ВЕРХНЕЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ИОНИТНОГО ФИЛЬТРА (ВАРИАНТЫ)

Группа полезных моделей относится к области очистки природных и сточных вод, а также иных жидких растворов и может быть использовано в ионитных фильтрах с плавающим слоем инертных гранул, работающих в энергетике и на промышленных предприятиях.
Известно верхнее дренажно-распределительное устройство для фильтра ионитного параллельно-точного первой ступени типа ФИПа I, которое состоит их вертикального патрубка, заглушенного снизу и горизонтально расположенных радиальных труб (лучей), установленных одним концом в отверстия вертикального патрубка. Противоположные концы труб заглушены и прикреплены к корпусу фильтра. Трубы снабжены отверстиями диаметром 6-10 мм, выполненными по верхней образующей поверхности трубы (Отраслевой каталог. Водоподготовительное оборудование для ТЭС и промышленной энергетики. НИИЭИнфорэнергомаш, г.Москва, 1987 г., с 47-49).
Данное устройство предназначено для подвода обрабатываемой воды и регенерационного раствора и удаления воды при взрыхлении ионита перед регенерацией.
Недостатком такой конструкции верхнего распределительного устройства является невозможность его использования в фильтрах с плавающим слоем инертного материала, например, работающих по типу «UP-CORE» (Апкоре), по причине возможного выноса из фильтра этого гранулированного (2-5 мм) материала через отверстия распределительных труб.
Для устранения этого недостатка известно использование в противоточных фильтрах сепарационного устройства, выполненного в виде
горизонтальной перегородки, снабженной фильтрующими колпачками с размером щелей 0,5 мм (патент RU на полезную модель №21291, кл. C02F 1/42, опубл. 10.01.2002 г.)
Однако в ионитных фильтрах, регенерация которых проводится кислотой или солью, наблюдается нарушение противокоррозионных покрытий, как следствие, коррозия корпуса фильтров. Использование данной конструкции затрудняет выполнение противокоррозионных покрытий внутренних поверхностей фильтра, а также отверстий под колпачки в сепарационном устройстве.
Наиболее близким техническим решением является конструкция верхнего распределительного устройства противоточного ионитного фильтра со слоем плавающих инертных гранул, состоящая из входного вертикального патрубка с закрепленными на нем горизонтально радиальными трубами, в которые ввернуты колпачки со щелями размером 0,5 мм. Распределительные трубы выполнены съемными для обеспечения противокоррозионной защиты внутренней поверхности фильтра («Энергосбережение и водоподготовка», №5, 2004 г. с.20-21).
Недостатком указанной конструкции верхнего распределительного устройства является вероятность его механического повреждения при проведении предварительного перед регенерацией восходящего поршнеобразного подъема слоя ионита к плавающему слою инертных гранул. При этом горизонтальные радиальные распределительные трубы верхнего распределительного устройства испытывают значительные механические нагрузки.
Кроме того, выше горизонтального распределительного устройства образуется «застойная» зона плавающего слоя инертных гранул, в которой происходит накопление различных загрязнений, что в свою очередь приводит к ухудшению технологических показателей работы ионитного фильтра.
Задачей создания полезных моделей является разработка конструкций верхнего распределительного устройства, обладающих стойкостью к
механическим нагрузкам при подаче восходящих потоков в фильтр, обеспечивающих улучшение технологических показателей работы ионитного фильтра за счет исключения в нем «застойных зон» при промывке и регенерации и выполнение мероприятий по надежной противокоррозионной защите внутренних поверхностей фильтра.
Поставленная задача решается за счет того, что согласно первому варианту исполнения верхнее распределительное устройство ионитного фильтра с плавающим слоем инертных гранул содержит входной вертикальный патрубок с заглушенным нижним концом и радиальные распределительные трубы в количестве не менее трех, закрепленные на патрубке с возможностью съема, снабженные средствами фильтрации со щелями и расположенные под углом к горизонтальной поверхности фильтра с максимальным приближением к верхней сфере фильтра и присоединенные к верхней сфере фильтра пластинами. При этом размер щелей средств фильтрации составляет 0,2-1,2 мм.
Согласно второму варианту исполнения верхнее распределительное устройство ионитного фильтра с плавающим слоем инертных гранул содержит входной вертикальный патрубок с заглушенным нижним концом, радиальные коллекторы в количестве не менее трех, закрепленные на патрубке, и распределительные трубы, закрепленные на радиальных коллекторах с возможностью съема и снабженные средствами фильтрации со щелями, а радиальные коллекторы с распределительными трубами расположены под углом к горизонтальной поверхности фильтра с максимальным приближением к верхней сфере фильтра и присоединены к верхней сфере пластинами. Причем размер щелей средств фильтрации составляет 0,2-1,2 мм.
Группа полезных моделей поясняется чертежами.
На фиг.1 показан общий вид в разрезе фильтра с верхним распределительным устройством по первому варианту исполнения.
На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1
На фиг.3 - общий вид фильтра с верхним распределительным устройством по второму варианту исполнения (с использованием коллекторов).
На фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3.
Верхнее распределительное устройство (фиг.1, фиг.2) содержит входной вертикальный патрубок 1 с заглушенным нижним концом. Верхний конец патрубка подключен к наружному трубопроводу 2. На патрубке 1 закреплены радиальные распределительные трубы 3. Распределительные трубы 3 снабжены средствами фильтрации, выполненные в виде колпачков 4 со щелями, и расположены под углом к горизонтальной поверхности противоточного фильтра 5 с максимальным приближением к верхней сфере 6 фильтра. Размер щелей колпачков 4 составляет 0,2-1,2 мм. Средства фильтрации могут быть также выполнены в виде нарезных щелей в распределительных трубах или в виде отверстий в распределительных трубах диаметром 3-10 мм, которые прикрыты сеткой с размером ячеек 0,2-1,2 мм. Распределительные трубы 3 присоединены к верхней сфере 6 фильтра пластинами 7. Ионитный фильтр содержит стандартное нижнее распределительное устройство 8, слой ионообменных материалов 9 и плавающий слой инертных гранул 10. Крепление радиальных распределительных труб 3 к входному вертикальному патрубку 1 выполнено съемным при помощи пластин.
Верхнее распределительное устройство (фиг.1, фиг.2) работает следующим образом. Очищаемая вода рабочего цикла поступает под давлением 0,2-1,0 МПа в наружный трубопровод 2 и далее во входной вертикальный патрубок 1 и распределительные трубы 3.
Вода выходит из распределительных труб через щели колпачков 4 и проходит сверху вниз плавающий слой инертных гранул 10 размером 1-5 мм и слой ионообменного материала 9, в котором происходит непосредственная очистка воды. Отвод воды производят через нижнее распределительное устройство 8. По окончании рабочего цикла фильтр отключают
для промывки и регенерации ионообменных материалов. Промывку ионообменных материалов осуществляют за счет восходящей подачи воды через нижнее распределительное устройство 8 расходом, обеспечивающим поршнеобразный подъем слоя ионообменных материалов 9 к плавающему слою инертных гранул 10. Отвод промывной воды производят последовательно через колпачки 4, распределительные трубы 3, вертикальный патрубок 1 и наружный трубопровод 2.
Последующую подачу и отвод регенерационного раствора осуществляют аналогично в том же направлении, что и промывку ионообменных материалов.
Так как распределительные трубы 3 верхнего распределительного устройства расположены под углом к горизонтальной поверхности фильтра, то при промывке и регенерации они испытывают значительно меньшие механические нагрузки за счет касательного направления потока воды и регенерационного раствора.
Поскольку распределительные трубы 3 расположены с максимальным приближением к верхней сфере 6 фильтра, то при промывке или регенерации отсутствуют «застойные зоны» в плавающем слое инертных гранул 10.
Крепление радиальных распределительных труб 3 к входному вертикальному патрубку 1 выполнено съемным с помощью пластин, что обеспечивает доступ к верхней сфере 6 для нанесения противокоррозионного покрытия.
Верхнее распределительное устройство (фиг.3, фиг.4) содержит входной вертикальный патрубок 1 с заглушенным нижним концом. Верхний конец патрубка подключен к наружному трубопроводу 2. На патрубке 1 закреплены радиальные коллекторы 3. На радиальных коллекторах 3 закреплены распределительные трубы 4. Радиальные коллекторы 3 с распределительными трубами 4 расположены под углом к горизонтальной поверхности противоточного фильтра 5 с максимальным приближением к
верхней сфере 6 фильтра и присоединены к верхней сфере фильтра пластинами 7. Распределительные трубы 4 снабжены средствами фильтрации, выполненными в виде колпачков 8 со щелями. Размер щелей колпачков составляет 0,2-1,2 мм. Средства фильтрации могут быть также выполнены в виде нарезных щелей в распределительных трубах или в виде отверстий диаметром 3-10 мм в распределительных трубах, покрытых сеткой с размером ячеек 0,2-1,2 мм.
Ионитный фильтр содержит стандартное нижнее распределительное устройство 9, слой ионообменных материалов 10 и плавающий слой инертных гранул 11.Крепление распределительных труб 4 к радиальным коллекторам 3 выполнено съемным при помощи пластин.
Верхнее распределительное устройство (фиг.3, фиг.4) работает следующим образом.
Очищаемая вода в ходе рабочего цикла поступает под давлением 0,2-1,0 МПа в наружный трубопровод 2 и далее во входной вертикальный патрубок 1 и радиальные коллекторы 3. Откуда вода подается в распределительные трубы 4 и выходит через колпачки 8, имеющие щели 0,2-1,2 мм.
Далее очищаемая вода сверху вниз проходит плавающий слой инертных гранул 11 размером 1-5 мм. Плавающий слой инертных гранул служит для равномерного распределения потока очищаемой воды по площади фильтра. Затем очищаемая вода проходит слой ионообменного материала 10, в котором происходит непосредственно процесс очистки воды. Отвод очищенной воды осуществляют через нижнее распределительное устройство 9. По окончании рабочего цикла фильтр отключают для промывки и регенерации ионообменных материалов.
Промывку ионообменных материалов осуществляют за счет восходящей подачи воды через нижнее распределительное устройство 9 расходом, обеспечивающим поршнеобразный подъем слоя ионообменных материалов 10 к плавающему слою инертных гранул 11. Отвод промывной воды
производят последовательно через колпачки 8, распределительные трубы 4, радиальные коллекторы 3, входной вертикальный патрубок 1 и наружный трубопровод 2.
Последующую подачу и отвод регенерационного раствора производят аналогично в том же направлении, что и промывку ионообменных материалов.
Так как радиальные коллекторы 3 и распределительные трубы 4 верхнего распределительного устройства расположены под углом к горизонтальной поверхности фильтра, то при промывке и регенерации они испытывают значительно меньшие механические нагрузки за счет касательного потока воды и регенерационного раствора.
Поскольку радиальные коллекторы 3 с распределительными трубами 4 расположены с максимальным приближением к верхней сфере 6 фильтра, то при промывке и регенерации отсутствуют «застойные зоны» в плавающем слое инертных гранул 11.
Крепление распределительных труб 4 к радиальным коллекторам 3 предусматривается съемным с помощью пластин, что позволяет обеспечить доступ к верхней сфере 6 корпуса фильтра 5 для нанесения противокоррозионного покрытия.
Таким образом, использование предложенных конструкций верхнего распределительного устройства позволяет снизить механические нагрузки на коллекторы и распределительные трубы и повысить срок их службы, исключить «застойные зоны» в верхней сфере фильтра и обеспечить доступ для нанесения противокоррозионных покрытий внутренних поверхностей ионитного фильтра.