ITMI990116A1 - Mezzo di filtrazione per la separazione solido/liquido - Google Patents

Description

definizione introduttiva della rivendicazione 1.

Nel principio di lavoro di filtri ad allagamento in un primo momento viene allagato uno strato di filtrazione estendentesi al di sopra delle aperture di un letto di allagamento.; A tale scopo -in un primo momento viene applicato un allagamento fondamentale come primo allagamento preliminare, e precisamente in quanto il materiale di allagamento viene allagato in un circuito veloce mediante il filtro ed in tal modo forma un sottile strato di particelle sulle superiici del filtro. Poiché il materiale di allagamento, in molti casi farina fossile, presenta uno spettro di partizione di 0,3 μιη fino a circa 50 μιη e il letto di allagamento possiede nuovamente aperture dell'ordine di grandezza di 60 μm fino a 100 μm, lo strato di allagamento può essere formato soltanto in quanto più particelle si incastrano davanti all'apertura, formano un ponte e di conseguenza si impediscono reciprocamente di passare attraverso l'apertura. Con il secondo allagamento preliminare viene formato un panello fino ad uno spessore di strato di 0,5 fino a 1 mm.

Nel principio di lavoro della filtrazione formante panello si fa del tutto a meno di materiali ausiliari di filtrazione estranei, che vengono allagati sul mezzo di filtrazione. Le sostanze solide contenute nella sospensione da filtrare si accumulano direttamente sulla superficie del mezzo di filtrazione formando un mucchio oppure un panello di filtrazione, mentre il filtrato viene scaricato mediante il mezzo di filtrazione.

A seconda del settore applicativo del rispettivo filtro si impiegano differenti mezzi di filtrazione. Nei filtri ad allagamento i letti di allagamento formati da Un tessuto di materiale sintetico oppure da un tessuto metàllico nonché da vagli interstiziali, costituiscono le forme di realizzazione più frequentemente impiegate. Nei filtri come filtri monostrato, rispettivamente filtri aspiranti o filtri monostrato di processo, rispettivamente essiccatoi di filtri, si impiegano anche materiali sinterciti, come ad esempio tessuto sinterato multistrato, falde sinterate o lamiere sinterate di polvere. Nelle note esecuzioni di tessuti ; una grandezza delle aperture di circa 55 μπι costituisce il limite inferiore della struttura realizzabile impiegabile, poiché per una minore larghezza delle maglie i fili dovrebbero essere talmente sottili che non è più sufficiente la resistenza a trazione. Del resto il rapporto fra la superficie delle aperture e la superficie complessiva è stabilito ed invariabile.

L'invenzione si pone il compito di realizzare un mezzo di filtrazione per la separazione solido/liquido, che, anche nel caso di basse grandezze delle particelle, rispettivamente di una fine distribuzione di granitura del mezzo ausiliario di filtrazione, consente rapidamente ed affidabilmente una stabile ed uniforme formazione dello strato di filtrazione sull'intera superficie di filtrazione.

Questo problema viene risolto mediante un mezzo di filtrazione con le caratteristiche della rivendicazione 1. I vantaggi sostanziali dell'invenzione stanno nel fatto che, in seguito alla modesta dimensione delle aperture, è possibile formare in modo sostanzialmente veloce un panello di filtrazione o allagare il necessario strato di filtrazione, laddove in quest'ultimo caso è necessario effettuare soltanto un unico allagamento preliminare. Ciò porta ad una decisa riduzione dei costi in seguito al risparmio di tempo ed al minore impiego di materiale per il mezzo ausiliario di filtrazione necessario. Il mezzo di filtrazione secondo l'invenzione è robusto e possiede un'elevata durata utile ed inoltre può essere facilmente pulito grazie alla superficie liscia. La possibilità di risciacquo a scopo di pulitura è data dalla indeformabilità del materiale. Il mezzo di filtrazione formato da una piastra sottile, rispettivamente foglia può essere prodotto economicamente come reticolo stirato e rispetto a tessuti metallici presenta proprietà di filtrazione sostanzialmente migliori, in quanto risulta decisamente ridotto il pericolo che lo strato di allagamento si rompa nella zona di una oppure più aperture e di conseguenza venga ridotto l'effetto filtrante. I Teticoli stirati sono di per sé noti e tuttavia vengono prodotti usualmente con una grande larghezza delle maglie, ossia è grande la percentuale di aperture sulla superficie complessiva (vedere DIN 791).

Poiché è sufficiente un unico allagamento preliminare, ed a tale scopo è sufficiente un materiale ausiliario di filtrazione di media fino a fine distribuzione della granitura, questo mezzo di filtrazione è adatto anche per l'impiego di farina fossile rigenerata e altri mezzi di filtrazione rigenerabili, nonché di differenti materiali di adsorbimento.

Il mezzo di filtrazione possiede una determinata stabilità di forma, che dipende naturalmente dallo spessore della piastra e dal tipo di materiale, come pure dal numero e dalla grandezza delle aperture nella piastra. Poiché in tal modo si ottiene una pluralità di grandezze influenzatrici è possibile produrre parti sagomate di forma a piacere e adattate al rispettivo scopo di impiego, ad esempio come cilindri cavi, come strutture a forma di vasca o =di disco, o similari.

Poiché le singole aperture nella piastra formante il mezzo di filtrazione non sono collegate reciprocamente, all'interno della piastra non può verificarsi flusso trasversale, cosicché il mezzo di filtrazione nella sua zona marginale può essere semplicemente chiuso a tenuta. La piastra può essere impiegata su tutti gli elementi di filtrazione a disco, finora rivestiti con un tessuto di tipo convenzionale, senza modifiche al dispositivo di fissaggio. Ciò non soltanto fa sì che tutti i nuovi elementi di filtrazione possono essere equipaggiati immediatamente, senza cambiare il sistema, con il mezzo di filtrazione secondo l'invenzione, ma è possibile parimenti senza problemi un successivo equipaggiamento dei filtri già in esercizio.

Il mezzo di filtrazione secondo l'invenzione dà la possibilità di variare la superficie libera delle aperture, con riferimento alla superficie complessiva del mezzo di filtrazione, su una zona più grande, laddove ciò è possibile tramite la grandezza ed il numero dei fori. Al. riguardo la grandezza dei fori può essere determinata tramite l'attrezzo di fabbricazione. Un particolare vantaggio si ha al riguardo in guanto con l'invenzione è possibile ottenere una superficie di apertura libera, che è impostabile ad esempio nell'intervallo dallo 0,5% fino al 15% della superficie complessiva del mezzo di filtrazione. La distribuzione in altezza del panello di filtrazione può essere in tal modo resa uniforme. Questo effetto è estremamente importante specialmente nella prima fase della filtrazione. Un ulteriore influenzamento sulla grandezza 'dei fori è la loro determinazione tramite l'entità della retrodeforinazione, cosicché è possibile tener conto dei requisiti di volta in volta posti relativamente alla superficie di apertura libera e alle grandezze dei fori. Lo spessore del materiale della piastra sottile, rispettivamente della foglia, è preferibilmente di 0,1 fino a 1,5 min, laddove lo spessore del materiale può essere determinato in dipendenza delle proprietà meccaniche del rispettivo materiale e della richiesta rigidezza del mezzo di filtrazione. Come materiale per il mezzo di filtrazione si prendono in considerazione specialmente acciaio legato, rispettivamente leghe di acciaio legato, metalli non ferrosi, rispettivamente leghe di alluminio od altri materiali resistenti alla corrosione, specialmente materiali sintetici, laddove anche qui la scelta dovrà essere effettuata in base ai rispettivi requisiti di ordine meccanico e/oppure chimico.

In seguito alla superficie liscia della piastra si ottiene un'ottima espulsione del panello nel caso di filtri a dischi orizzontali, che a tale scopo vengono animati preferibilmente di un movimento rotatorio e proiettano verso l'esterno il panello di filtrazione. Inoltre il materiale non presenta direzione preferenziale, il che è importante nel caso di impiego su elementi di filtrazione rotanti con sollecitazione a simmetria di rotazione. In dipendenza del metallo di volta in volta impiegato si ottiene anche una saldabilità del mezzo di filtrazione, il che può risultare vantaggioso quando un mezzo di filtrazione viene formato da più parti oppure questo debba essere collegato con un elemento portante.

L'invenzione consente la produzione di larghezze interstiziali fino ad un minimo di circa 5 μm, laddove a seconda dei materiali ausiliari di filtrazione impiegati nonché a seconda della consistenza del liquido da filtrare si considerano come dimensioni di larghezza preferite degli interstizi larghezze interstiziali fra 5 μm e 300 μm. La lunghezza degli interstizi è preferibilmente compresa fra 0,5 e 15 mm.

La retrodeformazione del reticolo stirato avviene preferibilmente mediante laminazione, poiché in tal caso è possibile raggiungere in modo assai preciso la dimensione finale desiderata e in tal modo sussiste un'elevata precisione di produzione con una qualità costante del prodotto. Le aperture nel mezzo di filtrazione si estendono in sostanza ortogonalmente alla superficie del mezzo di filtrazione, per cui le aperture sono facilmente pulibili, in quanto i passaggi sono leggermente conici e chiaramente definiti. La superficie del mezzo di filtrazione per la produzione di speciali proprietà superficiali può essere trattata elettrochimicamente oppure rettificata meccanicamente. Per l'equipaggiamento per l'impiego sotto condizioni chimiche estreme è opportuno rivestire la superficie del mezzo di filtrazione con uno strato di materiale chimicamente resistente. Al riguardo si tratta preferibilmente dello stesso materiale impiegato anche per rivestire la parete interna del recipiente.

Un esempio di realizzazione dell'invenzione è illustrato più dettagliatamente in seguito in base al disegno.

In particolare:

la figura 1 mostra un dettaglio di una sezione longitudinale attraverso il mezzo di filtrazione,

la figura 2 mostra una vista dall'alto sul mezzo di filtrazione conformemente alla freccia II in figura 1 in scala di misura ridotta rispetto alla figura 1,

la figura 3 mostra una rappresentazione del mezzo di filtrazione come in figura 1 nell'impiego come letto di allagamento con panello di filtrazione allagato.

Nella figura 1 è mostrato, non in scala ed .ingrandito molteplicemente un dettaglio di un mezzo di filtrazione 1, che è formato ad esempio da una lamiera sottile 2 con uno spessore D di circa 0,5 mm. In questa lamiera sottile 2 mediante un procedimento per formare un reticolo stirato, con un attrezzo adeguato è praticata una pluralità di aperture 3 situate l'una accanto all'altra a distanze regolari. Mediante laminazione del reticolo stirato ha luogo una retrodeformazione della lamiera sottile 2, cosicché questa viene portata sostanzialmente alla dimensione originaria D. Accanto alle aperture 3 rispettivamente verso l'alto rimangono risalti che sporgono oltre il piano propriamente detto della lamiera, laddove in corrispondenza del lato superiore della lamiera sottile i risalti sono indicati con 4 e in corrispondenza del lato inferiore sono indicati con 4'. Dopo questa operazione di laminazione le aperture 3 sono ristrette a formare strette fessure 5, laddove la larghezza interstiziale B sarà compresa tra 5 e 300 μm e preferibilmente sarà di circa 35 μm. Le fessure 5 sono sagomate leggermente coniche con allargamento rivolto verso il basso, laddove l'angolo di apertura a è di almeno 1°, preferibilmente di 5 fino a 60°. Nella figura 2 è mostrata la vista dall'alto sulla lamiera sottile 2 del mezzo di filtrazione 1 conformemente alla freccia I in figura 1, da cui è rilevabile che nella lamiera sottile 2 con disposizione regolare è prevista una pluralità di fessure 5. Queste fessure 5 si trovano in file reciprocamente allineate, laddove due file consecutive sono reciprocamente sfalsate. Mentre la larghezza interstiziale B — come già menzionato — è estremamente modesta, dell'ordine di almeno 5 μm, ed è compresa preferibilmente nell'ambito di circa 35 μm, la lunghezza L interstiziale può essere compresa nell'intervallo da 0,5 fino a 20 mm. La superficie di apertura libera, con riferimento alla superficie complessiva del mezzo di filtrazione 1, è compresa preferibilmente nell'intervallo dallo 0,5 fino al 15%, laddove questa superficie di apertura libera è definibile sia tramite il numero sia anche tramite la grandezza delle aperture.

La figura 3 mostra una sezione attraverso il mezzo di filtrazione 1 nell'esempio di un mezzo di allagamento formato da una lamiera sottile 2, come quella già descritta con riferimento alla figura 1. Su questo letto di allagamento si trova uno strato di allagamento 6, che è parte di un panello di filtrazione depositatosi sulla lamiera sottile 2 servente da letto di allagamento. Poiché la larghezza B delle fessure 5 è estremamente modesta, le particelle della sospensione vengono ostacolate nel loro passaggio attraverso le fessure 5. Poiché la lunghezza L delle fessure 5 tuttavia di regola è sostanzialmente maggiore della larghezza interstiziale ed anche della grandezza delle particelle, il liquido può passare esso stesso attraverso le aperture 3, come è rappresentato dalle frecce 7 indicanti l'apertura di passaggio. In tal modo dal lato di deflusso del letto di allagamento fuoriesce un filtrato con grado di purezza estremamente elevato. Come è rilevabile dalle figure 1 e 3, le aperture 3 sono disposte circa ortogonalmente al piano della lamiera. Queste aperture 3 si allargano conicamente in direzione di flusso e presentano superfici approssimativamente lisce. In tal modo è facilmente pulibile il letto di allargamento.

Anche se nell'esempio di realizzazione il mezzo di filtrazione è formato;da una lamiera sfattile, l'invenzione può essere realizzata anche con altri materiali adatti, laddove si considerano in particolare materiali sintetici. Come esempi si possono qui citare PVC, PE, PP oppure PVDF.

Claims (14)

1. Rivendicazioni 1. Mezzo di filtrazione (1) per la separazione solido/liquido, preferibilmente come letto di allagamento per un filtro ad allagamento oppure nella filtrazione formante panello, laddove il mezzo di filtrazione (1) è fatto con un materiale metallico o con materiale sintetico e presenta una pluralità di aperture fini (3), caratterizzato dal fatto che il mezzo di filtrazione (l) è formato da una piastra sottile (2), rispettivamente da una foglia, in cui, mediante produzione di un reticolo stirato, sono praticate aperture (3), che sono sagomate come fessure (5) con una prestabilita larghezza di fessura (B), laddove le fessure (5) sono formate mediante retrodeformazione plastica del reticolo stirato in seguito ad azione meccanica su detto reticolo.
2. 2. Mezzo di filtrazione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto -che il reticolo stirato viene retrodeformato mediante laminazione.
3. 3. Mezzo di filtrazione secondo una delle rivendicazioni 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che la superficie di apertura libera con riferimento alla superficie complessiva del mezzo di filtrazione (1) è compresa fra lo 0,5 ed il 15%.
4. 4. Mezzo di filtrazione secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzato dal fatto che le aperture (3) sono allargate conicamente in direzione di flusso, laddove l'angolo di apertura (a) è di almeno 1°, preferibilmente di 5° fino a 60°.
5. 5. Mezzo di filtrazione secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 4, caratterizzato dal fatto che lo spessore (D) del materiale della piastra sottile (2), rispettivamente della foglia, è di 0,1 fino ad 1,5 mm.
6. 6. Mezzo di filtrazione secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, caratterizzato dal fatto che come materiale per il mezzo di filtrazione (1) è prevista una lamiera di acciaio legato, una lega di nichel o similari.
7. 7. Mezzo di filtrazione secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, caratterizzato dal fatto che come materiale per il mezzo di filtrazione è previsto un metallo non ferroso, preferibilmente una lega di alluminio.
8. 8. Mezzo di filtrazione secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 4, caratterizzato dal fatto che come materiale per il mezzo di filtrazione (1) è previsto un materiale sintetico, specialmente PVC, PE, PP oppure PVDF.
9. 9. Mezzo di filtrazione secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 8, caratterizzato dal fatto che le fessure (5) presentano uria larghezza interstiziale (B) fra 5 μm e 300 μm.
10. 10. Mezzo di filtrazione secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 9, caratterizzato dal fatto che le fessure (5) presentano una lunghezza (L) fra 0,5 mm e 20 min.
11. 11. Mezzo di filtrazione secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 10, caratterizzato dal fatto che le aperture (3) nel mezzo di filtrazione (1) si estendono in sostanza ortogonalmente alla superficie del mezzo di filtrazione (1).
12. 12. Mezzo di filtrazione secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 11, caratterizzato dal fatto che le fessure (5) sono disposte in file allineate e preferibilmente rispettivamente due file vicine sono reciprocamente sfalsate.
13. 13. Mezzo di filtrazione secondo una delle rivendicazioni 6 oppure 7, caratterizzato dal fatto che la superficie del mezzo di filtrazione (1) è trattata elettrochimicamente.
14. 14. Mezzo di filtrazione secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 12, caratterizzato dal fatto che la superficie del mezzo di filtrazione (1) è rivestita con uno strato fatto di un materiale chimicamente resistente oppure la superficie del mezzo di filtrazione (1) è rettificata meccanicamente.