ДРЕНАЖНО-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области очистки жидкостей путем фильтрации через насыпные материалы и может быть использована для всех типов фильтров систем химической водоподготовки в энергетике и других отраслях промышленности.
Известно дренажно-распределительное устройство водоподготовительного фильтра, которое содержит коллектор и присоединенные к нему трубы с заглушками на концах с отверстиями по образующей и щелевым элементом, присоединенным к трубам над отверстиями, причем отверстия выполнены в виде сопряженных большими основаниями усеченных конусов, а щели в элементе выполнены в виде жалюзи (см. а.с. СССР N 1681889, МПК 5 В01D 24/38, 1991 г.).
К недостаткам данного технического решения можно отнести сложность изготовления трубы с профилированными отверстиями, неэффективное выполнение геометрии каждой щели, которая забивается фракциями загрузки, поэтому уменьшается производительность фильтрации, а следовательно, и надежность его работы. Кроме того, недостатком данного решения является низкая эффективность охвата засыпного материала и, как следствие, появление застойных зон и снижение эффективности очистки жидкости.
Известно дренажно-распределительное устройство водоподготовительного фильтра, которое содержит коллектор, присоединенные к нему трубы с отверстиями, расположенными по верхней образующей, и заглушками на концах и герметично присоединенный к трубам над отверстиями желобок со щелями, в котором над щелями методом выштамповки выполнены козырьки, кромка которых расположена параллельно образующей трубы под козырьком. Полость, образованная дренажной трубой и желобком, герметизируется с торцов компаудными пробками (см. патент РФ N 2119373, В01D 24/38, 1998).
К недостаткам данного решения можно отнести сложность изготовления трубы с дополнительными элементами - компаудными пробками, кроме того, усложняется герметичное соединение желобка с трубой. Также недостаточна производительность фильтрации, так как щели выполнены с одной стороны козырька. Ненадежным элементом конструкции является выступающий над поверхностью трубы желобок, который подвержен различного рода повреждениям при транспортировке, складировании, монтаже и т.д.
Известно дренажно-распределительное устройство водоподготовительного фильтра, содержащее коллектор, присоединенные к нему трубы с отверстиями и заглушками на концах, и герметично присоединенный к трубам над отверстиями желобок со щелями, причем над щелями выполнены козырьки, кромка которых расположена параллельно образующей трубы. Желобок выполнен параллельно образующей трубы с более чем двумя опорами на трубу в поперечном ее сечении, а козырьки в желобке выполнены с двумя щелями (см. патент РФ №2147456, МПК 7 B01D 24/38, 2000 г.).
Недостатком данного решения является выполнение на желобке двухсторонней щели у каждого козырька. Образующийся зазор каждой щели имеет прямоугольную форму, при этом ширина и глубина соизмеримы. Такое решение щели создает повышенное сопротивление при истечении жидкостей, в результате образуются завихрения потока, что неизбежно ведет к забиванию частицами загрузки, соизмеримыми с размерами зазора. При этом производительность дренажного устройства резко уменьшается и возникает необходимость его промывки.
Известно дренажно-распределительное устройство для насыпных фильтров, содержащее перфорированную трубу с размещенным над ней перфорированным элементом, выполненным в виде цилиндрических кассет, боковая поверхность которых состоит из продольных зубьев таврового сечения, концы которых в сечении имеют прямоугольную форму (см. а.с. СССР №486758, МПК B01D 23/24, 1976 г).
Недостатком данного решения является сложность конструкции, неэффективность использования вплотную установленных перфорированных элементов, что ведет к удорожанию конструкции.
Наиболее близким является решение дренажно-распределительного устройства ионитного фильтра, содержащее перфорированные трубы и расположенные на них соединенные один с другим щелевые элементы, выполненные в виде цилиндров. На одном торце цилиндров выполнен прилив в виде кольца на внутренней цилиндрической поверхности, а на другом торце выполнен прилив в виде кольца на внешней цилиндрической поверхности. Щели выполнены калиброванными по образующим цилиндра между приливами (см. а.с. СССР №1456183, МПК 4 B01D 23/20, 1989 г.). Данное решение принято за прототип.
Недостатком прототипа является сложность конструкции, сложность выполнения калиброванных отверстий, приводящая к удорожанию конструкции. Кроме того, недостатком является неэффективность использования вплотную установленных перфорированных элементов, что ведет к удорожанию конструкции.
Задача, решаемая полезной моделью - упрощение и облегчение конструкции дренажно-распределительного устройства фильтра, повышение прочности и надежности конструкции, снижение стоимости его изготовления и использования, повышение эффективности распределения потока фильтруемой жидкости и качества ее очистки.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном дренажно-распределительном устройстве, содержащем перфорированную трубу и щелевые элементы, выполненные в виде цилиндров, в соответствии с полезной моделью, щелевые элементы расположены на расстоянии друг от друга и объединены в единый (монолитный) блок посредством цилиндрических вставок, а труба с перфорацией выполнена из пластика и расположена внутри указанного блока.
Труба дренажно-распределительного устройства выполнена из пластика стойкого к агрессивным средам.
Цилиндрические вставки выполнены из металла.
Цилиндрические вставки выполнены с кольцевыми присоединительными элементами, расположенными на торцах вставок.
Технический результат от использования полезной модели заключается в том, что выполнение дренажно-распределительного устройства, содержащего перфорированные трубу и щелевые элементы, выполненные в виде цилиндров, расположенные на расстоянии друг от друга и объединенные в единый (монолитный) блок посредством цилиндрических вставок, а труба с перфорацией выполнена из пластика и расположена внутри указанного блока, позволяет облегчить и упростить конструкцию дренажно-распределительного устройства, повысить прочность и надежность конструкции, снизить стоимость его изготовления и использования, повысить эффективность распределения потока фильтруемой жидкости и качества ее очистки.
Установка щелевых элементов на расстоянии друг от друга и соединенных посредством цилиндрических металлических вставок в единый блок позволяет обеспечить надежность и прочность как самой конструкции, так и ее крепление в фильтре, оптимизировать соотношение качества фильтрации и стоимости устройства.
Выполнение перфорированной трубы из пластика, расположенной внутри блока щелевых элементов, позволяет уменьшить стоимость такого устройства и обеспечить большую долговечность и снизить вес как дренажно-распределительного устройства, так и фильтра в целом, обеспечить повышение равномерности распределения (сбора) потока фильтруемой жидкости.
Фиг.1 - элемент дренажно-распределительного устройства;
Фиг.2 - сечение А-А фиг.1;
Фиг.3- вид В фиг.1;
Фиг.4 - вариант выполнения цилиндрических вставок дренажно-распределительного устройства.
Дренажно-распределительное устройство содержит щелевые элементы 1, выполненные в виде цилиндров, расположенные на расстоянии друг от друга и соединенные друг с другом посредством цилиндрических металлических вставок 2 в единый (монолитный) блок. Внутри указанного блока расположена перфорированная труба 3, выполненная из пластика. Фиксация трубы 3 на определенном расстоянии от блока щелевых элементов 1 обеспечена металлическими вставками 2 (см. фиг.1, 4). Перфорация на трубах 3 образована за счет выполнения на трубах отверстий 4. Перфорация выполнена на участках 5 трубы 3, расположенных в местах установки щелевых элементов 1.
Щелевые элементы 1 могут состоять из ребер 6, жестко соединенных с рядами 7 проволоки 8 треугольного сечения. Ряды 7 проволоки 8 установлены с зазором t между соседними рядами проволоки.
Щелевые элементы 1 могут быть выполнены в двух вариантах:
1. Ребра 6 расположены вдоль щелевого элемента 1 и к ним присоединены расположенные поперечно с зазором друг от друга ряды 7 проволоки 8 (см. фиг.3).
2. Ребра 6 щелевого элемента расположены поперечно, к ним прикреплены продольно расположенные ряды 7 проволоки 8 (условно не показано).
Образующийся между ребрами 6 зазор t обеспечивает наличие щелей 9, расширяющихся от поверхности цилиндра (щелевого элемента) к его центру (см. фиг.3). В первом случае исполнения щелевого элемента щели расположены поперек (по радиусу), а во втором случае щели ориентированы по образующим цилиндра.
Цилиндрические вставки 2 выполнены с торцевыми кольцевыми присоединительными элементами 10, за счет которых может осуществляться соединение вставок 2 и щелевых элементов 1 между собой (см. фиг.4).
Такие же торцевые кольцевые присоединительные элементы 10, за счет которых может осуществляться соединение вставок 2 и щелевых элементов 1 между собой, могут быть выполнены и на торцах щелевых элементов 1 (см. фиг.1).
Соединение щелевых элементов 1 между собой в единый блок посредством цилиндрических металлических вставок 2 обеспечивает жесткость и несущую способность устройства за счет только лишь блока щелевых элементов 1 с вставками 2, что позволяет устанавливать перфорированную трубу 3 внутри блока без натяга. Таким образом, труба 3 выполняет только роль распределяющего (собирающего) поток жидкости (среды) элемента и не несет силовой нагрузки.
Дренажно-распределительное устройство снабжено заглушкой 11, расположенной на периферийном торце устройства.
Устройство работает следующим образом.
Жидкость после прохождения засыпки фильтра дренируется через щели 9 щелевого элемента, отверстия 4 и поступает в полость труб 3. За счет выполнения щелевого элемента с использованием проволоки треугольного сечения, щели 9 имеют расширяющийся профиль, таким образом, щели получают подобие сопла. Наличие расширения исключает возникновение завихрений при истечении жидкости, из-за чего увеличивается скорость истечения жидкости, сопротивление потоку становится малым и при гидравлических расчетах устройства может не учитываться. Кроме того, попадающие в щели 9 частицы соизмеримых размеров не будут застревать в нем, т.к. щели 9 имеют расширение, увеличивающее скорость истечения жидкости и увлекающее частицы засыпки фильтра совместно с жидкостью.
Применение перфорированной трубы позволяет обеспечить равномерность распределения (сбора) потока жидкости (среды).
Это особенно важно при регенерации фильтра, так как под давлением подается обратный поток жидкости. При вышеизложенном условии давление в зоне щелей уменьшается, а скорость прохода жидкости увеличивается за счет сужения щели при проходе жидкости в обратном направлении (появляется эффект трубки Вентури), поэтому все щели промываются равномерно, а следовательно, равномерно промывается и засыпка. После этого фильтр работает снова с большой производительностью и равномерно распределенной скоростью фильтрации.
Дренажно-распределительное устройство может быть изготовлено с использованием известного технологического оборудования.