Устройство для очистки воды

Полезная модель относится к области фильтрования, в частности к патронным жидкостным фильтрам, предназначенным для очистки от взвешенных частиц природных и сточных вод и может быть применена в коммунально-бытовом, садово-парковом хозяйствах, системах автосервиса и т.п..
Известен фильтр для очистки жидкостей, содержащий корпус, разделенный трубными решетками на камеры фильтруемой жидкости и фильтрата, распределительное устройство в виде распределительной головки с приводом и фильтрующие элементы, имеющие форму патронов, установленные в трубных решетках и выполненные в виде перфорированной обоймы с отверстиями в торцах, с размещенными внутри нее фильтрующим материалом и каркасом из пластин (патент США №34166669, кл. 210-333, опубл. 1968).
Недостатками известного фильтра являются сложность конструкции, ненадежность работы, а также большой расход промывной жидкости, подаваемой обратным током.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для очистки
жидкости, выполненное в виде патронного фильтра, в корпусе которого под углом друг к другу в два ряда закреплены фильтрующие патроны с направлением фильтрации изнутри наружу, а направлением промывки - снаружи вовнутрь. В состав патронного фильтра входят также патрубки подачи очищаемой воды к входам фильтрующих патронов и сброса в дренаж грязевого потока при промывке каждого фильтрующего патрона, снабженные автоматическими запорными клапанами, патрубок подачи фильтрата потребителю, и прибор, регулирующий очередность срабатывания автоматических запорных клапанов устройства, выполненный в виде датчиков, расположенных снаружи корпуса и фиксирующих разность давлений между фильтратом внутри корпуса и очищаемой жидкостью внутри каждого патрона. При достижении величины перепада давления очищаемой жидкости в одном из патронов и фильтрата внутри корпуса фильтра заданного установленного предела, фиксируемого датчиками давления, начинается промывка этого патрона, при работающих остальных патронах в режиме фильтрации и продолжении отвода фильтрата потребителю (патент РФ на полезную модель №137477, МПК B01D 27/00, опубл. 20.02.2014. - прототип).
Конструкция прототипа обеспечивает достаточно высокую эффективность процессов фильтрации и промывки
фильтрующих патронов, чему способствует предложенная система датчиков давления. Кроме того такая компоновка фильтрующих патронов приводит к оптимальной организации внутрикорпусного пространства, позволяя снизить габариты корпуса фильтра по высоте и длине, что может быть определяющим при дефиците на объекте свободного рабочего пространства.
Однако прототипу присущи следующие недостатки:
- сложность конструкции вследствие необходимости установки датчика на каждом фильтрующем патроне, фиксирующего разность давлений между фильтратом внутри корпуса и очищаемой жидкостью внутри патрона, а также автоматических запорных клапанов на патрубках подачи очищаемой воды в фильтрующие патроны;
- эффективная промывка определенного фильтрующего патрона, при работающих остальных патронах в режиме фильтрации, с продолжением при этом непрерывной подачи фильтрата потребителю, возможна только при обеспечении высокой величины давления фильтрата в корпусе, что требует использования в установке мощного, высоконапорного насоса (или достаточной протяженности магистрального пути очищаемой воды к входным отверстиям фильтрующих патронов), что ограничивает применение данного устройства
условиями стационара.
Решается задача упрощения конструкции устройства для очистки воды и создания возможности его мобильного применения.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для очистки воды, содержит патронный фильтр, в корпусе которого под углом другу в два ряда закреплены фильтрующие патроны с направлением фильтрации изнутри наружу, а направлением промывки - снаружи вовнутрь, патрубки подачи очищаемой воды к входам фильтрующих патронов, патрубок отвода фильтрата потребителю, патрубки сброса в дренаж грязевого потока при промывке каждого патрона, при этом патрубки сброса грязи в дренаж снабжены запорными клапанами, и прибор, регулирующий очередность срабатывания всех запорных клапанов устройства, в котором, согласно полезной модели, в состав устройства входит гидроаккумулятор, соединенный с внутренним пространством корпуса патронного фильтра через патрубок отвода фильтрата потребителю, снабженный запорным клапаном, при этом прибор, регулирующий очередность срабатывания запорных клапанов устройства, выполнен в виде таймера.
Отсутствие сложной системы датчиков давления, по числу фильтрующих патронов, фиксирующих разность давления
фильтрата внутри корпуса и давления очищаемой воды внутри патронов, и запорных клапанов на патрубках подачи очищаемой воды в фильтрующие патроны значительно упрощает конструкцию заявляемой полезной модели.
Наличие гидроаккумулятора, соединенного с внутренним пространством корпуса патронного фильтра обеспечивает поддержание необходимого уровня фильтрата в процессе промывки патронов, что устраняет необходимость применения мощного насоса и таким образом создает возможность использования устройства в мобильных условиях.
Заявляемая полезная модель изображена на фигурах 1, 2, где показан общий вид устройства для очистки воды и поперечный разрез корпуса патронного фильтра.
Устройство для очистки воды содержит патронный фильтр, в корпусе 1 которого под углом друг к другу в два ряда закреплены фильтрующие патроны 2 с направлением фильтрации изнутри наружу, а направлением промывки - снаружи вовнутрь. Устройство также содержит патрубки 3 подачи очищаемой воды к входам фильтрующих патронов 2, патрубок 4 отвода фильтрата к потребителю, патрубки 5 сброса в дренаж грязевого потока при промывке каждого патрона 2, при этом патрубок 4 и патрубки 5 снабжены запорными клапанами 6 и 7, очередность срабатывания которых
регулируется прибором, выполненным в виде таймера 8. В состав устройства также входит гидроаккумулятор 9, соединенный с внутренним пространством корпуса 1 патронного фильтра через патрубок 4 отвода фильтрата потребителю.
Количество фильтрующих патронов 2 выбирается, исходя из потребности, но не менее четырех, для обеспечения интенсивной промывки одного из них, при одновременной работе остальных патронов в режиме фильтрации.
При этом при закреплении фильтрующих патронов в корпусе 1 патронного фильтра под углом друг к другу в два ряда возможны следующие варианты размера углов:
- размер угла равен 90°. В таком случае достигается равномерность давления фильтрата на наружную поверхность каждого фильтрующего патрона, обеспечивая равномерное очищение пор от грязи, проталкивая ее внутрь патрона под смывной поток очищаемой жидкости в дренаж.
- размер угла менее или более 90°. В таком случае имеет место неравномерность давления фильтрата на диаметрально противоположных участках внешней поверхности каждого фильтрующего патрона, что приводит к неравномерной очистке пор, расположенных диаметрально противоположно в стенке
каждого фильтрующего патрона, что может привести к неполной очистке фильтрационных каналов (пор) стенки очищаемого патрона за отсекаемый таймером промежуток времени.
Таким образом, из рассмотренных вариантов наиболее предпочтительным является закрепление фильтрующих патронов в корпусе патронного фильтра именно под прямым углом друг к другу в два ряда, при котором обеспечивается эффективная очистка фильтрующих патронов при сокращении времени на проведение очередной промывки всех фильтрующих патронов т.е. прекращения подачи фильтрата потребителю.
Для изготовления фильтрующих патронов могут быть использованы любые материалы, но преимущественно полимерные, обеспечивающие фильтрацию воды через их стенки изнутри наружу, а промывку - снаружи вовнутрь.
Устройство для очистки воды работает следующим образом.
После подключения мобильной установки к источнику питания, которым может быть, например электро-бензо-двигатель или дизель, подлежащая очистке вода насосом подается по патрубкам 3 во внутреннее пространство фильтрующих патронов 2, размещенных в корпусе 1, при
закрытых запорных клапанах 7 патрубков 5. В процессе фильтрации через стенки патронов 2 (изнутри наружу) происходит заполнение фильтратом внутреннего (межпатронного) пространства корпуса 1 и последующий отвод фильтрата потребителю по патрубку 4. В процессе фильтрации возможно засорение (заиливание) фильтрационных каналов в стенках патронов 2, вызывающее снижение производительности фильтра и необходимость перевода работы устройства в режим промывки, которая осуществляется поочередно для всех патронов фильтра.
При этом по сигналу таймера 8 производится закрытие запорного клапана 6 патрубка 4 отвода фильтрата потребителю, что приводит к заполнению груши гидроаккумулятора 9, и повышению давления фильтрата в корпусе 1 фильтра. После чего осуществляется открытие запорного клапана 7 патрубка 5 сброса грязи в дренаж первого, подлежащего промывке патрона 2, причем подача очищаемой воды к входу этого и других патронов 2 не прекращается, при продолжающейся работе в режиме фильтрации остальных патронов 2 фильтра. Под действием давления фильтрата, находящегося в корпусе 1, на внешнюю поверхность стенки промываемого патрона 2, и разряжения, создаваемого потоком очищаемой воды, подаваемой во внутреннее пространство
этого патрона, загрязнения из фильтрационных каналов его стенки выдавливаются на внутреннюю ее поверхность, откуда они непрерывно смываются в дренаж потоком протекающей внутри патрона очищаемой воды. При этом сглаживание скорости падения уровня фильтрата и величины его давления обеспечивается расходованием фильтрата, ранее накопленного в груше аккумулятора 9. После очистки патрона 2 по сигналу таймера 8 производится закрытие запорного клапана 7, фиксирующего окончание очистки, и включение патрона 2 в режим фильтрации. После восстановления уровня фильтрата в корпусе 1 и заполнения груши гидроаккумулятора 9, по сигналу таймера 8 производится открытие запорного клапана 7 соседнего фильтрующего патрона 2, причем процесс промывки его и остальных фильтрующих патронов, находящихся в корпусе 1 фильтра, производится аналогично описанному выше для первого патрона 2. После очистки последнего патрона и заполнения корпуса 1 фильтратом, по сигналу таймера 8 открывается запорный клапан 6 на патрубке 4, и фильтрат вновь начинает поступать потребителю в требуемом объеме.
Простота конструкции устройства для очистки воды при обеспечении более эффективной промывки фильтрующих патронов, а также возможность применения его как в
стационарных, так и мобильных условиях определяет преимущество заявляемой полезной модели по сравнению с прототипом.