ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к устройствам щелевых или сетчатых фильтров, предназначенных для очистки жидкости от механических частиц и взвешенных веществ, и может быть использована в различных отраслях народного хозяйства, в частности в системах бытового и производственного водоснабжения.
Известен фильтр для очистки жидкости, который содержит корпус, конусный сетчатый фильтрующий элемент, грязеотводящий тракт и средство для регенерации, реализующего принцип обратной промывки, в виде полого вала с диском, снабженного окнами, и неподвижного диска, снабженного аналогичными окнами. Вал выполнен перфорированным, снабжен эластичной камерой и обратным подпружиненным клапаном. Привод вращения вала выполнен в виде трубчатой вилки с соплами, соединенной с валом. При закрывании окон неподвижного диска в полости конуса создается избыточное давление, что приводит к очередному импульсу потока жидкости из сопел трубчатой вилки (авт. св-во СССР №1725968, МКИ: B01D 35/02, оп. 15.04.1992 г.).
Недостатком такой конструкции является быстрая засоряемость фильтрующего элемента и, как следствие, увеличение гидравлического сопротивления основному потоку и невозможность проведения регенерации без изменения технологического процесса.
Известно устройство для очистки жидкости от загрязнений, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, разделительный блок в виде конусов, закрепленных на центральной трубе, выполненной с продольными прорезями, расположенными на уровне внутренних полостей конусов, кроме последнего по ходу потока, и имеющими длину, меньшую высоты конусов, при этом оно снабжено трубой с отверстиями в верхней части, коаксиально расположенной внутри центральной трубы и жестко прикрепленной к корпусу, и сетчатым фильтром, установленным с возможностью поворота относительно вертикальной оси с наружной стороны верхней части трубы, отверстия которой соответствуют отверстиям фильтра, при этом площадь прорезей наружной трубы, высота и образующие конусов имеют увеличивающиеся по ходу потока размеры (авт св-во СССР №1717170, МКИ: B01D 21/02, 36/04, оп. 07.03.1992 г).
Недостатком известного устройства является размещение сетчатого фильтра первым по ходу восприятия потока, что приводит к быстрому его загрязнению, а разделительный блок в виде набора конусов установлен в зоне более чистой среды и не исключает проскока мелкозернистого загрязнения и взвеси в технологический контур, что в итоге приводит к снижению эффективности очистки жидкости.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус с днищем, стенка которого образована поверхностью вращения, концентрично установленный в корпусе цилиндрический фильтрующий элемент с внутренней поверхностью фильтрации, крышку, сопряженную с корпусом посредством скрепленных фланцевых отбортовок, патрубок подачи очищаемой жидкости в фильтрующий элемент через крышку фильтра, патрубки отвода фильтрата и слива грязевого потока, а также средство для регенерации фильтрующего элемента, использующее принцип обратной промывки, выполненное в виде полого П-образного кольца с отверстиями в стенке, обращенной в сторону фильтрующего элемента, снабженного щетками, а также гофрированной водонепроницаемой эластичной шторкой, прикрепленной к кольцу и днищу корпуса фильтра, при этом патрубок для подачи промывной воды также присоединен к днищу (авт. св-во СССР №1369762, МКИ: B01D 29/38, оп.30.01.1988 г. - прототип).
Недостатками известного устройства являются:
- сложность конструкции фильтра, в частности средства для регенерации фильтрующего элемента, включающего различные движущиеся механические элементы, что предопределяет ненадежность работы всего устройства;
- локальность промывки поверхности фильтрующего элемента, обусловленная ограниченными по высоте габаритами кольца блока промывки и установленных на кольце щеток, что требует значительных затрат времени на регенерацию всего фильтрующего элемента, снижая производительность фильтра;
- большие эксплуатационные затраты, вызванные необходимостью резервирования значительного количества промывной воды и подачи ее под давлением в локальную зону промывки (в пределах перфорированного кольца).
Решается задача создания новой конструкции фильтра для очистки жидкости, обладающего надежностью, высокой производительностью работы и низкими эксплуатационными затратами.
Сущность заключается в том, что фильтр для очистки жидкости, содержит корпус с днищем, стенка которого образована поверхностью вращения, концентрично установленный в корпусе цилиндрический фильтрующий элемент с внутренней поверхностью фильтрации, крышку, сопряженную с корпусом посредством скрепленных фланцевых отбортовок, патрубок подачи очищаемой жидкости через осевое отверстие крышки в фильтрующий элемент, патрубки отвода фильтрата и слива грязевого потока, а также средство для регенерации фильтрующего элемента, работающее по принципу обратной промывки, в котором, согласно полезной модели, корпус фильтра выполнен в виде конусообразной фигуры, сужающейся книзу, с вогнутой стенкой, а крышка фильтра имеет фигурную выпуклую форму, образующую кольцевой объем, соосный ее ободу, причем в теле крышки выполнен осевой канал, являющийся продолжением патрубка для подачи очищаемой жидкости, концевой участок которого заглублен во внутреннее пространство фильтрующего элемента, причем в зазоре между стенками осевого канала и фильтрующего элемента размещена цилиндрическая вставка с отбортовкой, а между крышкой и корпусом в плоскости их контакта расположена кольцевая резиновая прокладка, перекрывающая кольцевой объем крышки с образованием емкости для воздуха, закрепленная между отбортовками крышки и корпуса и опертая на отбортовку цилиндрической вставки.
Заявляемый фильтр для очистки жидкости обладает простым конструктивным решением, поскольку для работы его в режиме регенерации не требуется использования дополнительного привода и различных движущихся механизмов. Вместо этого предлагается простая конструкция в виде замкнутой емкости для воздуха, сформированной фигурной выпуклой крышкой фильтра, путем перекрытия ее снизу резиновой прокладкой, размещенной между крышкой и корпусом в плоскости их контакта, закрепленной отбортовками крышки и корпуса и опертой на отбортовку цилиндрической вставки, расположенной в зазоре между стенками фильтрующего элемента и частично заглубленного в него осевого канала. Цилиндрическая вставка предотвращает потери напора фильтрата и служит также уплотнением резиновой прокладки. С помощью сжатого воздуха, заполняющего емкость крышки и упругого усилия поджимающей его резиновой прокладки, испытывающей воздействие максимального объема фильтрата, аккумулированного во внутреннем пространстве корпуса, формируется импульсное воздействие фильтрата на внешнюю поверхность стенки фильтрующего элемента. Указанные особенности конструкции фильтра предопределяют его высокую надежность.
Импульсное воздействие обратного потока фильтрата на внешнюю поверхность стенки фильтрующего элемента производится одновременно и кратковременно по всей площади ее поверхности, что позволяет значительно сократить время, необходимое для регенерации фильтрующего элемента в целом, а следовательно повысить производительность работы установки.
Отсутствие потребности в резервировании объема специальной промывной воды и в отдельном приводе для подачи ее под давлением при осуществлении регенерации фильтрующего элемента, а также использование ограниченного количества простых конструктивных элементов повышает технологичность процесса сборки заявляемого фильтра и доводит до минимума эксплуатационные затраты на его обслуживание.
Заявляемая полезная модель изображена на фигуре, где показан общий вид фильтра для очистки жидкости в разрезе.
Фильтр для очистки жидкости содержит корпус 1 с днищем, стенка которого образована поверхностью вращения, концентрично установленный в корпусе цилиндрический фильтрующий элемент 2 с внутренней поверхностью фильтрации, крышку 3, сопряженную с корпусом 1 посредством скрепленных фланцевых отбортовок 4, патрубок 5 подачи очищаемой жидкости через осевое отверстие крышки 3 в фильтрующий элемент 2, патрубки 6, 7 отвода фильтрата и слива грязевого потока, а также средство для регенерации фильтрующего элемента 2, при этом корпус 1 фильтра выполнен в виде конусообразной фигуры, сужающейся книзу, с вогнутой стенкой, а крышка 3 фильтра имеет фигурную выпуклую форму, образующую кольцевой объем 8, соосный ее ободу, причем в теле крышки 3 выполнен осевой канал 9, являющийся продолжением патрубка 5 подачи очищаемой жидкости, концевой участок которого заглублен во внутреннее пространство фильтрующего элемента 2, при этом между в зазоре между стенками канала 9 и фильтрующего элемента 2 размещена цилиндрическая вставка 10 с отбортовкой, а между крышкой 3 и корпусом 1 в плоскости их контакта расположена кольцевая резиновая прокладка 11, перекрывающая кольцевой объем крышки 3 с образованием емкости для воздуха, закрепленная между отбортовками крышки и корпуса и опертая на отбортовку цилиндрической вставки 10.
Основные конструкционные элементы заявляемого фильтра для очистки жидкости, а именно: корпус, крышка и цилиндрическая вставка выполнены из литой пластмассы типа полипропилена (ГОСТ 26996-86) или акрила (ГОСТ 10587-84).
В качестве материала для изготовления резиновой прокладки используется эластичная рулонная пищевая техническая резина, сохраняющая заданные технические характеристики при многократном растяжении - до 10000 растяжений (ГОСТ 17133-83).
Фильтр для очистки жидкости работает следующим образом.
Очищаемая жидкость при закрытом патрубке 7 подается под давлением в фильтрующий элемент 2, концентрично установленный в корпусе 1, по входному патрубку 5 через осевое отверстие крышки 3 и канал 9, являющийся продолжением патрубка 5. Затем очищаемая жидкость в процессе фильтрации проходит через щелевые отверстия, выполненные в стенке фильтрующего элемента 2, при закрытом патрубке 7, и поступает во внутреннюю полость корпуса 1, расположенную вокруг фильтрующего элемента 2, для дальнейшего отвода полученного фильтрата потребителю через патрубок 6, расположенный в боковой стенке корпуса 1. При снижении количества получаемого на выходе фильтрата в результате перепада давления в фильтре, вызванного засорением отверстий фильтрующего элемента 2, начинается подготовка фильтра к режиму регенерации. При этом закрывается патрубок 6 отвода фильтрата, что приводит к наполнению полости корпуса 1 фильтратом и повышению уровня последнего до максимальной отметки, что вызывает сжатие резиновой прокладки 11 и соответственно сжатие воздуха, находящегося в емкости крышки 3. Одновременно открывается патрубок 7, что приводит к освобождению фильтрующего элемента 2 от оставшейся в нем неочищенной жидкости. Энергия сжатого в емкости крышки 3 воздуха суммируется с упругим усилием сжатой резиновой прокладки, вызывая возникновение мгновенного импульса, воздействующего на объем фильтрата, аккумулированного во внутренней полости корпуса 1, в результате которого происходит резкий сброс его во внутреннее пространство фильтрующего элемента 2. Таким образом, очистка фильтрующего элемента 2 производится обратным током фильтрата снаружи вовнутрь. При этом благодаря форме корпуса фильтра, выполненного в виде конусообразной фигуры, сужающейся книзу, с вогнутой стенкой, слои столба фильтрата, под воздействием импульсного давления, отражаются от внутренней поверхности стенки корпуса и, меняя направление, направляются в сторону внешней поверхности стенки фильтрующего элемента. Это обеспечивает оптимальное и равномерное воздействие фильтрата по высоте стенки, приводящее к интенсивному выдавливанию грязи из отверстий на внутреннюю поверхность фильтрующего элемента и разрыхлению слоя осадков, скопившихся ранее на ней в процессе фильтрации жидкости изнутри наружу. Затем вся грязь с внутренней поверхности стенки смывается в дренаж потоком очищаемой жидкости, которая подается через вновь открытый патрубок 5. Таким образом мгновенное воздействие потоков фильтрата на щелевые отверстия всей стенки фильтрующего элемента позволяет не только ускорить процесс регенерации, но и минимизировать затраты фильтрата, который расходуется только на продавливание грязи из щелевых отверстий, а смыв ее в дренаж производится потоком неочищенной жидкости.
По окончании процесса регенерации фильтрующего элемента закрывается патрубок 7 слива грязевого потока и рабочий процесс повторяют в режиме фильтрации при открытых патрубках 5 и 6.
Простая и надежная конструкция устройства, высокая производительность работы за счет интенсивной регенерации фильтрующего элемента и низкие эксплуатационные затраты, определяют преимущество заявляемого фильтра для очистки жидкости по сравнению с прототипом.