ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ
FLUID CLEANING FILTER

Изобретение относится к фильтрованию, а именно к технике очистки жидкостей, и предназначено для очистки жидкости с включениями волокнистых структур, например животноводческих стоков комплексов крупного рогатого скота и свинокомплексов, используемых для полива сельскохозяйственных угодий.
Известен фильтр для очистки воды, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, установленный в корпусе вращающийся перфорированный фильтрующий элемент и камеру улавливания примесей [1].
Недостатком известного фильтра является то, что для достижения эффективной работы он выполнен вращающимся, что требует установки дополнительного привода, т.е. дополнительных энергозатрат. Кроме того, отверстия (перфорация) сетчатого фильтрующего элемента засоряются длинноволокнистыми примесями, например остатками корма, попадающего в животноводческие стоки. В результате снижается надежность работы фильтра.
Также известен фильтр для очистки жидкости, содержащий фильтрующий элемент [2].
В известном фильтре для регенерации фильтрующих элементов использовано специальное устройство, выполненное в виде связанного с приводом вращательного движения вала, соединенного с подвижным фильтрующим элементом, делающее процесс очистки фильтрующих элементов от волокнистых включений трудоемким.
Кроме того, применение в качестве фильтрующих элементов прутков (как и сеток для фильтрования жидкостей) с включениями волокнистых структур не дает желаемого эффекта, так как происходит переплетение прутков волокнистыми структурами, которые поворотом подвижного фильтрующего элемента за счет увеличения расстояния между прутками удалить полностью не удается, полного снятия (среза, срыва) не наблюдается, потому что размоченные в воде растительные структуры, налипшие на неподвижные фильтрующие элементы, при повороте подвижных фильтрующих элементов только сминаются. Поэтому не исключено попадание отфильтрованного остатка в полость насоса и далее в оросительную сеть.
Также известен фильтр для очистки жидкостей, выполненный в виде перфорированного стакана с трубчатыми элементами, выполненными в виде одной трубки или пучка трубок, размещенными в отверстиях стакана, при этом отношение высоты трубчатого элемента к его внутреннему диаметру составляет больше трех [3].
Фильтр для очистки жидкостей содержит выходной патрубок, переходный элемент и фильтрующий элемент, выполненный в виде перфорированного стакана с трубчатыми элементами, размещенными равномерно по всей поверхности фильтрующего элемента. Фильтр монтируется на всасывающей линии и помещается в навозохранилище.
При помощи поплавков фильтр удерживается в средних слоях навозохранилища, в которых жидкость наиболее подготовлена по структуре к использованию для полива. При создании разряжения в фильтрующем элементе жидкость, фильтруясь, проходит через трубки или пучки трубок трубчатого элемента и поступает вовнутрь фильтрующего элемента и далее через выходной патрубок к потребителю. Через определенный промежуток времени фильтр с выходного патрубка промывается обратным потоком жидкости. Для этого жидкость подается под избыточным давлением. Налипшие на трубчатые элементы различные волокнистые структуры при этом смываются и благодаря уплотнению оседают на дно навозохранилища.
В процессе работы фильтрующие трубки засоряются твердыми примесями и волокнистыми структурами. Часть фильтрующих трубок, засоренных твердыми примесями и волокнистыми структурами, не очищается жидкостью при обратном потоке из всасывающего трубопровода.
Недостатком известного фильтра для очистки жидкостей является то, что размер сечения фильтрующих трубок при поливе сельскохозяйственных угодий и при регенерации фильтрующего элемента обратной промывкой не изменяется.
В итоге снижается надежность работы фильтрующего элемента
Кроме того, количество, размеры взвешенных частиц и механических включений, содержащихся в очищенных сточных водах и подготовленных животноводческих стоках, должны соответствовать техническим требованиям насосов, трубопроводов и поливной техники.
Содержание взвешенных веществ подготовленных животноводческих стоках комплексов КРС должно быть не более 4%, свинокомплексов - не более 2%. В них не должны содержаться твердые и длинноволокнистые включения размером более 10 мм, а при применении дождевальных машин с гидроприводом - более 2 мм [4].
При переходе полива животноводческими стоками комплексов КРС на свиноводческие стоки необходимо поменять фильтрующий элемент.
При переходе полива дождевальными машинами с гидроприводом на машины с электроприводом необходимо поменять фильтр для очистки жидкости, который имеет трубки с сечением другого размера.
В итоге снижается область применения и универсальность фильтра для очистки жидкостей.
Цель изобретения - повышение надежности и качества очистки жидкости, например животноводческих стоков от твердых и волокнистых структур, увеличение области применения и универсальности фильтра для очистки жидкостей.
Поставленная цель достигается тем, что фильтр для очистки жидкостей, например животноводческих стоков комплексов крупного рогатого скота и свинокомплексов от твердых примесей и волокнистых структур, содержит фильтрующий элемент, выполненный в виде перфорированного стакана с трубчатыми элементами, размещенными в отверстиях стакана, а трубчатые элементы выполнены с наконечниками из упругого материала, например резины, имеющими продольные разрезы и кольцевые проточки, в которых установлены кольцевые пружины.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленный фильтр для очистки жидкостей, например животноводческих стоков от твердых примесей и волокнистых структур, соответствует критерию «Новизна», так как имеет отличия от прототипа.
1. Трубчатые элементы выполнены с наконечниками из упругого материала, например резины.
2. Наконечники, выполненные из упругого материала, кроме внутренних отверстий имеют продольные разрезы.
3. Наконечники трубчатых элементов, имеющие внутренние отверстия и продольные разрезы, выполнены с кольцевыми проточками.
4. В кольцевых проточках наконечников, выполненных с внутренними отверстиями и продольными разрезами, установлены кольцевые пружины.
5. Наконечники трубчатого элемента выполнены с возможностью изменения размера сечения внутреннего отверстия.
С целью изменения внутреннего отверстия трубчатого элемента фильтра для очистки жидкостей трубки, ввернутые в отверстиях стакана, выполнены с наконечниками из упругого материала, например резины.
При работе известного фильтра для очистки жидкостей, таких как животноводческие стоки, твердые примеси перекрывают входные отверстия трубок, а волокнистые структуры накапливаются на стенках трубок вокруг торца. Часть волокнистых структур накапливается и внутри отверстий фильтрующих трубок. В случае значительного засорения фильтра, насос отключается, и жидкость обратным потоком поступает из всасывающего трубопровода в фильтрующие трубки и очищает их от примесей.
Однако часть трубок, которые наиболее засорены, не очищается от твердых примесей и волокнистых структур. Объясняется это тем, что твердые примеси и волокнистые структуры засасываются во внутренние отверстия трубок жидкостью за счет разрежения, которое создает насос, а очищаются трубки от примесей за счет обратного потока жидкости. При этом жидкость очищает часть трубок, которые засорены незначительно. Часть трубок, значительно засоренных твердыми примесями и волокнистыми структурами, не очищается, так как жидкость обратным потоком вытекает из очищенных трубок, которые были засорены незначительно.
Фильтрующие трубки фильтра будут лучше очищаться от твердых примесей и волокнистых структур, если в режиме обратной промывки размер внутренних отверстий трубок будет увеличиваться.
С целью изменения внутренних отверстий фильтрующих трубок наконечники из упругого материала выполнены с продольными разрезами.
Продольные разрезы, выполненные на наконечниках трубок, изготовленных из упругого материала, в режиме обратной промывки позволяют увеличивать размеры внутренних отверстий трубчатого элемента за счет обратного потока жидкости.
В режиме фильтрования жидкость проходит по внутренним отверстиям трубчатого элемента и поступает в фильтр, а затем в трубопровод за счет вакуума, который создает насос.
За счет того, что наконечники трубчатого элемента выполнены из упругого материала, а в фильтре создается разрежение, внутренний диаметр отверстий наконечников трубчатого элемента уменьшается.
С целью уменьшения размера внутреннего отверстия трубчатого элемента фильтра на наконечниках выполнены кольцевые проточки, в которых установлены кольцевые пружины.
Кольцевые пружины позволяют уменьшать размеры отверстий наконечников, выполненных из упругого материала в режиме фильтрования жидкости.
Кольцевые пружины, установленные в проточках наконечников, выполненных из упругого материала, также позволяют увеличивать размеры отверстий наконечников в режиме обратной промывки.
Выявленные признаки технического решения предлагаемого фильтра для очистки жидкостей, например животноводческих стоков, позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
На фиг.1 изображен фильтр, продольный разрез; на фиг.2 - наконечник трубчатого элемента фильтра в режиме фильтрования; на фиг.3 - наконечник трубчатого элемента фильтра в режиме обратной промывки.
Фильтр для очистки жидкостей, например животноводческих стоков комплексов крупного рогатого скота или свинокомплексов, подготовленных для полива сельскохозяйственных угодий, содержит выходной патрубок 1, переходный элемент и фильтрующий элемент 3, выполненный в виде перфорированного стакана с трубчатыми элементами 4, размещенными равномерно по всей поверхности фильтрующего элемента 3.
Трубчатый элемент 4 состоит из металлической трубки 5 и наконечника 6, изготовленного из упругого материала, например резины. Наконечник 6 герметично крепится к трубке 5. Наконечник 6 имеет отверстие 7 и сквозные прорези 8.
Кроме того, каждый наконечник 6 имеет кольцевую проточку 9, в которую установлена кольцевая пружина 10.
Фильтр для очистки жидкостей монтируется на всасывающей линии (не показана) и помещается в навозохранилище. При помощи поплавков (не показаны) фильтр удерживается в средних слоях навозохранилища, в которых жидкость наиболее подготовлена по структуре к использованию для полива сельскохозяйственных угодий.
В режиме фильтрования фильтр для очистки жидкостей работает следующим образом.
При создании разрежения в фильтрующем элементе 3 жидкость, фильтруясь, проходит через отверстия 7 наконечника 6, металлические трубки 5 и поступает во внутрь фильтрующего элемента 3 и далее через выходной патрубок 1 к потребителю.
Твердые примеси и волокнистые структуры, находящиеся в жидкости, задерживаются на входе в отверстия 7 наконечника 6. Причем крупные твердые примеси перекрывают входные отверстия 7, а волокнистые структуры накапливаются на стенках наконечника 6 вокруг их торцов и отверстий 7.
Фильтр для очистки жидкостей работает в режиме обратной промывки следующим образом.
В случае значительного засорения фильтрующего элемента 3 твердыми примесями и волокнистыми структурами, то есть через определенный промежуток времени, насос (не показан) отключается, и жидкость обратным потоком поступает из всасывающего трубопровода в выходной патрубок 1, переходный элемент 2 в фильтрующий элемент 3. Из фильтрующего элемента 3 жидкость поступает в трубки 5 и наконечники 6 через отверстия 7 на дно навозохранилища.
Жидкость из фильтрующего элемента 3 поступает под действием избыточного давления через трубки 5 к наконечникам 6. Под действием давления жидкости за счет того, что наконечники выполнены из упругого материала, увеличиваются отверстия 7 и сквозные прорези 8.
Твердые примеси за счет того, что увеличивается отверстие 7, жидкостью выносятся из фильтрующего элемента 3 трубки 5, наконечник 6 и отверстия 7 в навозохранилище.
Налипшие на трубчатые элементы 4, трубки 5 и наконечники 6 различные волокнистые структуры при этом полностью смываются жидкостью через увеличенные сквозные прорези 8 и оседают на дно навозохранилища.
При прекращении режима обратной промывки давление жидкости в фильтрующем элементе 3 уменьшается до ниже атмосферного давления (начинает работать насос в режиме фильтрования) под действием пружин 10, установленных в кольцевых проточках 9 наконечника 6, сквозные прорези 8 уменьшаются до минимума, так как наконечники выполнены из упругого материала, и отверстия 7 уменьшаются. Фильтр для очистки жидкостей начинает работать в режиме фильтрования.
Фильтр для очистки жидкостей очищается в режиме обратной промывки от твердых примесей, засоривших фильтрующий элемент 4, и от волокнистых структур, налипших на трубчатый элемент 4, путем изменения размера отверстий 7 и выполненных сквозных прорезей 8 на наконечнике 6, выполненного из упругого материала, за счет кольцевых пружин 10, установленных в кольцевых проточках 9 наконечника 6.
Таким образом, фильтр для очистки жидкостей в результате обратной промывки постоянно оказывается готовым к работе, надежно действует в течение длительного времени без дополнительной очистки и замены фильтрующего элемента.
Экономический эффект достигается за счет качественной очистки фильтрующего элемента в режиме обратной промывки при поливе животноводческими стоками комплексов крупного рогатого скота и свинокомплексов на оросительных системах с использованием дождевальных машин и за счет исключения трудоемкого ручного труда по очистки фильтра от твердых примесей и волокнистых структур.
Источники информации
1. А.с. СССР №874115,кл. B01D 3/00, 1980.
2. А.с. СССР №528938, кл. B01D 27/12, 1974.
3. А.с. СССР №1111792, кл. B01D 27/2, 1984.
4. ВНТП 01-98. Мелиоративные системы и сооружения. Оросительные системы с использованием сточных вод и животноводческих стоков.