ФИЛЬТРУЮЩИЙ ПАТРОН

Область техники
Полезная модель относится к области очистки сточных вод, а именно к устройствам для их очистки.
Уровень техники
Известны фильтрующие патроны для очистки воды, заполненные фильтрующей загрузкой, содержащие корпус, имеющий боковую водонепроницаемую цилиндрическую стенку, верхний и нижний водопроницаемые концы, отличающиеся тем, что в верхней части корпуса дополнительно закреплены наружный фланец, по периметру корпуса, и проушины для строповки и перемещения фильтрующего патрона, причем очищающая загрузка состоит из слоя зернистого очищающего материала и расположенного над ним слоя волокнистого очищающего материала. Подобные решения описаны в следующих патентах на полезные модели: №59996, B01D 27/00, опубликованный 10.01.2007; №149624, B01D 27/02, C02F 1/00, E03F 5/14, опубликованный 10.01.2015; №151523, B01D 27/02, C02F 1/28, опубликованный 10.04.2015; №156036, B01D 27/02, B01J 39/08, C02F 1/28, опубликованный 27.10.2015; №156676, B01D 27/02, C02F 1/28, C02F 101/20, C02F 101/32; опубликованный 10.11.2015. Недостатком всех вышеперечисленных устройств является отсутствие в них байпаса, позволяющего сбрасывать часть стока мимо фильтра без очистки, тем самым предотвращая подтопление окружающей территории.
Известны фильтрующие патроны для очистки воды, заполненные фильтрующей загрузкой, содержащие корпус, имеющий боковую водонепроницаемую цилиндрическую стенку, верхний и нижний водопроницаемые концы, отличающиеся тем, что в верхней части корпуса дополнительно закреплены наружный сплошной фланец, по периметру корпуса, и проушины для строповки и перемещения фильтрующего патрона, причем очищающая загрузка состоит из слоя зернистого очищающего материала и расположенного над ним слоя волокнистого очищающего материала, причем фильтрующие патроны снабжены байпасными трубопроводами. Подобные решения описаны в следующих патентах на полезные модели: №138579, B01D 27/02, C02F 1/00, E03F 5/14, опубликованный 20.03.2014; №149627, B01D 27/02, C02F 1/28, опубликованный 10.01.2015; №150862, B01D 27/02, опубликованный 27.02.2015. Недостатком всех вышеперечисленных устройств является полное отсутствие очистки той части воды, которая сбрасывается по байпасу.
Решение, описанное в патенте №138579, является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели и принято за прототип.
Раскрытие полезной модели
Задачей заявляемой полезной модели является разработка конструкции фильтрующего патрона, обеспечивающей очистку воды с наибольшей эффективностью при обеспечении возможности сброса воды по байпасу.
Технический результат заключается в увеличении эффективности очистки воды фильтрующим патроном при сбросе воды по байпасу.
Здесь и далее под эффективностью очистки воды фильтрующим патроном при сбросе воды по байпасу подразумевается интегральная сумма количества загрязнителей в стоке, прошедшем суммарно через фильтрующий патрон и байпас, взятая за продолжительный промежуток времени, охватывающий неоднократно повторяющийся процесс изменения интенсивности дождя. Именно эта интегральная сумма и определяет эффект от очистки для конечного потребителя, поскольку для потребителя не важно как в очищенном стоке появились загрязнители - пропустил ли их сам - фильтр или же они попали из стока, прошедшего мимо фильтра по байпасу без очистки. Чем меньше интегральная сумма количества загрязнителей в очищенной воде, взятая за продолжительный промежуток времени, охватывающий неоднократно повторяющийся процесс изменения интенсивности дождя, тем выше эффективность работы устройства.
Заявляемый технический результат достигается тем, что фильтрующий патрон для очистки воды заполнен очищающей загрузкой, причем очищающая загрузка состоит из слоя волокнистого очищающего материала и расположенного за ним по ходу движения воды слоя зернистого очищающего материала, содержит корпус, имеющий боковую цилиндрическую стенку, верхний и нижний водопроницаемые концы, а также в верхней части корпуса имеет наружный сплошной фланец, расположенный на уровне волокнистого очищающего материала, по периметру корпуса и проушины для строповки и перемещения фильтрующего патрона, причем цилиндрическая стенка водопроницаема на уровне, расположенном ниже уровня расположения наружного сплошного фланца, но выше уровня расположения слоя зернистого очищающего материала.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания сущности полезной модели рассматривается ее описание с привлечением сопровождающего чертежа.
Фиг. 1. Общий вид в разрезе фильтрующего патрона, установленного в бетонный колодец ливневой канализации.
Предлагаемый чертеж иллюстрирует только один предпочтительный вариант выполнения полезной модели и поэтому не может рассматриваться в качестве ограничения содержания полезной модели, которое не включает другие варианты ее исполнения.
Осуществление полезной модели
На фиг. 1 представлено схематичное изображение заявляемого фильтрующего патрона, установленного в железобетонный колодец, для очистки стока в сети ливневой канализации, где обозначены 1 - фильтрующий патрон, 2 - железобетонный колодец, 3 - сплошной фланец фильтрующего патрона, 4 - опорное кольцо, 5 - очищенная вода, 6 - отверстия, обеспечивающие водопроницаемость боковой цилиндрической стенки фильтрующего патрона, 7 - волокнистый очищающий материал, 8 - зернистый очищающий материал, 9 - проушины для строповки и перемещения фильтрующего патрона.
Фильтрующий патрон 1 установлен при помощи сплошного фланца 3 внутри бетонного канализационного колодца 2 на опорном кольце 4 (при помощи проушин для строповки и перемещения фильтрующего патрона 9). Неочищенная вода поступает сверху на фильтрующий патрон 1, очищается в нем и выходит уже очищенной 5 из нижней части фильтрующего патрона 1.
Важно, что отверстия, обеспечивающие водопроницаемость боковой цилиндрической стенки фильтрующего патрона, обязательно должны находиться ниже сплошного фланца фильтрующего патрона, так как в противном случае сток не сможет попасть в пространство с очищенной водой ниже опорного кольца 4, а будет скапливаться над опорным кольцом 4.
При штатной работе фильтрующий патрон пропускает через себя сток со штатной производительностью G2, равной фактической производительности подаваемого на него стока G1. При увеличении фактической производительности G1, подаваемой на фильтрующий патрон, не происходит увеличения штатной производительности G2 фильтрующего патрона, так как сопротивление потока воды в зернистой загрузке этому препятствует. Следовательно, часть фактической производительности, подаваемой на фильтрующий патрон, начинает обеспечиваться не за счет штатной его производительности G2 через весь фильтрующий патрон, а за счет байпаса, и именно водопроницаемости в верхней части цилиндрического корпуса, тем самым увеличивая его производительность за счет производительности по байпасу G3.
Ввиду того, что волокнистый очищающий материал постепенно забивается взвешенными веществами, тем самым увеличивая свое сопротивление и уменьшая производительность G1, которую он смог бы обеспечить, количество волокнистого очищающего материала всегда берется с запасом по производительности, которую он может обеспечить. Следовательно, не волокнистый, а зернистый очищающий материал всегда лимитирует штатную производительность фильтрующего патрона G2.
В фильтрующих патронах-аналогах и прототипе если G1 превышает G2, то G3, равное G1-G2, сбрасывается по трубе мимо фильтрующего патрона без какой-либо очистки. В заявляемом фильтрующем патроне данная часть стока с производительностью G3 не очищается на зернистом очищающем материале, но очищается, по крайне мере, на волокнистом очищающем материале, на котором остается значительная часть загрязнителей (например, взвешенные вещества и эмульгированные нефтепродукты).
Таким образом, заявляемый фильтрующий патрон обеспечивает очистку стока, отводимого по байпасу, и весь сток подвергается либо полной (G2), либо частичной (G3) очистке, что несомненно уменьшает интегральную сумму количества загрязнителей в стоке, прошедших суммарно через фильтрующий патрон и байпас, взятую за продолжительный промежуток времени, охватывающий неоднократно повторяющийся процесс изменения интенсивности дождя, тем самым обеспечивая достижение технического результата.
Водопроницаемость цилиндрической стенки обеспечивается отверстиями, причем отверстиями любой формы, размера и количества. Особенности частных форм исполнения отверстий не влияют на достижение технического результата, так как любые отверстия позволят воде сбрасываться из фильтрующего патрона с частичной ее очисткой.