ФИЛЬТР ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ИНЕРЦИОННО-ГРАВИТАЦИОННЫЙ

Техническое решение относится к области средств обслуживания трубопроводных сетей, предназначенных для транспортировки жидких сред, и может быть использовано в качестве вспомогательных устройств, предотвращающих накопление грязи в трубопроводах подачи воды теплотехнического оборудования котельных, тепловых сетей, центральных тепловых пунктов и тепловых узлов зданий, а также технологических водных потоках и водооборотных циклах промышленных предприятий для эффективной очистки различных технологических потоков воды от механических примесей без использования фильтрующих материалов.
Существующие на котельных, ЦТП и внутридомовых системах отопления типовые средства очистки воды, представляющие собой сетчатые фильтры, как правило, не обеспечивают необходимую степень очистки воды от механических примесей, что приводит к заносу отложениями водогрейных котлов, систем отопления и горячего водоснабжения. При этом существенно ухудшается качество горячей воды по содержанию взвешенных веществ.
Разработанная конструкция фильтра-грязевика может быть использована для очистки природных, сточных, оборотных и технических вод, очистки сетевой и подпиточной воды систем центрального отопления и горячего водоснабжения, предварительной очистки воды перед насыпными фильтрами на водопроводных станциях и т.д.
Известна (SU, авторское свидетельство 286968) конструкция фильтра для трубопроводов, предназначенного для удаления посторонних включений из воды. Известный фильтр содержит закрытый цилиндрический корпус, фильтрующие решетки и шлюзовой затвор, причем объем корпуса разделен не менее чем на три изолированных сектора фильтрующими решетками, радикально закрепленными на валу, установленном по оси корпуса.
Недостатком известной конструкции следует признать слабую задерживающую загрязнения способность, а также использование постепенно забивающихся грязью фильтрующих элементов - сеток.
Известна также (RU, патент 2008604) конструкция фильтра-грязевика. Указанный грязевик содержит корпус с днищем, причем в корпусе расположены на одной оси патрубки ввода и вывода жидкости, фильтрующий элемент, расположенный между указанными патрубками. В дне корпуса выполнен патрубок вывода грязи.
Недостатком известного устройства следует признать необходимость периодической очистки фильтрующего элемента, поскольку из-за наличия значительного количества задержанных грязевых частиц фильтрующий элемент и, следовательно, весь фильтр-грязевик постепенно теряет фильтрующие свойства.
Известна также (SU, авторское свидетельство 1319367) конструкция фильтра для предварительной очистки воды. Известный фильтр содержит цилиндрический вертикальный корпус, дренажное и распределительное средства, последнее из которых включает горизонтально расположенные в верхней части корпуса, по меньшей мере, частично перфорированные трубы и центральную вертикальную трубу с отверстиями на боковой поверхности и заглушкой в нижнем торце, а также зернистую загрузку, размещенную между дренажным и распределительным средствами, причем распределительное средство дополнительно снабжено вертикальной трубой, заглушенной сверху и установленной концентрично внутри центральной вертикальной трубы, перфорированные трубы прикреплены радиально к дополнительной трубе, а торец последней расположен на расстоянии от заглушки в центральной трубе.
Недостатком известного устройства следует признать его невысокую эффективность, обусловленную использованием зернистого фильтрующего материала, склонного к адсорбированию загрязнений, а также вымыванию в очищенную воду.
Наиболее близким аналогом разработанного технического решения можно признать (RU, патент 2377045) фильтр горизонтальный инерционно гравитационный. Известный фильтр содержит корпус, в который вмонтированы патрубок подачи очищаемой воды, патрубок отвода очищенной воды и дренажная система, при этом внутри корпуса расположен частично перфорированный трубопровод. Корпус выполнен в виде горизонтально или наклонно расположенного цилиндра, в одну из боковых сторон которого вмонтирован люк-лаз для осмотра и ремонта грязевика, ниже люка-лаза в корпусе установлена успокоительная тарелка, в ту же боковую сторону вмонтированы выше оси корпуса патрубок отвода чистой воды и ниже оси корпуса - первый патрубок дренажной системы, в противоположную боковую сторону корпуса вмонтированы ниже оси корпуса патрубок подвода очищаемой воды на очистку и выше оси корпуса - второй дренажный патрубок, предназначенный для удаления из корпуса плавающих загрязнений. На указанном трубопроводе в корпусе выполнено не менее одного перфорированного участка, закрытого эллиптическим козырьком, расположенным в трубе. В нижнюю часть корпуса в зоне расположения успокоительной тарелки вмонтирован дополнительный дренаж, а против патрубка подвода очищаемой воды установлен, по меньшей мере, один отбойник эллиптической формы. В случае использования более одного отбойника их устанавливают последовательно. Предпочтительно, корпус установлен на опоры, обеспечивающие наклон грязевика для создания эффекта «скатывания» механических примесей в застойную зону под успокоительную тарелку.
Недостатком известного фильтра следует признать недостаточную степень очистки жидкости.
Технический результат, получаемый при реализации разработанного технического решения, состоит в повышении качества очистки при одновременном увеличении промежутка времени между очисткой внутреннего объема фильтра.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать фильтр горизонтальный инерционно гравитационный разработанной конструкции. Фильтр содержит горизонтально расположенный корпус, в верхнюю часть которого вмонтированы штуцер. подачи очищаемой воды, штуцер отвода очищенной воды, а также, по меньшей мере, один штуцер отвода воздуха и вплывших загрязнений, в нижнюю часть корпуса вмонтирован штуцер отвода загрязнений с плотностью большей плотности воды, при этом внутри корпуса проходит перфорированная труба, подключенная к штуцеру отвода очищенной воды, второй конец которой жестко прикреплен к тарелке, закрепленной под углом к верхней части корпуса с зазором относительно нижней части корпуса, причем указанная труба проходит, по меньшей мере, еще через одну дополнительную тарелку, также прикрепленную к верхней части корпуса, тарелки установлены с зазором относительно дна корпуса с образованием камер, а штуцеры отвода воздуха и всплывших загрязнений расположены над каждой из камер.
Предпочтительно перфорация трубы выполнена в виде, по меньшей мере, одного ряда отверстий, расположенных в каждой из камер.
В некоторых вариантах реализации использовано две дополнительных тарелки.
Указанные дополнительные тарелки предпочтительно расположены под углом относительно поверхности перфорированной трубы.
Корпус фильтра может дополнительно содержать, по меньшей мере, один сервисный люк.
Корпус фильтра может дополнительно содержать опоры, установленные преимущественно таким образом, что корпус был установлен наклонно.
Работа фильтра основана на воздействии гравитации на взвешенные в воде загрязнения во время протекания очищаемой воды через объем фильтра, отверстия в перфорированной трубе и штуцер отвода очищенной воды, в результате которого загрязнения, плотность которых менее плотности воды всплывают вверх и удаляются через штуцеры удаления всплывающих загрязнений, а загрязнения, плотность которых больше плотности воды, опускаются вниз и их удаляют через соответствующий штуцер или через люки.
Фильтр горизонтальный разработанной конструкции состоит из горизонтально расположенного корпуса в виде цилиндрической обечайки с двумя днищами, а также с расположенными по верхней образующей обечайки входным и выходным штуцерами, при этом патрубок выхода отчищенной воды соединен с горизонтально расположенной внутри корпуса трубой. Конец трубы жестко прикреплен к тарелке, которая крепится к обечайке под углом, также труба жестко прикреплена к двум другим тарелкам, проходя через них с образованием камер. В стенке трубы, между тарелками, выполнены ряды отверстий (от одного до нескольких) различной конфигурации. По верхней образующей обечайки, над каждой камерой установлены дренажные штуцера для удаления всплывающих загрязнений и воздуха. На нижней образующей обечайки установлен штуцер для удаления отфильтрованных примесей (загрязнений).
Фильтр разработанной конструкции работает следующим образом.
Очищаемая вода поступает в корпус через штуцер. Водный поток заполняет весь объем корпуса, при этом вытесняемый из корпуса воздух выходит через штуцеры. После заполнения корпуса, как в процессе заполнения, так и после заполнения, под действием сил гравитации происходит выделение из водного потока растворенных газов и легких примесей, плотность которых меньше плотности воды, которые поднимаются вверх и удаляются через штуцеры, так и примесей с плотностью более плотности воды, которые опускаются вниз и удаляются через штуцеры.
В предпочтительном варианте реализации разработанного устройства удаление примесей происходит периодически, для чего на штуцеры устанавливают управляемые автоматически или в ручную вентили.
За счет оптимизации движения водяного потока происходит повышение качества очистки (содержание примесей в очищенной воде уменьшилось на 13-15% относительно воды, очищенной устройством - прототипом) при одновременном увеличении промежутка времени (в 2 - 2,6 раза) между очисткой внутреннего объема фильтра.