УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ

Область техники
Полезная модель относится к области физико-химической технологии обработки жидкостей, в частности, к установкам для очистки жидкостей от механических примесей с помощью фильтров и дополнительных средств промывки фильтров обратным током очищенной жидкости без их демонтажа.
Уровень техники
Известна установка для фильтрации жидкости, содержащая корпус, параллельно установленные фильтрующие элементы, присоединенные к корпусу трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной воды с устройствами для регулирования расхода и измерения давления, отличающаяся тем, что в корпус заключен каждый фильтрующий элемент, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной воды соединены коллекторами, при этом устройства для регулирования расхода и измерения давления размещены с возможностью взаимодействия друг с другом и осуществления регенерации фильтрующих элементов за счет поочередного создания внутри одного или нескольких корпусов противотока очищенной жидкости. (RU 68345 U1 B01D 27/08, 27.11.2007).
Известна установка для микрофильтрации, содержащая расходную емкость, рециркуляционный насос, фильтрующий элемент с манометрами, установленными на его входе и выходе, регулирующий вентиль, установленный на выходе фильтрующего элемента, отличающаяся тем, что на входе насоса установлен двухпозиционный коммутатор, соединяющий вход насоса с расходной емкостью или с входной магистралью, на выходе насоса установлен двухпозиционный коммутатор, соединяющий выход насоса с входом фильтрующего элемента или с расходной емкостью. (RU 1971 U1 B01D 61/08, 16.04.1996).
Известна установка для фильтрации жидкости, содержащая фильтр с фильтрующим элементом и расположенным в нижней части вентилем для спуска осадка, трубопровод исходной неочищенной жидкости с вентилем на входе в фильтр, трубопровод очищенной жидкости с вентилем на выходе фильтра, дополнительный трубопровод с вентилем, один конец которого соединен с трубопроводом исходной жидкости перед вентилем трубопровода исходной жидкости, а другой конец дополнительного трубопровода соединен с трубопроводом очищенной жидкости. (RU 2067018, B01D 35/22,05.08.1994).
Недостатком известных решений является низкая степень очистки.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей фильтрующего устройства.
Раскрытие полезной модели
2
1
2
1
Поставленная задача решается за счет того, что установка для фильтрации жидкости, согласно полезной модели, содержит фильтр с фильтрующим элементом и расположенным в нижней части трубопроводом для спуска осадка, соединенным с вентилем для спуска осадка; трубопровод исходной неочищенной жидкости с вентилем на входе в фильтр, нагнетательный насос, установленный на входе трубопровода исходной жидкости, трубопровод очищенной жидкости с вентилем на выходе фильтра, дополнительный трубопровод с вентилем, один конец которого соединен с трубопроводом исходной жидкости перед вентилем трубопровода исходной жидкости, а другой конец - с трубопроводом очищенной жидкости между фильтром и вентилем указанного трубопровода, а на выходе насоса и на выходе фильтра установлены манометры при соотношении D/D≤1, где D - диаметр трубопровода для спуска осадка, D - диаметр трубопровода очищенной жидкости.
Техническим результатом полезной модели является повышение качества очистки фильтрующего элемента и уменьшение времени его очистки.
Краткое описание чертежей
На представленном чертеже изображен общий вид фильтрующего устройства.
Осуществление полезной модели
Устройство для фильтрации жидкости содержит фильтр 1 с фильтрующим элементом 5 и расположенным в нижней части трубопроводом 4, соединенным с вентилем 8 для спуска осадка, трубопровод исходной неочищенной жидкости 2 с вентилем 6 на входе в фильтр 1, нагнетательный насос 13, установленный на входе трубопровода исходной жидкости 2, трубопровод очищенной жидкости 3 с вентилем 7 на выходе фильтра 1, дополнительный трубопровод 9 с вентилем 10, один конец которого соединен с трубопроводом исходной жидкости 2 перед вентилем 6 трубопровода исходной жидкости, а другой конец дополнительного трубопровода 9 соединен с трубопроводом очищенной жидкости 3 между фильтром 1 и вентилем 7 указанного трубопровода, а на выходе насоса 13 и на выходе фильтра 1 установлены, соответственно манометры 11 и 12.
Устройство работает следующим образом.
Исходная неочищенная жидкость от входного трубопровода 2 с помощью нагнетательного насоса 13 через открытый вентиль 6 подается на вход фильтра 1, проходит через фильтрующий элемент 5 фильтра 1 и очищенная жидкость через открытый вентиль 7 и трубопровод очищенной жидкости 3 направляется к потребителю.
Когда фильтрующий элемент 5 фильтра 1 засоряется механическими примесями (оценку засоренности определяют по разнице показаний манометров 11 и 12), требуется восстановление фильтрующей способности фильтра 1 путем очистки фильтрующего элемента 5 без разборки фильтра. Для этого необходимо последовательно закрыть вентиль 7, открыть вентиль 10, закрыть вентиль 6. При этом исходная жидкость поступает на фильтрующий элемент 5 фильтра 1 под давлением нагнетательного насоса 13.
При открытии вентиля 8 под действием обратного тока промывочной жидкости через фильтрующий элемент 5 фильтра 1, осадок сливается через вентиль 8 в дренажный сток или канализацию.
Одновременно очищенная, исходная жидкость омывает внутреннюю поверхность корпуса фильтра 1, очищая его от налипшего на него осадка.
Для очистки фильтрующего элемента 5 и внутренней части корпуса фильтра 1 необходимо слить жидкость в количестве не менее полутора объемов корпусов фильтра 1.
Важным фактором, влияющим на качество очистки фильтрующего элемента 5 фильтра 1 обратным током жидкости, является правильный выбор соотношения диаметров входного 2 и дополнительного трубопроводов 9, обеспечивающих подведение исходной жидкости для промывки фильтрующего элемента 5, и диаметра трубопровода для спуска осадка 4 с вентилем 8. Качественная очистка всей поверхности фильтрующих элементов может быть произведена, только если она вся находится в промывочной жидкости, и жидкость проходит через каждую фильтрующую ячейку.
При закрытых затворах 6 и 7 и открытом затворе 10 дополнительного трубопровода 9 давление внутри фильтрующего элемента 5 под действием нагнетательного насоса 13 становится равным давлению в фильтре 1. При открывании вентиля 8 для спуска осадка, расположенном на трубопроводе 4, в первый момент времени при вытекании жидкости из трубопровода 4 давление внутри фильтра 1 падает практически до атмосферного, причем происходит это за очень малый промежуток времени. Этот промежуток времени пропорционален давлению жидкости внутри фильтра, что связано с изменением объема жидкости за счет ее сжимаемости, и обратно пропорционален времени выравнивания давления, определяемом площадью и временем открытия вентиля. При очень быстром выравнивании давления на всей поверхности фильтрующего элемента создается перепад давления равный разнице между давлением в фильтре и атмосферным. Поскольку засорение фильтра происходит при давлении меньшем, чем давление нагнетательного насоса 13, то, следовательно, сила, действующая на частицы механических примесей, покрывающих сетку фильтра в большинстве случаев значительно больше, чем силы адгезии, которые удерживают частицы на поверхности сетки. Этого быстрого перепада давления достаточно в большинстве случаев для отрыва частиц от сетки.
1
2
После выравнивания давления снаружи и внутри фильтра жидкость продолжает поступать внутрь фильтрующего элемента 5. Если время Τ заполнения пустого корпуса фильтра промывочной жидкостью оказывается меньше, чем время Т вытекания жидкости из заполненного корпуса фильтра через вентиль для спуска осадка в отсутствие избыточного давления, то жидкость внутри фильтра 1 всегда будет заполнять его объем и равномерно протекать через все ячейки фильтрующего элемента 5, унося те механические примеси, которые оторвались с наружной поверхности фильтрующего элемента 5. Одновременно, очищается и внутренняя часть фильтра 1.
Данное условие соблюдается только в том случае, если диаметр трубопровода для спуска осадка 4 меньше трубопровода очищенной жидкости 3. При этом условии жидкость внутри фильтра 1 всегда будет заполнять его объем и равномерно протекать через все ячейки фильтрующего элемента 5, унося те механические примеси, которые оторвались с наружной поверхности фильтрующего элемента 5. Одновременно, очищается и внутренняя часть фильтра 1.
Таким образом, оптимальная работа по очистке фильтра 1 с помощью обратного тока жидкости возможна при соотношении:
2
1
D/D≤1
где:
2
D - диаметр трубопровода для спуска осадка;
1
D - диаметр трубопровода очищенной жидкости.
Таким образом, полезная модель обеспечивает повышение качества очистки фильтрующего элемента и уменьшение времени его очистки.