Автоматизовані вертикальні листові фільтри.

У циліндричному корпусі 2 вертикального листового фільтру ЛВ-130 (рис. 2.8) з конічним днищем на горизонтально розташованих трубах 3 встановлені фільтрувальні рами 4, положення рам закріплюється фіксатором 10. Корпус зверху закривається кришкою 1.

 

Рис. 2.8. Автоматизований вертикальний листовий фільтр ЛВ-130:   1 – кришка; 2 – корпус; 3 – труби подачі суспензії і рідини для змиву осаду; 4 – фільтрувальна рама; 5 – механізм вивантаження осаду; 6 – привод механізму; 7 – колектор відведення фільтрату; 8 – отвори; 9 – вид фільтрувальної рами; 10 – фіксатор; 11 – трубки виведення фільтрату з рами.

 

Рами складаються з металевого каркаса з сіткою, яка зверху закривається фільтрувальною тканиною. Загальний вид рами показаний позицією 9. Суспензія подається в кільцеву щілину між внутрішньою і зовнішньою горизонтальною трубою, через отвори 8 вона заповнює внутрішній простір корпусу. Фільтр працює під тиском. Фільтрат через тканину і сітку рами поступає усередину рами і з нижньої частини через трубки 11 відводиться в колектор фільтрату 7. Осад залишається на поверхні тканини. Після закінчення процесу фільтрації подачу суспензії припиняють і у внутрішню трубу подають рідину для змиву осаду, а потім – повітря для просушування і відділення залишків осаду з тканини. Повітря подається у внутрішню порожнину рами через колектор відведення фільтрату. З тканини осад падає у конічне днище і вивантажується механізмом вивантаження 5, який працює від приводу 6. Конічне днище може промиватися водою.

Вертикальні листові фільтрпреси з чотирикутними рамами відрізняються від фільтру ЛВ-130 гідравлічним вивантаженням осаду, а також тим, що трубки виведення фільтрату безпосередньо сполучені з колектором. Фіксація рам здійснюється внутрішнім зубчатим кільцем, розташованим всередині корпусу.

У листових горизонтальних фільтрпресах чотирикутні рами розташовуються на візку усередині циліндричного корпусу, встановленого під нахилом до горизонту. Фільтрація здійснюється під тиском при закритому корпусі. Процес включає також промивку і просушування осаду повітрям. Потім корпус відкривається, візок з рамами висувається з корпусу і осад з рам розчищається вручну. Каркас чотирикутних рам – трубчатий.

 

Горизонтальний листовий фільтрпрес з круглими рамками.

Корпус фільтру (рис. 2.9) складається з верхнього 1 і нижнього 2 напівциліндрів, які здатні роз’єднуватись. Напівциліндри встановлені на стійках 7. Підйом і опускання нижнього напівциліндру здійснюється гідравлічним пристроєм, а їхнє стиснення – ексцентриковим валом.

 

а	б
Рис. 2.9. Листовий горизонтальний фільтр – прес з круглими рамками:   а) 1 – верхній напівциліндр; 2 – нижній напівциліндр; 3 – трубки рамок; 4 – круглі листи; 5 – перфорована плита; 6 – колектор фільтрату; 7 – стійкі; 8 – труба з соплами. б) Лист фільтру: 1 – рамка; 2 – дротяна сітка; 3 – фільтрувальна тканина; 4 – мішок; 5 – осад.

 

Напівциліндри герметизуються за допомогою ущільнюючих шнурів, розташованих в канавках стикових площин. Усередині корпусу розміщені круглі рамки 4 з трубчастим каркасом. Вивідні трубки рамок 3 вставляються в отвори приливу, розташованого у верхній частині верхнього напівциліндру. По обох боках рамки 1 (рис. 2.9, б) встановлена дротяна сітка. Рамка поміщається в мішок 4 з фільтрувальної тканини 3, який зав'язується навколо шийки відвідної трубки. Суспензія через канал поступає під розподільну перфоровану плиту 5 і заповнює циліндр. Фільтрат проходить через тканину і сітку рамки, поступає в її внутрішню порожнину, а звідти – у відвідну трубку під тиском 3,5 МПа, і через скляну трубку входить в колектор фільтрату 6. Після закінчення фільтрації осад промивається водою, що поступає через сопла труби 8, потім в апарат подається повітря з тиском 5 МПа, яке витісняє залишки промивної рідини і підсушує осад. Нижній напівциліндр відкидається і усередину рамок подають повітря або пару, що відділяє осад від тканини. Залишки осаду знімаються шпателем. Площа фільтрації 44 м², марка ЛГ-44У. Скляна трубка дозволяє стежити за якістю фільтрату і рамка може бути виключена з роботи за допомогою крану.

 

Плиточно-рамний фільтрпрес (рис. 2.10).

Рамні фільтрпреси (рис. 2.10, а) складаються з опорних стійок 1 і 10; на першій укріплена упорна плита 2, на другій – механізм затиску плити і стійки 7. Стійки зв’язані між собою прогонами 6,які спираються на шпренгель ні ферми 11. Шток затискного механізму спирається у затискну плиту 5, яка вільно підвішена на прогонах. Кронштейни плити для полегшення переміщення її по прогонах постачені роликами. Між упорною і затискними плитами розташовані плити 3 і рами 4, які утворюють камери фільтрпресу.

Плити являють собою плоскі пластини, що мають внутрішню рифлену з обох боків поверхню. Рифлення плит має на меті створення каналів для стікання фільтрату і виконується у вигляді вертикальних борозен, у вигляді усічених пірамідок і похилих борозен, що сходяться до вивантажувального отвору. Окрім прямокутних плит, використовуються круглі плити. Їхні габаритні розміри дещо більші, ніж квадратні, але для їх затиску потрібні менші зусилля, оскільки за інших рівних умов можна одержати меншу площу контакту між плитою і рамою.

Затискні пристосуванні бувають механічні (гвинтові) і гідравлічні.

Гідравлічний затискний механізм (рис. 2.10 в) складається з циліндру 1 і плунжера 2. У циліндр насосом подається вода під тиском 100 ат, яка примушує переміщатися плунжер і зв’язану з ним притискну плиту, здійснює при цьому стискання плит. Для розвантаження циліндру від тиску під час тривалого робочого періоду служать два бокові гвинти з гайками у вигляді храпових коліс з тріскачками. Для зворотного відведення затискної плити після закінчення фільтрування і відходу від неї штоку служать вантажі 3, підвішені на тросах 4, закріплених одним кінцем до затискної плити і перекинуті через блоки 5, осі яких запресовані на приливах гідравлічного циліндру.

Робота фільтрпресу відбувається так. Плити вкриваються з обох боків фільтрувальною тканиною (серветкою), у ній прорізаються отвори відповідно отворам в плитах і рамах. Після цього плити і рами стискаються за допомогою затискного пристосування. У праві живильні канали подається фільтрована рідина (рис. 3.4, б), яка поступає через отвори рам в камери, утворені плитами і рамами. Під тиском рідина проникає через тканину і через нижній отвір і кран стікає в корито. Фільтрування триває до заповнення осадом простору між плитами.

 

а
б	в
Рис. 2.10. Плиточно-рамний фільтрпрес:   а – конструкція фільтру: 1 і 10 – опорні стійки; 2 – упорна плита; 3 – фільтрувальні плити; 4 – фільтрувальні рами; 5 – затискна плита; 6 – прогони; 7 – механізм затиску плит; 8 – штуцер для підведення суспензії; 9 – кран для відведення фільтрату; 11– шпренгельна ферма; б – схема фільтрування і промивки на рамному фільтрпресі; в – гідравлічний затискний пристрій фільтрпресу: 1 – циліндр; 2 – плунжер; 3 – вантаж; 4 – троси; 5 - блоки.

Після фільтрування відбувається промивка. Промивна рідина (рис. 2.10, в) поступає в лівий канал, з якого через похилі отвори в плитах з протилежного до осаду боку поступає в простір між серветкою і плитою. Пройшовши через серветку і шар осаду, вона з кранів витікає в жолоб. Після промивки іноді проводять просушування осаду стисненим повітрям, яке нагнітається в канал для промивки. Потім відпускається затиск, проводиться розбирання плит і рам і зняття осаду з серветок. Потім цикл роботи фільтру повторюється.

 

Камерний фільтрпрес складається з плит 1, між якими затискаються два листи фільтрувальної тканини 4,5 (рис. 2.11). Плити мають ребра 3. Суспензія з каналу 5 поступає в порожнину 2 між тканинними фільтрувальними серветками. Фільтрат проходить через тканину в порожнину між ребрами і стікає до вихідного отвору з плити. Стиснення плит здійснюється затиском 7. Ущільнення тканини біля каналу 5 здійснюється втулками ущільнювачів 6. Промивна рідина і повітря для осушення осаду подають так само по каналу 6. Після закінчення фільтрування, промивки і осушення плити роз'єднують і осад зчищають. Можливе як загальне, так і роздільне відведення фільтрату. Камерний фільтрпрес має менші розміри внаслідок відсутності рам при тій самій поверхні фільтрування. Застосовується при обробці низькоконцентрованих суспензій, які важко фільтруються.

 

Рис. 2.11. Камерний фільтрпрес:   1 – плита; 2 – канал; 3 – ребра; 4, 5 – тканинні серветки; 6 – канал; 7 – ущільнююча втулка; 8 – стискувач.

 

У фільтрпресі з горизонтальними круглими плитами, розташованими у вертикальному циліндровому корпусі на порожньому валу, суспензія подається знизу через вал. Фільтр проходить через тканину в порожнину між ребрами і з плити через отвори стікає усередину корпусу, з якого виводиться через штуцер. Плити стискаються гідрозатиском. Осад розшаровується в робочих камерах плити. Після закінчення фільтрування плити розтискають і осад вивантажується.

 

Патронний фільтрпрес. У вертикальному циліндричному корпусі 1 на плиті 4 кріпляться циліндричні патрони 5 (рис. 2.12, а). Корпус закривається верхньою 3 і нижньої 2 кришками. Патрон складається з циліндру з ребрами 5, (рис. 2.12, б). Ребра утворюють порожнину 3. У стінці циліндру є отвори 4. На ребра одягаються пористі армовані кільця 2, на яких осідає осад 1. Суспензія насосом 9 з баку 10 подається в простір під кришкою 2, проходить через дірчастий лист 7 в резервуар корпусу 1.

Фільтрат проходить через пористі кільця патрону 2 в порожнину 3, потім через отвори 4 усередину циліндру 5 і через канали у верхній частині циліндру виводиться в колектор фільтрату 8. Для усунення процесу розшарування суспензії її через канали 6 по трубопроводу 11 повертають назад в резервуар 10. Для отримання рихлих перших шарів осаду тиск у фільтрі піднімають поступово. Після закінчення фільтрування залишок суспензії видавлюється стислим повітрям в резервуар, промивається водою, підсушується повітрям, що подається під кришку 3. Для вивантаження осаду відкривають нижнє днище і з патронів осад скидають стислим повітрям, що подається усередину циліндру патронів. Довжина патрону до 2 м, число патронів від 1 до 69, діаметр кільця 125 мм, поверхня

а	б
Рис. 2.12. Патронний фільтрпрес: а) 1 – корпус резервуару; 2 – нижня кришка; 3 –верхня кришка; 4 – плита; 5 – фільтруючий патрон; 6 – канали; 7 – дірчатий лист; 8 – колектор фільтрату; 9 – відцентровий насос; 10 – резервуар суспензії; 11 – рециркуляційний трубопровід. б) Фільтрувальний патрон: 1 – осад; 2 – кільце; 3 – порожнина; 4 – отвір; 5 – циліндр з ребрами.

 

фільтрації до 70 м². У деяких фільтрах патрони складаються з круглих або прямокутних металевих пластинок, затиснених на рифленому стрижні. Патрони можуть виконуватися з труб з отворами, на трубу натягається фільтрувальна тканина.

 

Фільтри безперервної дії

 

Фільтри безперервної дії працюють як під вакуумом, так і під тиском. За конструкцією вакуум-фільтри діляться на групи: барабанні із зовнішнім живленням, барабанні з внутрішнім живленням, дискові, тарілчасті й стрічкові.

Барабанні вакуум-фільтри.

обочий орган – циліндричний барабан з подвійною стінкою, що поволі обертається. Простори між стінками розділено радіальними перегородками на ряд комірок 1 (рис. 2.13). Комірки закриті перфорованими листами, які вкриті фільтрувальною тканиною в один або два шари. При використанні двох шарів нижній – більш рихлий, верхній – щільніший. Комірки сполучені дренажними трубками 2 з маточиною (рос. - ступица), до якої кріпляться порожнисті цапфи з розподільним пристроєм 8, що знаходиться під вакуумом. Барабан приводиться в обертання від приводу через зубчасте колесо. Розподільний пристрій складається з круглого корпусу, коміркової й розподільної шайб. Корпус розділений перегородками на відсіки з штуцерами. Коміркова шайба має по колу отвори по кількості комірок фільтру, вона обертається разом з барабаном, а розподільна шайба закріплена на корпусі розподільного пристрою і має секторні вікна. Шайби пришліфовані й притиснені одна до одної вакуумом і пружиною. Суспензія подається в корито 11, що має маятникову мішалку 13, в корито занурена нижня частина барабана. У зоні I під дією вакууму відбувається фільтрування, при цьому на тканині утворюється осад. Фільтрат збирається в порожнині комірок 1, і через дренажні трубки 2 і відсік 12 відводиться в збірник фільтрату. У зоні II комірки вже не занурені в суспензію і під дією вакууму повітря витісняє рідину з пор осаду, зневоднюючи його. У зоні III осад зрошується рідиною з форсунок 4, через пори тканини 5, натягнутої на ролики 3. Тут комірки через канал 6 сполучені зі збірником промивного фільтрату. Під дією вакууму промивна рідина витісняє з пор осаду залишки рідкої фази. У зоні IV відбувається друге зневоднення (просушування), залишки промивної рідини поступають в збірник промивного фільтрату. У зоні V ножами 9 з тканини віддаляється осад. Через штуцер 7 в осередки подають стиснене повітря для відділення осаду від тканини. У зоні VI, через штуцер 10 у комірки подають стиснене повітря, яке проходить через тканину і барботується через суспензію, при цьому тканина відмивається від частинок, застряглих в її порах – відбувається регенерація тканини.