I filtri a cartuccia si presentano come dei cilindri verticali e stretti che si differenziano per il tipo di cartucce o di candele. Questa tipologia di filtri viene prodotta con massa di carbone, diatomite pressata, ceramica porosa, ecc. Tali dispositivi funzionano in modo analogo ai filtri di aspirazione, in cui la sostanza da filtrare viene estrusa attraverso la parete filtrante che si trova all'interno dell'elemento. I sedimenti creatisi rimangono all'esterno della cartuccia e vengono eliminati con un getto di aria o di liquido, erogato dall'interno. Questo tipo di filtri è usato principalmente in qualità di addensatori.
I filtri a cartuccia sono destinati al filtraggio di sospensioni con un basso contenuto di fase solida (fino al 5%), con l'obiettivo di schiarire la sostanza filtrata. I residui vengono sottoposti ad un successivo lavaggio, la sospensione si addensa. Attraverso questi filtri, è possibile anche il filtraggio con l'applicazione di uno strato di riporto o l'aggiunta di sostanze speciali nella sospensione filtrata.
Strutturalmente, il filtro a cartuccia si presenta come un corpo di forma cilindrica, posizionato in posizione verticale. Il cilindro è dotato di un coperchio pieghevole o smontabile. Nello spazio interno del corpo si trova la griglia o il collettore di aspirazione con delle sezioni, dove sono installate le cartucce (elementi filtranti verticali).
Il principio di funzionamento di un filtro di questo tipo è semplice. La sospensione viene fornita sotto pressione nella parte inferiore del corpo. La fase liquida passa attraverso la parete filtrante ed esce attraverso le cavità interne delle cartucce. La fase solida si deposita sulle pareti delle cartucce. I residui vengono rimossi con un colpo idraulico, a seguito del quale, i residui cadono nel corpo del filtro pieno di liquido; dopo di che vengono espulsi insieme con il liquido. I filtri a cartuccia possono essere dotati di cartucce di diverse tipologie:
Questo tipo di filtri è anche dotato di un sistema di controllo del filtro automatico o semi-automatico.
I componenti principali dei filtri a cartuccia sono i sistemi di tubi ricoperti da anelli. I tubi sono chiusi nella parte inferiore, hanno delle alette longitudinali e dei fori sulle pareti. Gli anelli, infilati sui tubi, sono realizzati in ceramica, in diatomite pressata o in vetro e hanno una struttura porosa. Le cartucce dai tubi e dagli anelli vengono installati sulle celle della griglia, che hanno dei canali paralleli interni. Il sistema di cartucce si trova in un corpo cilindrico chiuso con coperchio ribaltabile.
La sospensione viene fornita con una pressione non superiore a 0,9 MPa negli interspazi tra le cartucce. Il filtraggio e la rimozione dei sedimenti vengono effettuati analogamente ai filtri a fogli filtranti.
L’area della superficie di lavoro dei filtri a cartucce arriva fino ai 60 m2. La porosità della cartuccia è pari a circa il 40%, la lunghezza non è più di 3 m, lo spessore dei sedimenti è tollerato fino ai 10-15 mm.
Per l’addensamento delle sospensioni vengono utilizzati filtri dotati di una parete divisoria in tessuto. Più spesso vengono utilizzati filtri a cartuccia-addensatori. In tali filtri la sospensione viene mandata al serbatoio, in cui si trovano cartucce metalliche che hanno una superficie forata coperta da una parete filtrante. Quando all'interno della cartuccia si crea il vuoto, è il momento in cui avviene il filtraggio della sospensione attraverso queste cartucce. Tutte le cartucce sono collegate da testine di distribuzione con l'aiuto di una tubazione. Questa testina è necessaria per cambiare il sistema da quello a vuoto a quello a pressione ed anche per il soffiaggio dei sedimenti che si accumulano sulla superficie del tessuto. I residui vengono rimossi con l'aiuto di mescolatori a coclea attraverso il bocchettone.
Vengono ampliamente utilizzati anche i filtri a cartuccia-addensatori con fondo conico e rastrelli. Questi dispositivi hanno una superficie di filtraggio che va dai 30 ai 230 m2. Inoltre, spesso vengono utilizzati non solo addensatori con cartucce verticali, ma anche filtri-addensatori che funzionano anche come filtropresse a telaio e filtri a vuoto a dischi.
Filtri
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