НАМЫВНОЙ ПАТРОННЫЙ ФИЛЬТР
PRECOAT CARTRIDGE FILTER

Изобретение относится к области водоснабжения, в частности к фильтрам для очистки воды с применением вспомогательного вещества, а именно к намывным патронным фильтрам, предназначенным для тонкой очистки воды, и может быть использовано в промышленном водоснабжении и очистке оборотной воды плавательных бассейнов.
Известен намывной патронный фильтр (Авторское свидетельство СССР №1331536, В01D 27/00; Бюл. №31, 1987.08.23), содержащий вертикальный цилиндрический корпус с крышкой, днище, размещенную в верхней части корпуса горизонтальную трубную доску, фильтрующие элементы, выполненные в виде обратных конусов и закрепленные основаниями в трубной доске, размещенную под фильтрующими элементами перегородку, выполненную в виде обратного усеченного конуса с цилиндрической обечайкой на меньшем основании, а также патрубок для подвода очищаемой жидкости или намывной суспензии и сброса осадка в днище фильтра и патрубок для отвода фильтрата или подвода промывной воды в крышке.
Недостатками аналога являются невысокая эффективность работы фильтра, сложность конструкции и эксплуатации из-за перегородки, которая затрудняет промывку фильтра и съем осадка.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является намывной фильтр (Кедров B.C., Рудзский Г.Г. Водоснабжение и водоотведение плавательных бассейнов. - М.: Стройиздат, 1991. - С.83), содержащий вертикальный цилиндрический корпус, размещенную в верхней части корпуса горизонтальную трубную доску с закрепленными в ней фильтрующими элементами патронного типа, с подводящим и отводящим патрубками, а также патрубком сброса осадка.
Недостатком прототипа является недостаточная надежность и эффективность работы фильтра, т.к. его конструкция не обеспечивает равномерного намыва фильтрующего вещества как по толщине, так и по дисперсности намывного слоя по всей боковой поверхности фильтрующих элементов.
Недостатками фильтра являются нестабильные условия процесса фильтрования вдоль фильтрующих элементов в результате различных скоростей потока жидкости, поступающей на очистку, от максимальной в нижней до минимальной в верхней части фильтра, а также нестабильность работы фильтра при возможных колебаниях производительности и давления в процессе фильтрования, например, при изменениях частоты вращения вала насоса, в результате изменяются дисперсный состав, гидравлические свойства и механические характеристики намытого слоя и, как следствие, снижается качество фильтрата или возникает необходимость в увеличении расхода намывного вещества.
Изобретение направлено на повышение эффективности очистки воды, увеличение производительности фильтра и снижение расхода фильтровального вспомогательного вещества путем обеспечения равномерного нанесения на фильтрующие патроны вспомогательного фильтрующего вещества.
Результат достигается тем, что в намывном патронном фильтре, содержащем вертикальный цилиндрический корпус, размещенную в верхней части корпуса горизонтальную трубную доску с закрепленными в ней фильтрующими патронами, подводящие и отводящие патрубки, патрубок сброса осадка, согласно изобретению фильтр выполнен с двумя патрубками подвода суспензии, установленными на корпусе тангенциально попарно диаметрально противоположно под углом 180°, один в верхней и другой в нижней части корпуса фильтра, что создает закрученный поток с подвижным постоянно обновляемым намывным слоем.
На фиг.1 представлен фильтр, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Намывной патронный фильтр содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, коническое днище 2, крышку 3. В верхней части корпуса 1 размещена горизонтальная трубная доска 4 и закрепленные в ней фильтрующие элементы 5, выполненные в виде патронов, состоящих из перфорированного цилиндрического основания и надетого на него рукава фильтровальной ткани. Трубная доска 4 разделяет фильтр на камеры суспензии 6 и фильтрата 7, расположенные соответственно ниже и выше трубной доски 4. В цилиндрической части корпуса 1 (в камере 6) тангенциально установлены патрубки 8 для подачи суспензии, т.е. очищаемой жидкости и намываемого фильтрующего вспомогательного вещества. Патрубки 8 расположены на корпусе 1 тангенциально попарно диаметрально противоположно под углом 180°, один в верхней и другой в нижней части камеры 6 корпуса 1 фильтра. Коническое днище 2 оснащено патрубком 9 опорожнения и сброса осадка. Камера фильтрата 7 снабжена патрубком 10 отвода фильтрата, служащим также и для подачи промывной воды. Кроме того, фильтр в верхней части снабжен патрубком 11 для подачи сжатого воздуха для улучшения качества промывки и патрубком 12, оснащенным предохранительным клапаном (не показан). В крышке 3 и цилиндрическом корпусе 1 имеются патрубки 13 для установки манометров (не показаны).
Фильтр работает следующим образом.
После заполнения фильтра исходной водой через подающие патрубки 8 в камеру 6 подают суспензию (смесь вспомогательного фильтрующего вещества, например порошкообразного активного угля с водой). Намываемая суспензия первичного слоя поступает в камеру 6 через тангенциально установленные патрубки 8, закручивая поток. При этом закрученный поток, проходя по поверхности фильтрующих патронов 5, равномерно намывает вспомогательное фильтрующее вещество (намывной слой).
Затем начинают подавать воду на фильтрацию. При этом для увеличения продолжительности фильтроцикла в очищаемую воду небольшими порциями добавляют приготовленную в другом баке добавочную суспензию вспомогательного фильтровального вещества. В продолжение фильтроцикла добавочная суспензия смывает с патрона 5 верхний уплотнившийся слой осадка, тем самым удлиняя время фильтроцикла. Очищенная вода отводится из внутренней полости фильтрующих патронов 5 в камеру фильтрата 7, а затем из фильтра по патрубку 10. При прохождении через намывной слой фильтрующих патронов 5 исходная вода освобождается от взвешенных, коллоидных и растворенных примесей.
В процессе фильтрации за эффективностью очистки воды и степенью загрязнения вспомогательного фильтрующего вещества следят по анализам фильтрата и перепаду давления на фильтрующих патронах 5. При предельном загрязнении вспомогательного фильтрующего вещества процесс фильтрования прекращают. Промывку фильтра осуществляют очищенной фильтрованной водой. После остановки фильтра часть воды и загрязненный намывной слой из камеры исходной суспензии 6 через патрубок 9 сбрасывают в сток, а в камеру фильтрата 7 через патрубок 11 нагнетают сжатый воздух. Затем вновь открывают клапан на патрубке 9 и фильтр полностью опорожняют, а фильтрующие патроны 5 окончательно промывают очищенной водой через патрубок 10. Такой способ промывки обеспечивает не только полное удаление загрязнений, но и позволяет значительно сократить расход промывной воды и сжатого воздуха.
После удаления отработанного фильтровального вещества цикл намыва и фильтрации повторяется. Крышка 3 намывного фильтра выполнена съемной для обеспечения возможности замены фильтрующих патронов или их ремонта.
По сравнению с известным в предлагаемом фильтре значительно выше эффективность очистки жидкости за счет равномерности намыва вспомогательного фильтровального вещества. Улучшение условий намыва обеспечивает существенное увеличение длительности фильтроциклов намывного слоя, т.е. производительности фильтра, и снижение расхода дорогостоящего фильтровального вещества.
Кроме того, у предлагаемого фильтра выше надежность, так как предупреждается опасность частичного смыва намывного слоя при колебаниях расхода очищаемой воды. При возможных колебаниях производительности и давления в процессе фильтрования, например, при изменениях частоты вращения вала насоса эффективность работы фильтра не снижается.