Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ
ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Сущность изобретения: фильтрующий элемент содержит проницаемые перегородки и уложенные между ними слои зернистого фильтрующего материала с диаметром гранул, уменьшающимся от перегородок к центральному слою и определенным из соотношений dц/dз= 4,67-5,00 dn/dц = 2,41 и dn+1/dn = 2,41. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2023471
Класс(ы) патента: B01D24/04
Номер заявки: 5002641/26
Дата подачи заявки: 01.07.1991
Дата публикации: 30.11.1994
Заявитель(и): Куклинский Владимир Владимирович
Автор(ы): Куклинский Владимир Владимирович
Патентообладатель(и): Куклинский Владимир Владимирович
Описание изобретения: Изобретение относится к области фильтрования, в частности к насадкам для разделения суспензий, находящихся между проницаемыми неподвижными перегородками.
Известна насадка для фильтрования воды (1), характеризующаяся тем, что в нее входит последовательно расположенные слои гранулированного материала, опирающиеся снизу на пористую пластину из оксида алюминия, а сверху ограниченную сеткой, способной удерживать крупные частицы. В направлении от сетки размеры частиц в слоях уменьшаются, а плотность возрастает.
Недостаток технического решения в соответствии с (1) состоит в том, что оно не позволяет производить регенерацию в режиме обратной продувки (промывки) при неизменной структуре слоя, а в режиме псевдоожижения часть мелких частиц слоя может быть утеряна.
Известно техническое решение [2], характеризующееся тем, что фильтрующий элемент содержит между двумя проницаемыми перегородками полидисперсный зернистый классифицированный материал, уложенный таким образом, что диаметр гранул уменьшается от перегородок к центральному слою.
Недостаток [2] состоит в том, что соотношение размеров частиц соседних слоев не регламентировано и величина самых тонких частиц фильтра не соотнесена с величиной задерживаемых частиц. В результате фильтрующий элемент имеет повышенное сопротивление и может в начальный момент фильтрования пропускать очень тонкие частицы.
Целью изобретения является повышение качества разделения суспензий.
Цель достигается тем, что в фильтрующем элементе, содержащем проницаемые перегородки и уложенные между ними слои зернистого фильтрующего материала с диаметром гранул, уменьшающимся от перегородок к центральному слою, диаметры гранул слоев определены из соотношений: dц/dз = 4,67-5,00; dn/dц = 2,41 и dn+1/dn = 2,41, где dц - диаметр гранул центрального слоя, мкм;
dз - диаметр частиц разделяемой суспензии, мкм;
dn - диаметр гранул соседних с центральным слоев, мкм;
dn+1 - диаметр гранул всех последующих слоев, мкм.
На чертеже изображена схема фильтрующего элемента.
Элемент состоит из решеток 1 и боковых стенок 2, объем между которыми заполнен прослойками зернистого материала с разным размером гранул. Они уложены таким образом, что в центре элемента расположены самые мелкие частицы слоя 3, снаружи от них - более крупные частицы слоев 4, 5, размер которых (5) больше ячеек в решетках 1. Слои сжаты между собой решетками 1.
Фильтрующий элемент используется следующим образом.
При разделении частиц суспензии они пропускаются через фильтрующий элемент в направлении, указанном стрелкой. Самые тонкие частицы проходят через все слои и собираются за фильтрующим элементом. Частицы размером более dц/4,67 задерживаются фильтром и при регенерации фильтрующего элемента обратной промывкой возвращаются в исходную систему. После многократных процедур фильтрования-регенерации суспензия разделяется на классы по граничному зерну dц/4,67.
Например, фильтрующий элемент должен разделить частицы суспензии по граничному зерну 10 мкм. Тогда в центральном слое 3 засыпки используют фракции частиц dз = 4,67·10 = 46,7 мкм. Принимают размер частиц этой фракции с небольшим запасом 50 мкм.
Размер частиц в соседних с центральным слоем прослойках должен быть равен dц = 2,41-50 = 120,5 мкм. Размер гранул во всех последующих прослойках увеличивается в 2,41 раза: 50 ˙ 2,41 = 120,5; 120 ˙ 2,41 = =290 мкм и т. д.
Если наибольший размер частиц в слое 290 мкм, то размер отверстий в решетке принимают 250 мкм, толщину каждой прослойки - не менее 10 di, тогда толщина слоев будет равна: в прослойке 3-500 мкм; в прослойках 4-120,5 ˙ 20 = 2410 мкм; в прослойках 5 - 290 ˙ 20 = 5800 мкм общая толщина засыпки 8710 мкм.
Назначение фильтрующего элемента - задерживать частицы суспензии любого заданного граничного размера. Для этого в зернистом слое должны быть созданы каналы нужного сечения.
Из теории аппаратов со стационарным зернистым слоем известно, что свободно засыпанные сферические частицы укладываются с порозностью 0,38-0,395 при числе контактов 8. В таких системах значительная доля структур имеет кубическую укладку (фиг. 2). Из нее следует, что каналы минимального сечения могут быть созданы не только из очень малых сфер. Структура с кубической укладкой обязательно задержит частицы более 0,414 dф. А структура из двух слоев dц и dз (если dз = 0,414 dц) способна задержать частицы размером d = 0,214 dз. При отфильтровывании очень мелких частиц это весьма существенно, так как избавляет от необходимости использования в фильтрующем слое очень мелкой засыпки и большого сопротивления фильтрующего элемента.
Из рассмотренного примера вытекает соотношение dц/dз = 4,67 и dn+1/dn = 2,41.
На практике трудно выдержать размеры частиц в прослойках столь строго, поэтому заявленные соотношения являются минимумом, к которому следует стремиться.
Отклонения от него приводит либо к увеличению сопротивления фильтрующего элемента, либо к проскоку через фильтр граничных частиц, либо к "проваливанию" мелких частиц в структуру более крупных гранул и разрушению исходной системы для фильтрования.
Формула изобретения: ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий проницаемые перегородки и уложенные между ними слои зернистого фильтрующего материала с диаметром гранул, уменьшающимся от перегородок к центральному слою, отличающийся тем, что, с целью повышения качества разделения суспензий, диаметры гранул слоев определены из соотношений
= 4,67-5,0;
= 2,41;
= 2,41;
где dц - диаметр гранул центрального слоя, мкм;
dз - диаметр частиц разделяемой суспензии, мкм;
dn - диаметр гранул соседних с центральным слоев, мкм;
dn+1 - диаметр гранул всех последующих слоев, мкм.