Для реализации процессов удаления взвешенных (коллоидных) частиц из жидких или газообразных сред применяются специальные устройства. Среди них особой эффективностью отличаются вакуум фильтры - это установки, работа которых основана на использовании пониженного давления. Они широко применяются в различных производственных линиях, где требуется высокий уровень очистки.

Промышленные установки описываемого типа используются в фармацевтической, химической, пищевой, горнодобывающей и других отраслях промышленности. Для того чтобы понять, что такое вакуум фильтр необходимо разобраться в его назначении, конструкции и принципе действия. Устройство предназначено для сепарации жидких и газовых смесей с большим включением твердых частиц, присутствующих в них в виде суспензий.

В общем виде устройство вакуум фильтра представляет собой агрегат непрерывного действия, в котором происходит разделение твердых и жидких сред под давлением. Состав основных элементов:

1. Корпус. Обычно изготавливается из стали или специальных сплавов.
2. Мембрана фильтрующая. Преимущественно делаются из твердых пористых материалов или ткани.
3. Насос вакуумный. С его помощью производится откачка воздуха и создается пониженное давление.

В нижней части вакуум фильтр располагается поддон для жидкого фильтрата, который сливается через отдельный патрубок. Так выглядит общая схема очистительных установок данного типа, которая реализуется в различных вариантах исполнения.

Установки, применяемые на горно-обогатительных и других предприятиях, имеют обычно двухступенчатую конструкцию и включают секцию обезвоживания и сушки рудных концентратов. У современных вакуум-фильтров принцип работы в зависимости от конструкции может быть следующим: 

• Осадок образуется под действием только разницы атмосферного и пониженного давления.
• К воздействию вакуума добавляется сила тяжести, направление которой может быть перпендикулярным или противоположным.

Гравитационная составляющая способствует повышению эффективности работы вакуум-фильтра и общей производительности установки. Рабочая среда на выходе имеет требуемые параметры влажности, которые могут к тому регулироваться за счет изменения времени обработки.

Классификация установок для обезвоживания осуществляется с учетом их конструкционных особенностей. Существуют следующие разновидности промышленных вакуум-фильтров:

• барабанные;
• дисковые;
• ленточные.

В отдельную категорию принято выделять лабораторные вакуум фильтр принцип действия последних аналогичен промышленным. Различаются они по размерам и используемым для их изготовления материалов (специальные виды пластиков, стекло и нержавеющая сталь для пищевых приборов). Комплектуются резервуарами для очищаемого продукта объемом в 100, 250 и 500 мл и применяются для микробиологических и иных исследований.

Барабанный

Аппараты этого типа применяются для удаления остатков жидкости из твердых сыпучих сред различного фракционного состава. В зависимости от типа работа барабанного фильтра строится следующим образом:

Установки с наружной фильтрующей поверхностью. Применяются для пульп, скорость осаживания твердых частиц у которых не превышает 18 мм/с. Она подается на внешнюю часть барабана с пониженным давлением воздуха внутри него. Конструкция состоит из корыта, головок распределительных, ножа для удаления осадка и промывающего устройства.

Аппараты с внутренней фильтрующей поверхностью. Предназначаются для сепарации минерального сырья со скоростью осаживания свыше 8 мм/с. Барабан разделен на секции, которые имеют дренирующее основание из перфорированной сетки обтянутой фильтрующей тканью. Подача осадка в рабочую зону осуществляется ленточным конвейером.

Оба типа барабанных фильтров - устройства для удаления водной основы из суспензии. Разная специализация их обусловлена преимущественно способом подачи и свойствами обрабатываемого концентрата (скорость осаживания). Это обеспечивает определенную гибкость в применении описываемых установок, которые могут выполнять операции по осветлению, промывке и обезвоживанию в разных комбинациях. 

Дисковый

Высокопроизводительные дисковые вакуум фильтр - это установки, предназначенные для разделения больших массивов однородных осадков. Основу конструкции составляют установленные на валу диски с приводом от электродвигателя. Они обеспечивают эффективную фильтрацию загрязненных рабочих сред (например пульпы), скорость осаживания которых составляет 18 мм/с и менее.

Вакуумный дисковый фильтр имеет сравнительно простую конструкцию, состоящую из ванны для исходного сырья, ячейкового вала, головки распределительной и мешалки рамной. Подача воздуха в секции осуществляется через каналы, высверленные в оси при их совмещении с камерой отдувки. Наряду с обычными широко используются установки с потоком пара в рабочей зоне.

Ленточный

Вакуумно-ленточные фильтры пригодны для очистки жидкостей и удаления влаги из твердых сыпучих сред. Установки применяются для работы с расслаивающими неоднородными осадками. Основу их составляет стол фильтровальный, по которому замкнутая в кольцо лента. Работает устройство следующим образом:

1. Вода через впускную коробку подается на ленту и равномерно распределяется по всей ее площади.
2. Воздух отсасывается из камеры фильтра компрессором через боковой патрубок, что ускоряет удаление воды из пульпы.
3. По мере падения уровня лента автоматически протягивается, а очищенный осадок снимается с нее скребком.

Основным преимуществом ленточного фильтра является высокая производительность, а также то, что для его работы не требуются расходные материалы. Установка отличается исключительной стойкостью к неравномерной подаче сырья на входе.

Разобравшись в принципе действия и конструкции вакуум фильтра и для чего необходим, пользователь сможет правильно сформулировать критерии его выбора. Такие установки применяются в быту и лабораториях, где они применяются для очистки сыпучих материалов разного фракционного состава. Для промывки последних необходимо большое количество технической воды.