НАПОРНЫЙ ФИЛЬТР С РЕГЕНЕРАЦИЕЙ

Предлагаемое устройство относится к аппаратам очистки загрязненных веществ и может применяться в машиностроении, приборостроении, предприятиях строительной индустрии.
Известны устройства для очистки сточных вод от взвешенных веществ с использованием насыпных и тканевых фильтроэлементов. В работе «Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков». Учебное пособие Д.А. Кривошеин, П.П. Кукин, В.А. Лапин и др. М. Высшая школа., показаны барабанные и ленточные фильтры. В барабанном фильтре слой шлама собирающийся на сетчатом барабане соскребается специальными ножами при вращении барабана, а оставшиеся на ткани загрязнители продуваются сжатым воздухом в зоне регенерации. Недостатки барабанного фильтра заключаются в том, что процесс фильтрации и регенерации ткани происходит в одном направлении и шлам, оставшийся на ткани поля скребковых ножей, при продувке сжатым воздухом внедряется в толщу ткани фильтроэлемента и через определенное время фильтроэлемент теряет свои фильтрующие свойства. Другой недостаток барабанного фильтра - это отсутствие саморегулирования процесса фильтрации, определяемый скоростью вращения барабана, которая в этом устройстве всегда постоянная, хотя интенсивность образования слоя шлама на фильтроэлементе будет зависеть от расхода жидкости и исходной концентрации загрязняющих веществ. Подобными недостатками обладают ленточный фильтр, листовой фильтр и фильтр-пресс с горизонтальными камерами. Кроме того, листовой фильтр и фильтр-пресс обладают низкой производительностью из-за того, что работают периодически в режиме фильтрации и в режиме регенерации.
Известно устройство по авторскому свидетельству №1130374, бюл. №47 от 23.12.84 г, в котором фильтрующие элементы выполнены в виде пакета полых дисковых конструкций. В данной конструкции происходит автоматическое саморегулирование и при достижении на фильтроэлементах определенного перепада давлений, клапан, связанный с пакетом дисков, перекрывает доступ исходной воды в фильтр и процесс очистки прекращается. Как происходит регенерация дисковых фильтров, не указывается.
Техническим результатом предлагаемого устройства является обеспечение качественной регенерации фильтроэлементов и увеличение производительности очистки.
Технический результат достигается тем, что в напорном фильтре, содержащем цилиндрический корпус с размещенными гофрированным фильтроэлементом, с патрубками подвода очищаемой жидкости, отвода очищенной жидкости и клапан регулирования, в котором имеется блок из двух цилиндрических корпусов с фильтроэлементами, связанных гидравлически и кинематически и работающих в противофазе: режимы регенерации и очистки, при этом клапаны регулирования обоих фильтров связаны общим коромыслом, а магистраль отвода очищенной жидкости обоих фильтров содержит двухпозиционный клапан, соединенный патрубком с баком промывной жидкости, оба корпуса фильтров имеют патрубки с клапанами, которые синхронизированы и работают в противофазе.
Предлагаемы напорный фильтр представлен на рис. 1.
Здесь: 1, 16 - корпус; 2, 15 - фильтроэлементы; 3, 14 - стержень; 4, 12 - перегородка; 5, 13 - клапан; 6, 11 - верхнее днище; 7, 10 - патрубок подвода; 8 - коромысло; 9 - шарнир; 17, 26 - магистраль; 18 - емкость промывной жидкости; 19, 24 - трубопровод отвода шлама; 20, 23 - клапан; 21 - магистраль подвода промывной жидкости; 22 - патрубок отвода чистой воды; 25 - двухпозиционный клапан.
Устройство содержит два цилидрических корпуса 1 и 16, внутри которых коаксионально размещены гофрированные фильтроэлементы 2 и 15. Корпуса 1 и 16 имеют верхнее днище 6 и 11, которое содержит патрубки 7 и 10 для подвода исходной загрязненной жидкости. Между верхним днищем 6 и 11 расположены перегородки 4 и 12, имеющие центральное отверстие. Через центральное отверстие проходят стержни 3 и 14, на котором расположены клапаны 5 и 13. Один конец стержней 3, 14 соединен жестко с фильтроэлементом 2, 15, а другим верхним концом связаны с коромыслом 8. Внутри каждого корпуса 1 и 16 в нижнем днище имеется слив в трубопроводы отвода шлама 19, 24, в которых расположены клапаны 20 и 23. В гидравлической системе имеется магистраль подвода промывной жидкости 21 с двухпозиционным клапаном 25. Каждый фильтроэлемент 2 и 15 в нижней части имеет магистрали 17 и 26, соединенные с двухпозиционным клапаном 25, в котором имеется патрубок отвода чистой воды 22.
Напорный фильтр с регенерацией работает следующим образом.
Исходная загрязненная вода подается в магистраль и поступает в патрубок 7, пространство верхнего днища 6 (по схеме на фиг. 1). Клапан 5 находится в верхнем положении и отверстие в перегородке 4 открыто. Вода поступает в полость корпуса 1 и заполняет пространство между стенками корпуса 1 и гофрами фильтроэлемента 2. Вода начинает профильтровываться через перфорацию фильтроэлемента 2 за счет разности давлений между пространствами, занятым водой и внутренним пространством фильтроэлемента 2. Далее очищенная вода из внутренней полости фильтроэлемента 2, по магистрали 26 поступает в двухпозиционный клапан 25 и через патрубок 22 отводится потребителю. В том же цикле, корпус 16 (по схеме на фиг. 1) функционирует в режиме регенерации. Коромысло 8 обеспечивает закрытое положение клапана 13 в перегородке 12. В этом положении открывают клапан 20 в трубопроводе 19 и начинают подавать промывную жидкость из емкости 18, которая по магистрали подвода промывной жидкости 21, через двухпозиционный клапан и магистраль 17 начинает поступать во внутреннюю полость фильтроэлемента 15. Давление внутри фильтроэлемента 15 начинает возрастать и за счет возникающего перепада давлений между внутренней полостью элемента 15 и пространством между стенками корпуса 16 и гофрами фильтроэлемента 15, промывная жидкость начинает смывать налипший слой ила с перфорацией фильтроэлемента 15. Далее, смываемый ил через открытый клапан 20 отводится по магистрали в илосборник. В дальнейшем, когда в левой камере, на фильтроэлементах 2 нарастает слой ила, давление внутри корпуса 1 начинает возрастать, гофры фильтроэлемента начинают сжиматься, стержень 3 опускается и клапан 5 закрывает отверстие в перегородке 4. Это перемещение стержня 3 передается коромыслу 8, которое начинает поворачиваться в шарнире 9 и поднимается стержень 14. Клапан 13 открывает отверстие в перегородке 12, далее полость под верхним днищем 11 заполняется водой, и весь цикл очистки повторяется в корпусе 16 с фильтроэлементом 15. В этом цикле клапан 20 закрывается, клапан 23 открывается, а положение задвижки двухпозиционного клапана 25 переводится в другое состояние. Управление клапанами 20 и 23 и двухпозиционными клапанами 25 может осуществляться вручную или дистанционно с использованием электро-пневмоклапанов, и датчиков давлений в рабочих полостях каждого фильтра.
Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет повысить производительность очистки и обеспечить саморегулирование процесса.