ФИЛЬТР ПЕРФОРИРОВАННЫЙ С ДВОЙНОЙ ЗАГРУЗКОЙ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для фильтрования жидкостей и может быть использована в различных отраслях, в частности для очистки воды в промышленном и бытовом водоснабжении, а также для хозяйственно-питьевых нужд в животноводческих комплексах.
Известно устройство для очистки воды, включающее корпус с входным и выходным штуцерами и многослойную фильтрующую загрузку, при этом загрузка содержит в первом и последнем слое волокнистый нейтральный и/или ионообменный амфотерный полимерный материал или волокнистый активированный уголь, а между ними расположены по крайней мере один слой сильноосновного анионита на основе полипропиленового волокна с привитым сополимером стирола и дивинилбензола и слой смеси волокнистого активированного угля и сильноосновного или сильнокислотного ионита или гранулированного активированного угля [Пат.2038316 Российская Федерация: МПK C02F 1/28, B01D 39/00. Устройство для очистки воды / Жем-ков В.П., Дьяченко В.Н., Громов В.И., Лашова СМ., Черняк И.В., Солдатов B.C., Шункевич А.А.; заявитель и патентообладатель Малое предприятие «Аквапор». - №5006175/26; заявл. 30.07.1991, Бюл. №18. -6 с].
Послойная укладка фильтрованных материалов в известном устройстве обеспечивает последовательную очистку воды от загрязняющих примесей, а применение материалов в виде волокон позволяет повысить скорость фильтрации. Однако данное устройство ненадежно в работе, так как слои фильтровального материала быстро забиваются солями жидкости, для очистки слоев фильтр надо разбирать, что повышает эксплуатационные расходы. Невелика и производительность такого устройства для очистки воды от различных загрязнений в животноводческих комплексах, так как работают только торцевые поверхности слоев. Кроме того, устройство не обеспечивает очистку воды от железа, если его содержание в воде более 0,8 мг/л.
Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели относится наиболее часто используемый в животноводческих комплексах для очистки воды щелевой фильтр, состоящий из герметичного корпуса с входным патрубком, центральной трубы с продольными щелями, фильтрующего пакета в виде набора шайб из угле-волокнистого материала, насаженных на снабженную снизу фланцем центральную трубу и сжатых сверху прижимным устройством, входного и выходного отделений и отводного патрубка [Сайтов В.Е., Котюков А.Б., Савиных П.А. Анализ схем и конструкций устройств очистки воды в животноводстве // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2017. - №3 (часть 1). - С. 38-39] - прототип.
Особенность конструкции данного фильтра заключается в том, что центральная труба от низа к верху пронизана продольными щелями, а подвод очищаемой воды через входной патрубок и вывод очищенной воды через отводной патрубок осуществляется снизу. Вследствие этого наблюдается неравномерность расхода очищаемой воды по высоте фильтрующего пакета (загрузки) ввиду разности гидравлического сопротивления его нижней и верхней частей. Гидравлическое сопротивление в нижней части загрузки меньше, чем в верхней, что обусловлено меньшей длиной пути движения воды в фильтре. Поэтому больший расход воды пойдет по пути меньшего гидравлического сопротивления, то есть через нижнюю часть фильтрующего пакета. Соответственно нижняя часть фильтрующего пакета будет больше загрязняться различными примесями. Это ведет к снижению эффективности очистки воды фильтром.
Кроме того, что нижняя часть фильтрующего пакета будет больше загрязняться различными примесями в сравнении со всей площадью фильтрующего пакета по высоте, то возникает потребность частой замены фильтрующего пакета, возможности которой полностью еще не будут использованы. Это значительно уменьшает срок применения фильтрующего пакета для очистки воды.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что у фильтра перфорированного с двойной загрузкой, состоящего из герметичного корпуса с входным патрубком, центральной трубы, фильтрующего пакета в виде набора шайб из углеволокнистого материала, насаженных на снабженную снизу фланцем центральную трубу и сжатых сверху прижимным устройством, входного и выходного отделений и отводного патрубка, центральная труба, на которую насажен дополнительный фильтрующий пакет, выполнена с равномерно расположенными по ее длине круглыми отверстиями, диаметры которых от низа трубы к ее верху увеличиваются.
В результате анализа литературных источников не обнаружено идентичного выполнения предлагаемого устройства. При этом отличительные от прототипа признаки придают заявляемой совокупности новые свойства, проявляющиеся в положительном эффекте.
Изготовление центральной трубы с равномерно расположенными по ее длине круглыми отверстиями, диаметры которых от низа трубы к ее верху увеличиваются, обусловливает то, что гидравлические сопротивления при прохождении потока воды через нижнюю часть трубы будут больше, чем при прохождении потока через ее верхнюю часть, так как площадь живого сечения потока воды в нижней части меньше. Поэтому в данном фильтре с нижним подводом и отводом воды благодаря гидравлическим сопротивлениям, которые создаются перфорацией центральной трубы, расход воды по высоте фильтрующего пакета (загрузки) будет равномерным. В результате равномерного распределения очищаемой жидкости по высоте загрузки поверхность фильтрующего пакета по всей площади будет равномерно впитывать различные загрязнения, обусловливая качественную очистку воды. Данное обстоятельство также увеличивает срок использования фильтрующего пакета.
Применение в известном фильтре дополнительного фильтрующего пакета увеличивает его производительность по очистке воды от различных загрязнений.
Перфорирование центральной трубы круглыми отверстиями обусловливает технологичность изготовления, при котором не требуется применение сложной оснастки.
В итоге, при работе предлагаемого устройства достигается положительный эффект, превосходящий эффект прототипа. Новая совокупность признаков заявляемого устройства, обеспечивающая получение положительного эффекта, обладает существенными отличиями.
На фигуре представлена схема фильтра перфорированного с двойной загрузкой, где стрелками показано направление движения воды внутри фильтра.
Фильтр перфорированный с двойной загрузкой состоит из герметичного корпуса 1 с входным патрубком 2, центральной трубы 3, входного 4 и выходного 5 отделений и отводного патрубка 6. Центральная труба 3, снабженная двумя фильтрующими пакетами 7 и 8, выполнена с равномерно расположенными по ее длине круглыми отверстиями 9, диаметры которых от низа трубы 3 к ее верху увеличиваются. Фильтрующие пакеты 7 и 8 в виде набора шайб из углеволокнистого материала насажены на центральную трубу 3, каждая из которых снизу упирается на фланец 10 и 11 соответственно. Фильтрующие пакеты 7 и 8 сверху сжаты прижимными устройствами 12 и 13 соответственно для придания требуемой плотности упаковки. Прижимные устройства 12 и 13 сверху фиксируются гайками 14 и 15. Фланцы 10 и 11, на которые упираются фильтрующие пакеты 7 и 8, снизу закреплены упорами 16 и 17.
Фильтр перфорированный с двойной загрузкой работает следующим образом.
Фильтруемая вода через входной патрубок 2 подается вовнутрь герметичного корпуса 1 фильтра, поступает во входное отделение 4, а далее проходит через фильтрующие пакеты 7 и 8 в радиальном направлении к центральной трубе 3. В фильтрующих пакетах 7 и 8 вода очищается от загрязнений и далее через отверстия 9 центральной трубы 3 поступает в выходное отделение 5, из которого по отводному патрубку 6 направляется к потребителю.
Преимуществом предлагаемой полезной модели по сравнению с прототипом является за счет конструктивного его исполнения повышение производительности и качества очистки воды для бытовых нужд, а также питьевой воды для населения и сельскохозяйственным животным от различных загрязнений, увеличенный срок службы фильтрующих пакетов.