Барабанные вакуум-фильтры обычно используются для разделения суспензий, в которых твердые частицы имеют примерно одинаковые размеры, их концентрация составляет более 5%, а скорость осаждения - до 0,012 м/с. Разность давлений в таких фильтрах составляет 0,02-0,09 МПа в зависимости от свойств суспензии. Просушка и промывка осадка отличается высоким качеством. Параметрами, по которым выбирают вакуум-фильтры, являются: поверхность фильтрования, диаметр барабана, частота вращения барабана и другие.
Использование барабанных вакуум-фильтров:
· Высокая скорость осаждения частиц. Барабанные вакуум-фильтры с наружной фильтрующей поверхностью применяются для разделения суспензий, если скорость осаждения твердых частиц не превышает 18 мм/с. Чтобы предотвратить осаждение твердой фазы, в ванне установлена мешалка. Однако ее скорость должна быть достаточно низкой, в противном случае с фильтровальной перегородки будет смываться осадок.
· Малая толщина осадка. Фильтры рассматриваемого типа предназначены для работы с продуктами, твердая фаза которых позволяет получить осадок толщиной не менее 5 мм при прохождении ячейкой участка, на котором она погружена в суспензию не более 4 мин. В таких фильтрах суспензия фильтруется с небольшой скоростью. Барабан совершает полный оборот за 0,5-10 мин. Если слой осадка не набирает толщину более 5 мм, то могут возникнуть сложности с его отделением от фильтровальной ткани, поскольку воздух при отдувке будет проходить через слишком тонкий слой осадка или образовавшиеся в нем трещины. Кроме того, тонкий слой осадка может “замазывать” ткань, становясь практически не счищаемым при помощи ножа. Происходит быстрое закупоривание пор, что значительно снижает производительность фильтра и делает его использование нецелесообразным. По этой причине барабанные вакуум-фильтры не подходят для разделения суспензий с небольшой концентрацией высокодисперсных частиц.
Вакуум-фильтр барабанный (см. рисунок а) состоит из барабана 5 с фильтрующими ячейками 3, ванны 11 с маятниковой мешалкой 10, распределительной головки 12, механизма съема осадка, промывного устройства 1 и приводов барабана и мешалки от электродвигателя 9. Барабан закрыт с торцов плоскими крышками 6. Барабан состоит из двух соединенных соосных цилиндров: внутреннего сплошного 4 и наружного перфорированного 2, покрытого снаружи фильтрующей тканью. Кольцевой зазор между цилиндрами разделен продольными перегородками на фильтрующие ячейки 3. С торцов укреплены сваркой плоские крышки и фланцевые цапфы 7 и 16, с помощью которых барабан установлен слева в подшипнике скольжения 8, а справа – в роликовой опоре, состоящей из двух нижних и одного верхнего роликов 15.
Каждая ячейка сообщается трубкой 17 с выводными трубками 14, расположенными по окружности плоскости торца цапфы 16, к которой прикреплена ячейковая шайба 19. К шайбе плотно прижимается распределительная головка 12, имеющая в торце овальные отверстия.
При вращении барабана секции последовательно сообщаются с камерами I - IV распределительной головки (см. рисунок б), т. е. с линией вакуума или линией сжатого воздуха, проходя зоны вакуума А, осаждения Б, съема осадка В и регенерации ткани Г.
На рисунке б показан принцип действия фильтра. Барабан 2 частично погружен в ванну 1, куда поступает суспензия. Во избежание образования осадка суспензия, перемешивается маятниковой мешалкой. При вращении барабана его секции последовательно сообщаются с камерами I – IV распределительной головки.
Камера I распределительной головки 3 сообщается с вакуумной линией, поэтому происходит отсос фильтрата из тех секций, которые погружены в суспензию. На погруженной в суспензию поверхности барабана образуется слой твердой фазы. При повороте барабана до совмещения с камерой II головки происходит промывка и просушка осадка за счет отсоса промывного фильтрата с помощью вакуума.
В зоне съема осадка через камеру III головки посту дает сжатый воздух, способствующий отделению от ткани слоя осадка, который по ножу сползает в корыто (бункер). За счёт додачи сжатого воздуха или пара в камеру IV головки осуществляется регенерация ткани. После этого цикл операций повторяется, хотя процесс фильтрации протекает непрерывно.