Вакуум фильтры их назначение устройство работа. Дисковые вакуумные фильтры

Завод емкостного оборудования производит разные типы вакуумных фильтров:

• Ленточный вакуумный фильтр
• Дисковой вакуумный фильтр
• Барабанный вакуумный фильтр

Ленточный вакуумный фильтр

В данном типе фильтров фильтрация осуществляется под вакуумом в режиме непрерывного действия. В ленточном вакуум-фильтре направление действия силы тяжести и движение фильтрата совпадают.

Приводной и натяжной барабаны перемещают резиновую перфорированную ленту по замкнутому контуру. Ролики прижимают фильтровальную перегородку, состоящую из ткани, на которую подается суспензия.

Из-за разности давления фильтрат перемещается в камеры с вакуумом расположенные под лентой. После чего направляется на вывод из аппарата.

Из форсунок подается жидкость, которая смывает с фильтрованной ткани образующийся осадок, затем она отсасывается в другие камеры с вакуумом и выводится наружу.

Осадок, подсушенный с помощью вакуума, отделяется от ткани при перегибе ленты через валик, и далее сбрасывается в бункер. Фильтрованная ткань очищается механическим способом, с помощью щеток, промывкой и пропариванием на обратном пути между роликами.

Достоинства ленточных вакуум-фильтров

• простота устройства,
• отсутствие распределительной головки,
• возможность обезвоживания осадка
• благоприятные условия промывки.
• могут применяться для работы с труднофильтруемыми суспензиями.

Дисковой вакуумный фильтр

В данном типе вакуумного фильтра используется пористая перегородка. В процессе фильтрации слой твердых частиц скапливается с одной стороны перегородки, а фильтрат проходит на другую ее сторону.

Это происходит за счет разницы давления по разным сторонам перегородки, что обеспечивается нагревом массы суспензии насосами, давлением газа и вакуумом с обратной стороны перегородки.

Дисковые вакуум-фильтры работают на основе вращающихся дисков (или барабанов), которые разделяют суспензии с примерно одинаковыми по размеру частицами твердой фазы с умеренной скоростью их осаждения.

Условия использования дисковых вакуумных фильтров:

• слой осадка должен образовываться за короткое время (не более 3-х минут)
• толщина слоя осадка не менее 8 миллиметров.
• самые крупные частицы твердой фазы должны составлять минимум 20 процентов от ее общего количества,
• скорость осаждения крупных частиц - не более 18 миллиметров в секунду.
• суспензия должна быть абсолютно безопасной
• жидкая фаза суспензии в вакуумной среде не должна кристаллизоваться.
• не допускаются к вакуумной фильтрации легколетучие, огне- и взрывоопасные, ядосодержащие суспензии.

Данный тип вакуумных фильтров применяется главным образом в металлургической, угольной и рудной промышленностях.

Барабанный вакуумный фильтр

Барабанные вакуумные фильтры чаще всего используются в химической промышленности, у которых фильтровальная поверхность располагается снаружи. Они просты в эксплуатации, имеют хорошую скорость фильтрации и обрабатывают различные виды и составы суспезий.

Барабанный вакуум-фильтр является вращающимся цилиндрическим перфорированным барабаном, который покрыт металлической сеткой, покрытой фильтровальной тканью.

Зона I - зона фильтрования и подсушки осадка.

Зона II – зона промывки осадка и его сушка.

Зона III - зона съема осадка.

Зона IV – зона регенерация фильтровальной перегородки

Обеспечивается непрерывность процесса фильтрации за счет повторения всех циклов и последовательности работы участков, хотя они функционируют независимо друг от друга.

Пример нашего вакуум-фильтра

вакуум-фильтра ленточного, площадь фильтрации 42 м² :

Объем поставки:

Дисковые вакуум-фильтры, вакуум-фильтры для концентратов, дисковые фильтры для концентратов

Контактная форма

Дисковые вакуумные фильтры серии PGT сочетают в себе достоинства аналогичных продуктов китайского и иностранного производства. Они оптимизированы под параметры металлических руд, такие как высокая плотность, быстрое осаждение и сильное воздействие на трубопровод фильтрата. Как следствие, достигаются отличные показатели обезвоживания твердой фазы. Как свидетельствуют отзывы клиентов, по своим характеристикам наши фильтры соответствуют продвинутому уровню по международным стандартам.

1. Запорный клапан
2. Выпуск воздуха
3. Впуск воздуха
4. Шланг.
5 .Обратные воздуховоды, подсоединенные к распределительным головкам с обоих концов фильтра.
6. Фильтр
7. Водоотливной клапан
8. Воздушный ресивер обратной промывки
9. Вакуумный насос
10. Бак фильтрата
11. Основание фильтра
12. Фундамент или пол

Характеристики
1. Фильтрующие пластины в виде секторов круга выполнены из прочного инженерного пластика. На них имеются равномерно распределенные обезвоживающие отверстия и толстые высокопрочные ребра. Оптимально подобранный размер отверстий продлевает срок службы почти вдвое.
2. Трубопровод фильтрата содержит достаточно большую зону фильтрации. Распределительная головка оснащена большой полостью. Эти факторы улучшают отвод воздуха и фильтрата.
3. Износостойкая фильтрующая ткань (нейлон одноволоконный или двухслойный многоволоконный) улучшает показатели обезвоживания, препятствует забиванию, продлевает срок службы устройства.
4. Автоматическая централизованная система смазки с многоточечным насосом.
5. Система автоматической очистки фильтровальной ткани помогает поддерживать фильтрующую способность на максимальном уровне.
6. Горизонтальная мешалка с переменной скоростью для принудительного перемешивания. Тройная система защиты, включающая резину, графитовый сальник и разницу давлений воды надежно предотвращает выливание.
7. Главный привод характеризуется бесступенчатым регулированием скорости. Скорость регулируется на основании различных значений концентрации и расхода фильтруемого материала, при помощи мотора переменного тока с регулируемой скоростью либо частотного преобразователя, эта регулировка обеспечивает оптимальную производительность работы устройства.
8. Каждый диск разделен на 20 отдельных секторов, что облегчает контроль фильтрации и обеспечивает равномерную толщину фильтрационной корки.
9. Фрикционные пластины сделаны из износостойкого бористого чугуна, обеспечивающего хорошее уплотнение и долговечность.
10. Фильтратный трубопровод сделан из композита стали и керамики, обеспечивающего в 10 раз больший срок службы по сравнению с обычными трубами.
11. Штуцер, соединяющее фильтратный трубопровод с фильтрующими дисками, точно позиционирован и надежно приварен, такое соединение на 90% снижает риск утечки.

Принцип действия
Дисковые вакуумные фильтры производят разделение твердой и жидкой фазы взвесей при помощи вакуумного насоса. Вакуумные фильтры серии PGT предназначены для обезвоживания различных материалов, в первую очередь – концентратов черных и цветных металлов, кроме того, они применяются для обезвоживания in при обогащении угля, неметаллических руд, в химической промышленности и природоохранных системах.

Вакуумные фильтры успешно справляются с подачей, формированием, обезвоживанием, выгрузкой и очисткой фильтрационной корки и т.д.

Разомкнутая магнитная система включает постоянные магниты, расположенные определенным образом внутри диска, способствующие образованию фильтрационной корки. Когда магнитный материал попадает в загрузочный бункер, твердые магнитные частицы в нем формируют магнитные кластеры, под действием магнитного поля и собственного веса, и затем притягиваются к фильтровальной ткани по поверхности дисков. В это время под действием сжатого воздуха фильтрационная корка образует несколько слоев в соответствии с размером минеральных частиц. При этом подача сверху способствует дальнейшей стратификации частиц по размеру. Сформированная в таких условиях «лепешка» характеризуется хорошими показателями толщины и воздухопроницаемости.

Затем барабан переносит корку в зону обезвоживания, где вакуумный насос отсасывает из нее излишки воды. Далее в зоне снятия осадка обезвоженная корка сдувается с фильтра сжатым воздухом. После снятия корки фильтровальная ткань очищается продувкой и промывкой. Сжатый воздух нагнетает воду из внутренней части диска наружу, таким образом достигается полное очищение фильтровальной ткани, предотвращается засорение и обеспечивается максимальная фильтрационная способность на следующей итерации процесса.

Технические параметры

Диаметр диска (мм)	2100							3100
Площадь фильтрации (м²)	10	15	20	25	30	35	40	48	60	72	84	96
Число дисков	2	3	4	5	6	7	8	4	5	6	7	8
Число секторов в диске	20
Мощность мотора основного вала (кВт)	2.2		3		4		5.5			7.5
Мощность мотора мешалки (кВт)	3		4		5.5		7.5			11
Мощностьвакуумного насоса (кВт)	37		55		75		95		132		185
Масса (кг)	10.4	11	11.6	12.2	12.8	13.4	14	18	21	24	27	30
Размеры (Д) (мм)	2535	2920	3315	3705	4095	4485	4875	4175	4675	5175	5675	6175
Размеры (Ш) (мм)	2480							4280
Размеры (В) (мм)	2960							3740
Производительность (т/ч.м²)	0.6-0.85

Существуют вакуум-фильтры периодического и непрерывного действия. Примером вакуум-фильтров периодического действия являются чаны с плоским горизонтальным вакуум-фильтром (нутч-фильтры). Над дном резервуара расположена горизонтальная фильтрующая перегородка, дно чана подсоединено через приемный резервуар к вакуумному насосу. Фильтрующая поверхность такого аппарата 1÷6 м 2 , толщина осадка 50÷100 мм, рабочее давление 0,065÷0,09 МПа. Нередко такие чаны делают опрокидывающимися для выгрузки осадка. Фильтры больших размеров опрокидывают с помощью червячного механизма. Дешевизна изготовления, про­стота конструкции и обслуживания, возможность многократной тщательной промывки осадка делают этот аппарат удобным для эксплуатации на предприятиях небольшой мощности и для обра­ботки небольших порций богатых ценными металлами концентра­тов и шламов. Общий недостаток фильтров этого типа - малая производительность вследствие ручной выгрузки осадка и боль­шие интервалы между отдельными фильтрациями.

Вакуум-фильтры непрерывного действия относятся к группе фильтров, наиболее совершенных в конструктивном отношении и наиболее часто используемых в гидрометаллургии.

Основные типы таких фильтров: 1) барабанные с фильтрацией на внешней и на внутренней поверхности; 2) дисковые.

Характерная особенность вакуум-фильтров непрерывного дей­ствия - полная автоматизация смены отдельных циклов процесса фильтрации, протекающих на их рабочей поверхности. В процессе фильтрации поддерживается постоянный вакуум.

В барабанных вакуум-фильтрах (рисунок 17) с фильтрацией на внешней поверхности барабан фильтра погружен на ~1/3 в филь­труемую пульпу и вращается со скоростью 5÷20 об/ч.

Твердый осадок образуется на поверхности, погруженной в фильтруемую суспензию. По мере вращения барабана раствор от­сасывается с поверхности фильтра вместе с образовавшимся на ней осадком. Осадок промывается и подсушивается, а затем уда­ляется скребком. Автоматичность смены отдельных циклов дости­гается подводом вакуума и сжатого воздуха с помощью золотни­кового распределительного устройства.

1 – мешалка; 2 – корыто; 3 - редуктор; 4 - электродвигатель; 5 - подшипники; 6 - барабан; 7 - цапфа; 8 – распределительная головка; 9 – устройство для затирания трещин в осадке

Рисунок 17 - Барабанный вакуум-фильтр

Техническая характеристика барабанных вакуум-фильтров с фильтрацией на внешней поверхности следующая:

Размеры барабана, м:

диаметр....... 1,6 1,75 2,6 2,6 2,975

длина........ 0,6 0,9 1,3 2,6 4,4

Площадь фильтрующей

по­верхности, м 2 …….. 3 5 10 20 40

Мощность электродвигателя,

кВт.......... 0,7 0,7-1,0 1,4-2,1 2,0-2,5 4,5

Масса металлических

час­тей, т........ 3,59 5,61 11,73 12,47 17,81

При фильтрации на вакуум-фильтре устанавливают один или два ресивера, через которые вакуум-насос соединяется с соответ­ствующими трубами золотникового распределительного устройст­ва. Фильтрат и промывные растворы, накапливающиеся в ресиве­рах, удаляются центробежными насосами (рисунок 18). Производи­тельность фильтра в основном зависит от свойств твердой фазы (минералогического состава, крупности частиц, коллоидно-хими­ческих свойств) и степени разжижения фильтруемой пульпы (ж:т).

1 - вакуум-фильтр; 2 - сборник для основного фильтрата; 3 - автоматический кла­пан; 4 - поплавки; 5 - сборник для промывных вод; 6 - центробежные насосы; 7 - барометрический конденсатор.

Рисунок 18 - Схема установки барабанного вакуум-фильтра

При фильтрации пульпы, содержащей глину и значительное коли­чество мелкой фракции, при ж:т = 1,5÷1 производительность филь­тра обычно 1 т/м 2 за 1 сут. При зернистом материале и при ж:т = 1:1 она достигает 2,5-5 т/м 2 .

Барабанные вакуум-фильтры с внутренней фильтрующей по­верхностью обычно применяются в тех случаях, когда отделяемые растворы не представляют ценности (например, обезвоживание концентратов), так как конструкция фильтров не позволяет осу­ществлять промывку. Осадок очищают репульпацией и повторной фильтрацией. Поэтому такие фильтры непригодны для отделения растворов в гидрометаллургических процессах.

Дисковые вакуум-фильтры (рисунок 19) получили довольно широ­кое распространение. Они компактны, удобно разбираются на со­ставные части и при разделении корыта на изолированные секции могут быть применены для фильтрации в одном агрегате разных продуктов или для повторной фильтрации с промежуточной репульпацией.

Вертикальное расположение фильтрующих поверхно­стей дисков затрудняет промывку обрабатываемого материала на поверхности фильтра. Поэтому осадок, как обычно, репульпируют промывными растворами или водой в чане с мешалкой. После этого проводят вторичную фильтрацию. Последний метод особенно при­годен для фильтрации пульп с повышенным содержанием метал­ла в жидкой части или пульп с высокой адсорбционной способ­ностью их твердой части.

Рисунок 19 – Дисковый вакуум-фильтр

Техническая характеристика дисковых вакуум-фильтров с диа­метром барабана 1,8 (в числителе) и 2,5 м (в знаменателе) сле­дующая:

Число дисков, шт........ 2/4 4/6 6/8

Площадь фильтрующей поверхности,

м 2 .......... 9/34 18/51 27/68

Мощность электродвигателя, кВт …. 1,5-2,2/3,8 2,2/4,5 2,6/4,5

Масса металлических частей, т …. . 2,72/6,00 3,64/7,98 4,72/9,12

Фильтры, работающие при избыточном давлении фильтруемой пульпы

Такие фильтры составляют обширную группу. Пульпу в этих фильтрах подают насосом под давлением. Поэтому их обыч­но называют фильтр-прессами.

Наибольшее распространение получили рамные фильтр-прессы (рисунок 20), состоящие из ряда чередующихся друг с другом плит и рам, имеющих боковые ручки, которыми они опираются на парал­лельные брусья станины пресса. На станине расположены конце­вая неподвижная и перемещающаяся на роликах подвижная пли­ты. Между этими плитами плотно зажимается комплект плит и рам.

1 – неподвижная концевая плита; 2 - плиты; 3 - рамы; 4 – подвижная концевая плита; 5 - станина; 6 – гидравлический зажим; 7 – штуцер для ввода осветляемого раствора; 8 – кран для вывода фильтрата и промывной воды

Рисунок 20 – Рамный фильтр-пресс

Боковые поверхности плит (рисунок 21), плоские по краям во внутренней части имеют нарифления. Желобки (рифли) плиты со­общаются в нижней ее части с каналом для отвода фильтрата. В верхней, плоской части плиты расположены три отверстия: цент­ральное для фильтруемого раствора, два других для промывного раствора. Между плитами и рамами помещены «салфетки» из фильтровальной ткани. Полые рамы фильтр-пресса, зажатые меж­ду плит, образуют камеру для осадка. Отверстия в плитах совпа­дают с отверстиями в рамах и «салфетках», благодаря чему в фильтр-прессе создаются сквозные каналы для осветляемого раствора. Канал для осветляемого раствора соединен с внутренними поло­стями рам. Мутный раствор насосом подается под давлением в центральный канал фильтр-пресса (рисунок 22). Фильтрат продавли­вается через ткань, стекает по желобкам плит и по отводным кана­лам с кранами попадает в корыто, установленное вдоль фильтра. Из корыта фильтрат направляется в сборник осветленного раство­ра. Для промывки осадка перед выгрузкой плиты используют фильтрпрессы двух типов: фильтровальные и промывные. Промыв­ная плита отличается от фильтровальной тем, что каналы для по­дачи промывных вод соединены в ней отверстиями с боковыми по­верхностями плиты. При промывке сливные краны промывных плит закрывают, поэтому вода проходит через желобки промыв­ной плиты и фильтровальную ткань в осадок и движется последо­вательно через слой осадка, ткань и желобки фильтровальной плиты, после чего сливается через кран. После промывки плиты и рамы раздвигают и осадок под действием силы тяжести частично попадает в сборник, установленный под фильтром. Остальную часть осадка выгружают вручную лопаткой.

А, А 1 – разрезы промывной и фильтровальной плит

Рисунок 21 – Плита (а) и рама (б) фильтр-пресса

1 – промывная плита; 2 – рама; 3 – фильтровальная плита

Рисунок 22- Схема работы фильтр-пресса при фильтрации (а) и промывке осадка (б)

Рамы и плиты для фильтр-прессов изготавливают из чугуна или дерева. Для фильтрпрессов с чугунными рамами и плитами допу­стимо абсолютное давление до 1,5 МПа, в фильтр-прессах с деревянными рамами и плитами до 0,5 МПа. Размеры сторон квадрат­ных рам фильтров составляют 0,315-1,0 м. Число рам колеблется от 6 до 50. Плиты и рамы сжимают с помощью гидравлического или электромеханического устройств.

Основные достоинства фильтр-прессов- большая поверхность фильтрации на единицу площади, занимаемой фильтром, и высокая производительность, достигающая 10 м 3 /(м 2 ·сут).

Производительность рамных фильтр-прессов по твердому 50- 200 кг/(м 2 ·сут). Чаще всего их применяют не для основной филь­трации, а для осветления растворов или при обработке богатых продуктов.

Нарушения, влияющие на ход технологического процесса: по­рыв ткани (попадание кека в фильтрат); неисправность плит и рам (снижает производительность за счет поступления большого количества фильтрата в поддон).

Литература:1осн. , 4 осн. , 1 доп.

Контрольные вопросы

2. Какой характерной особенностью обладают вакуум-фильтры непрерывного действия?

3. В каких случаях обычно применяются барабанные вакуум-фильтры с внутренней фильтрующей поверхностью?

4. Какие из фильтр-прессов получили наибольшее распространение?

5. Из каких материалов изготавливаются рамы и плиты фильтр-прессов?

6. Что является основным достоинством фильтр-прессов?

Независимо от того, какое оборудование применяется для сгущения осадка сока I сатурации, от осадка отделяется жидкая фаза и осадок промывается. Так как суспензия, поступающая из сгустителей на вакуум-фильтры, имеет температуру около 85 °С, то остаточное давление на вакуум-фильтрах не должно превышать 0,045.. .0,048 МПа. Таким образом, перепад давления, при котором осуществляется фильтрация на вакуум-фильтрах, в 4...5 раз меньше, чем на фильтрах циклического действия. Поэтому толщина слоя осадка на барабанах фильтров допускается не более 10... 12 мм, а для быстрого роста толщины слоя осадка на фильтрующей поверхности фильтра поступающая на фильтрацию суспензия должна содержать сухих веществ не менее 20 %.

Применяются вакуум-фильтры камерного типа и бескамерные.

На рис. а показана принципиальная схема работы камерного вакуум-фильтра. В корпус фильтра 1 подается сгущенная суспензия сока I сатурации, в которую погружен вращающийся барабан 2. Поверхность барабана разделена на отдельные секции перегородками 3. Каждая секция трубками 5 соединена с подвижной головкой 6 фильтра. Головка имеет отверстия, количество которых соответствует количеству секций барабана.

Рис. Схемы вакуум-фильтров: а - камерного; б - бескамерного

Секции покрываются опорной поверхностью, на которую накладывается холст. Холст натягивается и закрепляется проволокой из нержавеющей стали диаметром 2...3 мм при помощи специальных приспособлений.

Сверху над барабаном вакуум-фильтра расположены форсунки 7 для промывки осадка 4. Для удаления осадка из барабана вакуум-фильтра установлен нож 8. В корпусе фильтра имеется мешалка 9 для взмучивания осадка.

Для отвода фильтрованного сока, промоя и подвода сжатого воздуха, для отдувки осадка от холста к подвижной головке прижимается неподвижная головка.

На рис. б представлена принципиальная схема бескамерного вакуум-фильтра. По конструкции он значительно проще камерного фильтра, так как барабан его не имеет отдельных камер, отсутствуют также распределительные головки.

Перфорированный барабан 3 фильтра закрыт боковыми крышками, и поверхность его при помощи резинового уплотнения 19 делится на две зоны: зону 5, находящуюся под разрежением, и зону 7, в которой действует давление. В зоне разрежения происходят фильтрация суспензии, промывка и подсушивание осадка. Промой отводится из сборника, образованного стенками 8. В зоне давления осуществляются отдувка осадка при помощи воздуха, поступающего по трубе 12, и регенерация ткани при помощи пара или жидкости, поступающих по трубе 13.

Барабан фильтра устанавливается на неподвижной полой оси 14 при помощи подшипников в корпусе 1. Полая ось 14 соединена трубой 15 с нижней частью барабана, фильтра, куда по устройству 16 подается сок. Для отвода продуктов фильтрации, а также подвода воздуха для отдувки осадка 2 и жидкости для регенерации ткани 22 полая ось делится на секции. В некоторых конструкциях фильтров для этой цели в полой оси устанавливаются специальные трубы. По верхней секции полой оси отводится промой, который собирается в сборнике 6. Левая секция соединена с вакуум-ресивером, через нижнюю секцию отводится отфильтрованный сок. Через правую секцию полой оси подводятся воздух для отдувки осадка и пар или жидкость для регенерации ткани.

Барабан обтягивается фильтровальной тканью, которая закрепляется проволокой 20. Вращение барабана осуществляется от привода через шестерню, прикрепленную к передней крышке барабана. Поверхность барабана фильтра погружена в суспензию на 50...60 %.

Осадок промывается при помощи форсунок 4, отдувается воздухом, поступающим через щель 9, и удаляется ножом 11, имеющим цапфу 21 для осуществления установки. Через щель 10 производится регенерация ткани паром или жидкостью.

Резиновые уплотнения прижимаются к внутренней поверхности барабана при помощи полых резиновых подушек 17, в которые подводится вода по гибким шлангам 18. Давление воды должно составлять 0,5...0,6 МПа.

Так как резиновые уплотнения все время прижимаются к внутренней поверхности барабана и работают на истирание, то барабан внутри должен быть гладким. Практика эксплуатации вакуум-фильтров данного типа показывает, что уплотнения быстро изнашиваются. Применение ротационных уплотняющих устройств из синтетических материалов, видимо, может устранить этот недостаток.

Камерный вакуум-фильтр БШУ-40-3-10 (рис.) состоит из следующих узлов: привода барабана фильтра 1, распределительных головок II и VI, барабана III, промывного устройства VII, мешалки для взмучивания осадка IVи привода мешалки V.

Рис. Вакуум-фильтр БШУ-40-3-10

Кроме того, в его состав входят электродвигатель 1, вариатор 2, редуктор 3, патрубок 4 для сжатого воздуха, левая 5 и правая 16 распределительные головки, подшипник 6, шестерня 7, передняя крышка 8, подводящие трубы 9, барабан 10, коллекторные трубы 11, патрубок 12, форсунка 13, трубы 14 для промывки осадка, штанга 15, штуцер 17 для отвода фильтрата, редуктор 18, штанги 19 и 24, спускные штуцера 20 и 22, мешалка 21, корпус 23, штуцера 25, 26, 37 для отвода промоя, устройство 27 для крепления ножа, устройство 28 для намотки проволоки на барабан, кран 29, фильтр 30, кожух 31, распределитель 32, горизонтальные трубы 33 и 35, радиальные трубы 34 и 36, штуцер 38 для подвода суспензии, электродвигатель 39 и редуктор 40.

Барабан 10 фильтра вращается в корпусе 23, куда по штуцеру 38 непрерывно поступает сгущенный осадок. Невращающиеся части распределительных головок 5 и 16 прижаты к торцовым поверхностям вращающихся цапф и при работе фильтра последовательно соединяют секции барабана с соответствующими окнами в неподвижной части распределительных головок.

Когда секция барабана погружена в суспензию, происходит фильтрация за счет разрежения, создаваемого конденсатором в правой распределительной головке 16. Жидкая фаза суспензии отводится при этом через штуцер 17, а на поверхности ткани этой ячейки отлагается слой осадка. Так как при увеличении толщины слоя осадка сопротивление фильтрации растет, то для сохранения производительности фильтра к секции через угол поворота барабана 36° подключается распределительная головка 5 с более высоким разрежением. При этом фильтрат отводится через штуцер 25, а на поверхности ткани этой секции толщина слоя осадка возрастает. Процесс фильтрации в каждой секции барабана происходит до тех пор, пока она находится в зоне фильтрации. Размеры зон фильтрации регламентируются размерами окон в шайбах неподвижных головок (рис.). Фильтр имеет следующие размеры зон в дуговых градусах:

Далее секция барабана проходит промежуточную зону II, входит в зону III первой просушки и промывки при пониженном разрежении, при этом более концентрированный раствор отводится через штуцер 37 правой распределительной головки 16. В зоне V происходит промывка слоя осадка при повышенном разрежении, создаваемом вакуум-насосом через левую распределительную головку. Концентрированный промой отводится через штуцер 25 этой головки (см. рис.).

Рис. Шайбы неподвижных головок вакуум-фильтра БШУ-40-3-10: а - левой головки; б - правой головки; в - схема деления секций барабана фильтра на зоны при совмещении шайб

После V зоны секции барабана вакуум-фильтра соединяются с зоной VII второй просушки и промывки осадка с уменьшенным разрежением. Полученный промой удаляется через штуцер 26 левой распределительной головки. Зона VII отделяется от зоны отдувки осадка IXпромежуточной зоной VIII. Отдувка осуществляется сжатым воздухом с избыточным давлением 0,02 МПа, поступающим по патрубку 4 левой головки.

В этой же зоне осадок снимается с ткани ножом. После прохождения секциями барабана промежуточной зоны X процесс повторяется.

В зонах III, V и VII осадок промывается аммиачной водой, поступающей через кран 29, фильтры 30, распределитель 32, радиальные 36 и горизонтальные 35 трубы в форсунки 13. Через трубы радиальную 34 и горизонтальную 33 в форсунки поступает раствор соляной кислоты для регенерации ткани.

Избыток поступающей в корпус фильтра суспензии удаляется через сливную коробку, а окончательный спуск осуществляется через штуцера 20 и 22.

Барабан фильтра своими цапфами установлен в подшипниках 6 и приводится во вращательное движение с частотой 0,118.. .2,14 об/мин от трехступенчатого электродвигателя 1 максимальной мощности 2,8 кВт через вариатор 2 и редуктор 3.

Мешалка 21 совершает 20 двойных качаний в минуту и приводится в движение от электродвигателя через редуктор 18 и штанги 19 и 24.

Барабан фильтра представляет собой горизонтальный сварной цилиндр, состоящий из двух частей, соединенных при помощи фланцев. На наружной поверхности барабана 1 (рис.) приварены планки 3, разделяющие всю поверхность барабана по длине на 24 секции. На планках установлена перфорированная опорная поверхность 8 (рис. б), через отверстия которой фильтрат проходит в секции. Фильтрация суспензии осуществляется через ткань 2, которая укладывается на опорную поверхность - резиновые коврики 7. Перфорированная опорная поверхность 8 (сетка) крепится на барабане с помощью штифтов 6. Жгут 4 укладывается в пазы 5 планок.

Рис. Барабаны вакуум-фильтров: а - с опорной сетчатой поверхностью; б - с опорной поверхностью в виде резиновых ковриков

В фильтрах типа «Эймко», выпускаемых французской фирмой «Фив Лилль-Кай», вместо перфорированной поверхности барабанов применяются плетеные проволочные сетки 2. На рис. а показан способ закрепления на барабане стальной сетки при помощи штифтов 6, укладка пенькового жгута, закрепление холста 3 проволокой 7.

Жгут укладывается в канавки планок, приваренных на наружной поверхности барабана. Планки образуют отдельные секции барабана. Ткань закрепляется при помощи нержавеющей проволоки.

Резиновые коврики имеют преимущества по сравнению со стальными сетками. Они легко снимаются в случае регенерации их и увеличивают срок службы ткани, так как не окисляют ее.

Из каждой секции фильтров коллекторными трубками фильтрат отводится к распределительным головкам. Секции в верхней части разобщены между собой при помощи резиновых шнуров 4, вставленных в пазы планок 5.

Левая распределительная головка вакуум-фильтра БШУ-40-3-10 (рис.) состоит из подвижной 4 и неподвижной 9 частей со съемными шайбами. Она включает также гнезда 1 и 2, штуцер 3 для подвода сжатого воздуха, шайбы 5 и б, винт 7, ось 8, стакан 10, смотровое стекло 11, опору 12, окно 13, шланги 15, 16 и 18. Шайбы прикрепляются к цапфе барабана, т. е. к подвижной части и неподвижному корпусу головки, винтами 7. Неподвижная шайба имеет окна, количество которых соответствует количеству окон в неподвижном корпусе головки.

Рис. Левая распределительная головка вакуум-фильтра БШУ-40-3-10

Неподвижная часть головки прижимается к подвижной шайбе с помощью пружины 17, насаженной на ось 8. Ось пружины крепится в стакане 10, прикрепленном к цапфе подвижной части головки. Большие полости головки имеют отвод 19, к которому хомутиком 20 крепится рукав 18. Сжатый воздух в головку подается через штуцер 3. Разрежение в определенных зонах фильтра контролируется вакуумметрами, присоединенными к гнездам 1 и 2. Для установки неподвижной головки в определенном положении по отношению к правой головке имеется проушина 14.

Сравнивая конструкции распределительных головок различных типов фильтров, необходимо отметить значительные преимущества распределительных головок фильтра БШУ-40-3-10: они позволяют изменять режим работы фильтра. Неподвижные диски, расположенные в правой и левой распределительных головках, различаются между собой. Так как в каждой секции фильтра имеются по две коллекторные трубки и одна из трубок направлена к правой распределительной головке, а другая - к левой, это позволяет в фильтрах данной конструкции увеличить зону промывки осадка, что обеспечивает более глубокую промывку его при небольших расходах воды, и отобрать часть малоконцентрированного раствора для приготовления известкового молока. Эти вопросы имеют актуальное значение для нормальной работы фильтров.

Фильтр оснащен самоочищающейся ловушкой для отделения окалины от промывной воды, которая подается к форсункам по трубам из нержавеющей стали. При регенерации ткани раствор соляной кислоты поступает в пластмассовые форсунки. Все трущиеся части фильтра смазываются централизованно. Уровень суспензии в корпусе фильтра и сока в ресиверах поддерживается автоматически.

Техническая характеристика вакуум-фильтров БШУ-40-3-10

Производительность по свекле, т/сут................800... 1 ООО

Поверхность фильтрации, м 2 ..........40

Диаметр барабана, мм........................3000

Длина барабана, мм..........................4400

Частота вращения барабана, с -1 ..................0,0026... 0,0260

Температура суспензии при фильтрации, К............273... 368

Угол погружения барабана в суспензию, град.....109... 120

Величина вакуума в зоне фильтрования, МПа.....0,08

Давление при продувке, МПа..........0,2

Установленная мощность, кВт..........7,0

Габаритные размеры, мм......................7350x4585x3942

Масса, кг................21415

Для фильтрования под вакуумом применяются, чаще всего, воронки Бюхнера и Шотта.

Ее особенность в том, что внутри установлена пластина, похожая на дуршлаг - с отверстиями. На эту пластину предполагается укладывать фильтровальную бумагу. Чаша воронки имеет цилиндрическую форму.

Для фильтрации под вакуумом воронка Бюхнера вставляется в резиновую пробку, которой герметично закрывается сосуд-приемник. Приемный сосуд, в свою очередь, подсоединяется к водоструйному насосу или линии вакуума. При использовании водоструйного насоса, который внезапно может отключиться (вода пропала), рекомендуется между колбой-приемником и водоструйным насосом ставить промежуточный сосуд. Этот сосуд защитит приемник от засасывания воды при остановке насоса.

Воронка лабораторная Бюхнера изготавливается из фарфора и покрывается глазурью со всех сторон, исключая верхнюю кромку. Фарфор - термостойкий и химически стойкий, прочный материал, поэтому воронка подходит для фильтрования химически агрессивных жидкостей (кроме плавиковой кислоты), горячих растворов и расплавов с температурой до +600 °С.

Промышленность выпускает воронки разного диаметра. В российской классификации воронки Бюхнера различаются по номеру (от одного до шести), чем больше номер, тем больше диаметр воронки (от 65 до 215 мм). Соответственно, воронка с большим номером выше, в ней больше отверстий и сами отверстия увеличиваются от 1,25 мм до 3 мм.

Скорость фильтрования зависит как от степени разреженности воздуха, так и от диаметра воронки - чем она больше, тем быстрее происходит фильтрация.

Ее особенность в том, что внутрь впаяна пористая пластина-фильтр, изготовленная из спеченной стеклянной крошки. Этот тип воронки не нуждается в дополнительном бумажном фильтре, что резко расширяет список веществ, которые можно через нее фильтровать. Например, с ее помощью можно очищать кислоты и щелочи, растворяющие бумагу, от механических примесей.

Воронка лабораторная Шотта, так же, как и воронка Бюхнера, особенно востребована для фильтрационных работ при пониженном давлении. Выполняется из прочного и термостойкого стекла, чаще всего боросиликатного, закаленного.

Конструкционно воронки Шотта подразделяются на:
- без шлифа, с чашей в виде конуса;
- без шлифа с чашей в виде цилиндра;
- со шлифом на сливной трубке;
- со шлифом и отводом на сливной трубке (к отводу подключается водоструйный насос или линия вакуума).

Воронки без шлифа вставляются в сосуд-приемник через резиновую пробку. Для фильтрации при пониженном давлении следует использовать приемный сосуд с отводом, отлично для этого подходит колба Бунзена.

Воронки Шотта классифицируют по номеру. Чем больше номер, тем больше в фильтре отверстий и тем они меньше. Российский ГОСТ предусматривает указание пористости фильтра, например, ПОР 1,6 означает, что максимальный размер пор составляет 1,6 мкм. По европейской классификации пористость аналогичной воронки обозначается S4.

Скорость фильтрования зависит от пористости фильтра, диаметра воронки и уровня разрежения в сосуде-приемнике.

Воронки Бюхнера и Шотта очищают химическим способом.

В нашем магазине можно купить воронки Бюхнера и Шотта разных диаметров, колбы Бунзена , различную лабораторную посуду, пробки. На весь ассортимент доступные цены, а выбор помогут сделать опытные менеджеры.