RU184253U1

RU184253U1 - PULSATION FILTER

Info

Publication number: RU184253U1
Application number: RU2018125081U
Authority: RU
Inventors: Сергей Павлович Яковлев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ВОКСТЭК"
Priority date: 2018-07-09
Filing date: 2018-07-09
Publication date: 2018-10-19

Abstract

Пульсационный фильтр особенно эффективен для разделения суспензий с высокой дисперсностью, адгезией и когезией частиц твердой фазы; широким фракционным составом по размерам частиц; образованием структурированных осадков при отделении жидкой фазы.Фильтр может быть использован в нефтеперерабатывающей промышленности для разделения парафиновых суспензий в процессах депарафинизации масел и обезмасливания парафинов.Фильтр состоит из корпуса, внутри которого соосно установлен патрон, представляющий собой полый цилиндр, верхняя часть которого выполняет функции пульсационной камеры, а нижняя часть патрона является его фильтрующей частью, образованной перфорацией стенки патрона, покрытой фильтрующим материалом.Патрон крепится к верхней крышке корпуса. В зазоре между корпусом и патроном расположены лопасти мешалки, вращаемой приводом, расположенным на верхней крышке патрона. Вал привода, проходящий через уплотнения, расположенные в верхней и нижней крышках патрона, соединен с несущей частью мешалки.При этом к лопастям мешалки крепятся расположенные перпендикулярно оси корпуса кольца, размеры которых обеспечивают заданный зазор между внешней и внутренней кромкой кольца с корпусом и фильтрующей частью патрона, соответственно. Лопасти в пространстве между кольцами имеют продольные прорези, границы которых равноудалены от внешней и внутренней граней лопасти.Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков этого устройства, является повышение эффективности работы фильтра за счет предотвращения продольного перемешивания сгущаемой суспензии по высоте фильтрующей поверхности патрона, что обеспечивает увеличение отбора жидкой фазы суспензии - фильтрата - и снижение его содержания в осадке.The pulsation filter is especially effective for separating suspensions with high dispersion, adhesion and cohesion of solid particles; wide fractional composition in particle size; formation of structured precipitates during separation of the liquid phase. The filter can be used in the oil refining industry to separate paraffin suspensions in the processes of oil dewaxing and paraffin oil decontamination. The filter consists of a housing inside which a cartridge is coaxially mounted, which is a hollow cylinder, the upper part of which serves as a pulsation chamber and the lower part of the cartridge is its filtering part, formed by perforation of the cartridge wall covered with filtering material. It is attached to the upper case cover. In the gap between the housing and the cartridge are located the blades of the mixer, rotatable by a drive located on the top cover of the cartridge. The drive shaft passing through the seals located in the upper and lower covers of the cartridge is connected to the supporting part of the mixer. At the same time, the rings are mounted perpendicular to the axis of the housing of the mixer, the dimensions of which provide a given clearance between the outer and inner edge of the ring with the housing and the filtering part of the cartridge , respectively. The blades in the space between the rings have longitudinal slots, the boundaries of which are equidistant from the outer and inner faces of the blades. The technical result provided by the given set of features of this device is to increase the efficiency of the filter by preventing longitudinal mixing of the thickened suspension along the height of the filter surface of the cartridge, which ensures an increase selection of the liquid phase of the suspension - filtrate - and a decrease in its content in the sediment.

Description

Заявленное техническое решение - фильтр пульсационный - относится к области оборудования для разделения суспензий. Устройство особенно эффективно для фильтрования суспензий с высокой дисперсностью, адгезией и когезией частиц твердой фазы; широким фракционным составом по размерам частиц; образованием структурированных осадков при отделении жидкой фазы.The claimed technical solution - pulsation filter - relates to the field of equipment for the separation of suspensions. The device is especially effective for filtering suspensions with high dispersion, adhesion and cohesion of solid particles; wide fractional composition in particle size; the formation of structured precipitates during separation of the liquid phase.

По принципу действия устройство является динамическим пульсационным фильтром-сгустителем с высокой степенью выделения жидкой фазы (концентрирования твердой фазы в осадке). Непрерывная регенерация фильтрующей поверхности обеспечивается пульсацией фильтрата, создающей его периодическое кратковременное обратное движение, и механическим воздействием на осадок. Это создает условия для длительной непрерывной высокоэффективной работы фильтра без вынужденных остановок.According to the principle of operation, the device is a dynamic pulsation filter-thickener with a high degree of separation of the liquid phase (concentration of the solid phase in the sediment). Continuous regeneration of the filtering surface is provided by pulsation of the filtrate, which creates its periodic short-term reverse movement, and mechanical impact on the sediment. This creates the conditions for long-term continuous high-performance filter operation without forced stops.

Фильтр может быть использован в нефтеперерабатывающей промышленности для разделения парафиновых суспензий в процессах депарафинизации масел и обезмасливания парафинов.The filter can be used in the refining industry for the separation of paraffin slurries in the processes of dewaxing oils and deoxidation of paraffins.

Из существующего уровня техники известен пульсационный фильтр для разделения парафиновых суспензий, который включает корпус; соосно установленный в корпусе патрон, часть поверхности которого является фильтрующим элементом; мешалку, лопасти которой вращаются в зазоре между патроном и корпусом; штуцеры ввода суспензии, вывода осадка и фильтрата («Химия и технология топлив и масел», 2005 г. №6, с. 17-21).A pulsation filter for separating paraffin suspensions is known from the prior art, which includes a housing; a cartridge coaxially mounted in the housing, a part of the surface of which is a filtering element; an agitator, the blades of which rotate in the gap between the cartridge and the housing; fittings for introducing suspension, removing sediment and filtrate ("Chemistry and technology of fuels and oils", 2005, No. 6, pp. 17-21).

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в предотвращении продольного перемешивания сгущаемой суспензии по высоте фильтрующей поверхности патрона, что обеспечивает увеличение четкости отделения жидкой фазы от осадка.The problem to which the claimed technical solution is directed is to prevent longitudinal mixing of the thickened suspension along the height of the filter surface of the cartridge, which provides an increase in the clarity of separation of the liquid phase from the sediment.

При этом эффективность работы фильтра повышается за счет увеличения отбора жидкой фазы суспензии - фильтрата, если он является целевой продукцией процесса, или снижения содержания жидкой фазы в осадке, если осадок является целевым продуктом и его качество определяется остаточной концентрацией жидкой фазы.At the same time, the efficiency of the filter is increased by increasing the selection of the liquid phase of the suspension - filtrate, if it is the target product of the process, or reducing the content of the liquid phase in the precipitate, if the precipitate is the target product and its quality is determined by the residual concentration of the liquid phase.

Данная задача решается за счет того, что к лопастям мешалки крепятся кольца, расположенные перпендикулярно оси корпуса. Размеры колец обеспечивают заданный зазор между внешней и внутренней кромкой кольца с корпусом и фильтрующей частью патрона, соответственно. Лопасти в пространстве между кольцами имеют продольные прорези, границы которых равноудалены от внешней и внутренней граней лопасти.This problem is solved due to the fact that rings located perpendicular to the axis of the housing are attached to the blades of the mixer. The dimensions of the rings provide a predetermined gap between the outer and inner edges of the ring with the housing and the filtering part of the cartridge, respectively. The blades in the space between the rings have longitudinal slots, the boundaries of which are equidistant from the outer and inner faces of the blade.

Техническим результатом является предотвращение продольного перемешивания сгущаемой суспензии по высоте фильтрующей поверхности патрона, что обеспечивает повышение четкости отделения жидкой фазы от осадка.The technical result is to prevent longitudinal mixing of the thickened suspension along the height of the filter surface of the cartridge, which improves the clarity of separation of the liquid phase from the sediment.

Сущность технического решения поясняется фиг. 1, на которой изображена схема конструкции пульсационного фильтра.The essence of the technical solution is illustrated in FIG. 1, which shows a design diagram of a pulsation filter.

Фильтр состоит из корпуса 1, внутри которого соосно установлен патрон 2, представляющий собой полый цилиндр. Нижняя часть 3 патрона 2 является его фильтрующей частью, образованной перфорацией стенки патрона 2, покрытой фильтрующим материалом - тканью или сеткой.The filter consists of a housing 1, inside of which a cartridge 2 is mounted coaxially, which is a hollow cylinder. The lower part 3 of the cartridge 2 is its filtering part, formed by perforation of the wall of the cartridge 2, covered with filtering material - a fabric or mesh.

Патрон 2 крепится к верхней крышке 4 корпуса 1. В зазоре между корпусом 1 и патроном 2 расположены лопасти мешалки 5, приводимой во вращение валом 6 привода 7, расположенного на верхней крышке 8 патрона 2. Вал 6, проходит через уплотнения 9, 10, расположенные в верхней 8 и нижней 11 крышках патрона 2. Вал 6 соединен креплением 12 с несущей частью 13 мешалки 5.The cartridge 2 is attached to the top cover 4 of the housing 1. In the gap between the housing 1 and the cartridge 2 are the blades of the mixer 5, driven by the shaft 6 of the actuator 7 located on the top cover 8 of the cartridge 2. The shaft 6 passes through the seals 9, 10 located in the upper 8 and lower 11 covers of the cartridge 2. The shaft 6 is connected by a fastener 12 to the supporting part 13 of the mixer 5.

Корпус фильтра 1, его нижняя крышка 14 и патрон 2 оснащены штуцерами 15, 16, 17, 18.Filter housing 1, its lower cover 14 and cartridge 2 are equipped with fittings 15, 16, 17, 18.

К лопастям мешалки 5 крепятся расположенные перпендикулярно оси корпуса кольца 19.To the blades of the mixer 5 are attached perpendicular to the axis of the housing of the ring 19.

Размеры колец 19 обеспечивают заданный зазор между внешней и внутренней кромкой кольца с корпусом 1 и фильтрующей частью патрона 3, соответственно.The dimensions of the rings 19 provide a predetermined gap between the outer and inner edges of the rings with the housing 1 and the filtering part of the cartridge 3, respectively.

Лопасти 5 в пространстве между кольцами 19 имеют продольные прорези 20, границы которых равноудалены от внешней и внутренней граней лопасти.The blades 5 in the space between the rings 19 have longitudinal slots 20, the boundaries of which are equidistant from the outer and inner faces of the blades.

Схема мешалки фильтра приведена на фиг. 2.A diagram of the filter mixer is shown in FIG. 2.

Схемы движения сгущаемой суспензии в фильтре, взятом за прототип, и в фильтре предлагаемой конструкции показаны на фиг. 3The movement patterns of the thickened suspension in the filter taken as a prototype and in the filter of the proposed design are shown in FIG. 3

Фильтр, схема конструкции которого приведена на фиг. 1, с обвязкой, показанной на фиг. 4, работает следующим образом.The filter whose construction diagram is shown in FIG. 1, with the strapping shown in FIG. 4, works as follows.

Суспензия 21 поступает в корпус фильтра 1 под давлением и заполняет пространство между корпусом и патроном 2. Сгущаясь по мере отбора жидкой фазы, проникающей через фильтрующую часть 3 патрона 2, осадок перемешивается лопастями мешалки 5 и движется к штуцеру выгрузки 16. Фильтрат наполняет фильтрующую часть патрона 3 и поступает в его верхнюю не фильтрующую часть, выполняющую функции пульсационной камеры 22, а затем в трубопровод, на котором установлен клапан 23, который поддерживает уровень фильтрата в пульсационной камере.Suspension 21 enters the filter housing 1 under pressure and fills the space between the housing and the cartridge 2. Concentrating as the liquid phase penetrates through the filtering part 3 of the cartridge 2, the sediment is mixed with the mixer blades 5 and moves to the discharge nozzle 16. The filtrate fills the filtering part of the cartridge 3 and enters its upper non-filtering part, which serves as the pulsation chamber 22, and then into the pipeline on which the valve 23 is installed, which maintains the level of the filtrate in the pulsation chamber.

В пульсационную камеру 22, с заданной частотой из пульсатора 24 подаются пневматические импульсы, обеспечивающие кратковременное обратное движение фильтрата через фильтрующую поверхность - ее регенерацию. Часть энергии импульса расходуется на ускоренное движение фильтрата из пульсационной камеры 22 через клапан 23 в трубопровод отвода фильтрата 25. Соотношение количества фильтрата, поступающего на регенерацию фильтрующей поверхности и в трубопровод 25 (во время импульса) задается клапаном 23.In the pulsation chamber 22, with a given frequency from the pulsator 24, pneumatic pulses are supplied, providing a short-term reverse movement of the filtrate through the filtering surface - its regeneration. Part of the pulse energy is spent on the accelerated movement of the filtrate from the pulsation chamber 22 through the valve 23 to the filtrate discharge pipe 25. The ratio of the amount of filtrate supplied to the regeneration of the filter surface and to the pipe 25 (during the pulse) is set by the valve 23.

Перемешивание осадка (сгущаемой суспензии) обеспечивает его транспортабельность (в случае образования структурированного осадка) и уравнивает концентрацию твердой фазы в поперечном сечении фильтра. Давление, под которым суспензия подается в фильтр, является движущей силой процесса разделения (давление в пульсационной камере в период между импульсами - атмосферное) и обеспечивает движение сгущаемой суспензии в фильтре к штуцеру выгрузки 16.Mixing of the precipitate (thickened suspension) ensures its transportability (in the case of the formation of a structured precipitate) and equalizes the concentration of the solid phase in the cross section of the filter. The pressure under which the suspension is supplied to the filter is the driving force of the separation process (atmospheric pressure in the pulsation chamber between pulses) and ensures the movement of the thickened suspension in the filter to the discharge nozzle 16.

Вращение мешалки (при наличии зазора между лопастями и фильтрующей поверхностью) обеспечивает дополнительную механическую регенерацию этой поверхности. Степень сгущения осадка регулируется клапаном 26, установленным на штуцере выхода осадка 16.The rotation of the mixer (in the presence of a gap between the blades and the filtering surface) provides additional mechanical regeneration of this surface. The degree of thickening of the sediment is regulated by a valve 26 mounted on the outlet outlet of the sediment 16.

Кольца 19 на лопастях 5, внешний и внутренний размер которых обеспечивают заданный зазор между корпусом 1 и фильтрующей частью патрона 3, предотвращают продольное перемешивание сгущаемой суспензии по высоте фильтрующей поверхности, что обеспечивает повышение четкости отделения жидкой фазы от осадка.The rings 19 on the blades 5, the outer and inner sizes of which provide a predetermined gap between the housing 1 and the filtering part of the cartridge 3, prevent longitudinal mixing of the thickened suspension along the height of the filtering surface, which improves the clarity of separation of the liquid phase from the sediment.

Предотвращению продольного перемешивания также способствует наличие продольных прорезей 20 в лопастях 5 в пространстве между кольцами 19. При движении лопастей 5 переток сгущаемой суспензии через прорези 20 способствует ее окружному движению в пространстве между кольцами, снижая степень вытеснения суспензии в пространство между кольцами, установленными ниже.The presence of longitudinal slots 20 in the blades 5 in the space between the rings 19 also helps to prevent longitudinal mixing. When the blades 5 move, the overflow of the thickened suspension through the slots 20 promotes its circumferential movement in the space between the rings, reducing the degree of displacement of the suspension into the space between the rings installed below.

Механическое воздействие на сгущаемую парафиновую суспензию, образующую при отделении жидкой фазы структурированный осадок, обеспечивает ее транспортабельность в фильтре и выгрузку этого осадка из аппарата при концентрации в нем твердой фазы, достигающей 50-60%.The mechanical effect on the condensed paraffin slurry, which forms a structured precipitate during separation of the liquid phase, ensures its transportability in the filter and unloading of this precipitate from the apparatus when the concentration of the solid phase in it reaches 50-60%.

Давление фильтрования зависит от фильтрационных характеристик суспензии и, как правило, не превышает 50 кПа.The filtration pressure depends on the filtration characteristics of the suspension and, as a rule, does not exceed 50 kPa.

Для функционирования системы регенерации фильтра необходим инертный газ 27 с давлением до 80-100 кПа, выхлоп которого после создания импульса давления производится пульсатором 24 в линию 28.For the functioning of the filter regeneration system, an inert gas 27 is required with a pressure of up to 80-100 kPa, the exhaust of which, after creating a pressure pulse, is produced by the pulsator 24 into line 28.

Claims

The filter for separating suspensions, consisting of a housing, inside which a cartridge is installed coaxially, which is a hollow cylinder, the upper part of which serves as a pulsation chamber, and the lower part of the cartridge is its filter part, formed by perforation of the cartridge wall coated with filter material, the cartridge is attached to the upper the cover of the housing, in the gap between the housing and the cartridge there are agitator blades rotated by a drive located on the upper cover of the cartridge, the shaft of which passing through the seals laid in the upper and lower covers of the cartridge, connected to the supporting part of the mixer, while the rings of the ring perpendicular to the axis of the housing are attached to the blades of the mixer, the dimensions of which provide a predetermined clearance between the outer and inner edges of the ring with the housing and the filter part of the cartridge, respectively, of the blade in the space between rings have longitudinal slots, the boundaries of which are equidistant from the outer and inner faces of the blade.