского кольца с соединительной втулкой и расположенную на корпусе шайбу с крышкой, на поверхности которой, обращенной к корпусу, выполнен кольцевой выступ с канавками, расположенными под углом к радиусу шайбы. 5 ил.

Изобретение относится к конструкциям дренажно-распределительных устройств для фильтров с насыпным слоем и может быть использовано в химической, радиохимической, гидрометаллургической и других отраслях промышленности.

Работоспособность насыпных фильтров и продолжительность фильтроцикла лимитируются качеством отмывки (регенерации) фильтрующего слоя, которое определяется равномерностью распределения жидкости по сечению фильтра. Равномерность распределения достигается конструкцией распределительного устройства.

Известен фильтр с дренажом типа "ложное дно", состоящий из корпуса с крышкой и днища, верхнего и нижнего распределительного устройства, верхнего и нижнего слоев ионита, размещенных соответственно на верхнем и между средним и нижним распределительными устройствами [1] В нем применяются дренажные элементы, например колпачки с плоскими вертикально расположенными щелями [2] Недостатком такой конструкции колпачков является неравномерное по площади распределение жидкости, вызывающее перераспределение загрязнений по всему объему насыпного слоя, что приводит к увеличению расхода воды на регенерацию.

Известен фильтр с дренажным элементом, колпачки которого имеют горизонтальное расположение плоской кольцевой щели (а.с. СССР N 1509107, кл. В 01 D 24/38, 1989). Кольцевая щель должна обеспечивать кольцевой поток (сток с колпачка) и равномерное распределение жидкости по периферии колпачка и по сечению фильтра.

Недостатком такой конструкции является сложность получения кольцевой щели одинаковой ширины, что приводит к преимущественному протеканию жидкости через участки щели с наибольшей шириной. На участках щелей с меньшей шириной образуются застойные зоны, в которых не происходит регенерация.

Известны дренажные элементы щелевого типа, выполненные в виде набора вертикально расположенных плоских пластин, установленных с зазором между собой в сквозном пазу обоймы [3] Достоинством такого дренажного устройства является небольшое сопротивление, а следовательно и небольшие энергозатраты, и возможность сбора жидкости по всей поверхности устройства, а недостатком неравномерное распределение очищаемой и промывной жидкости по сечению фильтра, особенно при большем диаметре последнего. Причина этого недостатка заключается в том, что в данном случае при фильтровании большую роль в распределении жидкости играют свойства слоя фильтрующего материала, а именно неоднородный по сечению гранулометрический состав, неравномерное уплотнение или загрязнение слоя в процессе работы, что приводит к течению жидкости не по всему сечению, а в основном, по участкам наименьшего сопротивления. В результате неравномерного распределения жидкости емкость фильтрующего материала используется неполно, снижается продолжительность фильтроцикла, повышаются эксплуатационные затраты.

Известно дренажное устройство, выполненное в виде решетки, состоящей из параллельно расположенных стержней треугольного профиля, установленных с зазором между собой [4] Для равномерного распределения жидкости под решеткой предусмотрены перфорированные трубы. Эти устройства способствуют равномерному распределению и сбору подаваемой сверху вниз очищаемой жидкости. Однако такая конструкция не обеспечивает равномерного распределения промывной жидкости, а неравномерная некачественная отмывка фильтрующего слоя приводит при проведении последующих фильтроциклов к дополнительным энергозатратам на прокачку жидкости, преждевременному проскоку загрязнений в фильтрат.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является щелевой колпачок для фильтров с зернистой загрузкой, содержащий корпус в виде плоского кольца с соединительной втулкой и расположенную на корпусе шайбу с крышкой [5] Этот щелевой колпачок не обеспечивает равномерного распределения выходящего потока жидкости, т.к. плоский поток разрывается за счет поверхностного натяжения и увеличения радиуса и, соответственно площади поперечного сечения. Плоский поток стремится сжаться в круглую струю, происходят хаотические продольные разрывы потока.

Цель изобретения повышение равномерности распределения жидкости.

На фиг.1 изображен фильтр с зернистой загрузкой, поперечное сечение; на фиг.2 щелевой колпачок, продольный разрез (узел I на фиг.1); на фиг.3 то же, вариант выполнения; на фиг. 4 разрез А-А на фиг.2; на фиг.5 разрез Б-Б на фиг.2.

Щелевой колпачок состоит из корпуса 1, выполненного в виде плоского кольца с соединительной втулкой, трубы 2 и каналов 3, расположенных под углом к оси трубы. Кольцо 1 корпуса имеет стяжной винт 4, на который устанавливается шайба 5 с центральным отверстием 6 и выполненным на ее поверхности, обращенной к корпусу, кольцевым выступом 7. Шайба 5 одновременно является крышкой колпачка. На кольцевом выступе 7 под углом к радиусу шайбы 5 расположены канавки 8. Шайба 5 и кольцо 1 стягиваются гайкой 9. Канавки 8 на выступе 7 шайбы 5 можно выполнить фрезерованием, литьем под давлением, штамповкой и т.д. Колпачок может состоять из нескольких шайб 5, как на фиг.3. Тогда верхняя шайба является крышкой, а на нижних шайбах имеются отверстия.

Щелевой колпачок работает следующим образом.

Для регенерации зернистой загрузки фильтра промывочный раствор подается под давлением в трубу 2, по каналам 3 поступает в камеру, образованную между кольцом 1, шайбой 5 и выступом 7 и по канавкам 8 выбрасывается в рабочую емкость в виде множества закрученных относительно оси шайбы 5 струй, обеспечивающих вращательное движение и равномерное распределение в фильтре выходящего потока. Образуемые канавками 8 струи усредняют поток раствора по всему сечению фильтра. Зернистая загрузка, находящаяся над распределительным устройством, взвешивается (взрыхляется) от восходящего потока. Происходит вынос загрязнений из корпуса фильтра.

Благодаря повышению равномерности распределения промывочного раствора по всему сечению фильтра исключается образование мертвых зон, образуется однородный кипящий слой зернистой загрузки, сокращается объем воды на регенерацию.

После регенерации зернистой загрузки исходный раствор под давлением подается сверху на зернистую загрузку. Отфильтрованный раствор устремляется по канавкам 8 в камеру между кольцом 1, шайбой 5 и выступом 7 и по каналам 3 в трубу 2, соединенную с емкостью для приема фильтрата.

Предлагаемая конструкция щелевого колпачка для фильтра с зернистой загрузкой позволяет повысить равномерность распределения жидкости, в результате чего емкость фильтрующего материала используется более полно, увеличивается продолжительность фильтроцикла, снижаются эксплуатационные затраты.

Формула изобретения

ЩЕЛЕВОЙ КОЛПАЧОК ДЛЯ ФИЛЬТРОВ С ЗЕРНИСТОЙ ЗАГРУЗКОЙ, содержащий корпус в виде плоского кольца с соединительной втулкой и расположенную на корпусе шайбу с крышкой, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности сбора и распределения жидкости, на поверхности шайбы, обращенной к корпусу, выполнен кольцевой выступ с канавками, расположенными под углом к радиусу шайбы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5