НАПОРНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ

Полезная модель относится к устройствам для фильтрования жидкостей, загруженных фильтрующими зернистыми материалами, предназначенных для очистки природных и сточных вод, может быть использована в энергетике и других отраслях промышленности, применяющих очищенную воду в технологических процессах, а также для станций питьевого водоснабжения.
Известны стандартные напорные фильтры осветлительные серии ФОВ и ионообменные фильтры серии ФИПа, производимые, например, заводами «Красный котельщик», г. Таганрог и «БиКЗ», г. Бийск. Конструкции стандартных напорных фильтров показаны в каталоге «Отраслевой каталог. Водоподготовительное оборудование для ТЭС и промышленной энергетики. Москва, 1987 г. НИИЭИнформэнергомаш», а также в отраслевом стандарте ОСТ 108.030.10-84 «Фильтры, сосуды и аппараты водоподготовительных установок для электростанций и промышленной энергетики». Все известные стандартные конструкции фильтров содержат вертикальный цилиндрический корпус, сферические днища, нижнюю и верхнюю распределительные системы и фильтрующие загрузки.
Сферические днища фильтра являются конструктивными элементами, выполняющими функцию обеспечения прочности фильтра, работающего под рабочим давлением до 0,6 МПа, и практически не несут технологических функций в его работе. Исполнение нижней распределительной системы в виде «ложного дна» образует буферный объем воды под ним, увеличивающий необходимый объем промывочной воды фильтра. Исполнение нижней распределительной системы в виде «копирующего дна» сферического днища уменьшает количество очищаемой воды фильтром из-за раннего проскока грязной воды через верх наклонных лучей распределительной системы. Заливка бетона ниже распределительной системы полностью исключает этот элемент фильтра из работы, увеличивая при этом его высоту. Засыпка нижнего сферического днища инертным материалом также частично исключает этот элемент фильтра из работы.
Наиболее близким техническим решением к предложенной полезной модели, принятым за прототип, является фильтр напорный осветительный (патент РФ на полезную модель №64929, опубл. 27.07.2007, бюл. №21), включающий вертикальный цилиндрический корпус, верхнее и нижнее сферические днища (торцевые элементы), верхнее и нижнее распределительные устройства, наружные трубопроводы и двухслойную фильтрующую загрузку (многослойную фильтрующую зернистую нагрузку), состоящую из верхнего слоя крупнозернистого антрацита и нижнего слоя мелкозернистого кварцевого песка.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: вертикальный цилиндрический корпус с торцевыми элементами, размещенные в корпусе верхнюю и нижнюю распределительные системы, и многослойную фильтрующую зернистую нагрузку.
В прототипе нижнее сферическое днище целиком заполнено подстилочным слоем тяжелого гравия, где могут накапливаться трудно вымываемые отложения, что приведет к увеличению объема промывных вод и ухудшению качества фильтрата после промывки. Кроме того конструкция фильтра имеет завышенную высоту из-за вывода трубопроводов обвязки через сферические днища сверху и снизу.
Полезная модель направлена на расширение арсенала технических средств мобильным напорным фильтром для работы в стесненных условиях.
Это достигается тем, что напорный фильтр для очистки воды содержит цилиндрический корпус с торцевыми элементами, размещенные в корпусе верхнюю и нижнюю распределительные системы и многослойную фильтрующую зернистую загрузку. В предложенном решении торцевые элементы корпуса выполнены в виде плоских торцевых заглушек с ребрами жесткости. Верхние и нижние распределительные системы, выполненные в виде коллекторов с прикрепленными к ним щелевыми лучами. Коллектора имеют боковые подводы и отводы для воды, установленные в стенках корпус.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1. представлен общий вид напорного фильтра, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (торцевые заглушки фильтра), на фиг. 3 - разрез В-В на фиг. 1 (распределительные системы фильтра).
Напорный фильтр для очистки состоит из вертикального металлического цилиндрического корпуса 1 с торцевыми элементами, выполненными в виде плоских металлических торцевых заглушек 2, с внешней стороны которых закреплены, например, с помощью сварки или резьбового соединения, ребра жесткости 3. Торцевые элементы корпуса фильтра могут быть выполнены в виде заглушек плоских приварных с ребрами по ОСТ.34. 42.759-85. Внутри корпуса расположены в виде коллекторов с прикрепленными щелевыми лучами верхняя 4 и нижняя 5 распределительные системы, имеющие, установленные в стенках корпуса, боковые верхние подводы 6 и нижние отводы 7 для воды. Корпус снабжен верхним 8 и нижним 9 люками. Внутри корпус заполнен многослойной фильтрующей зернистой загрузкой 10.
Фильтр работает следующим образом. Исходная очищаемая вода под давлением поступает в корпус 1 через верхние боковые подводы 6 в верхнюю распределительную систему 4, и фильтруется через многослойную фильтрующую зернистую загрузку 10. Затем, пройдя нижнюю распределительную систему 5, вода выводится через один из нижних боковых отводов 7. Выполнение торцевых элементов в виде плоских торцевых заглушек 2 исключает накапливающие трудно вымываемые отложения в «мертвых зонах», которые характерны для фильтров со сферическими днищами, что существенно повышает качество очищаемой воды. Работу фильтра под давлением (до 0,6 МПа для стандартных фильтров, а при необходимости до 1,0 МПа по ОСТ.34.42.759-85) обеспечивает выполнение торцевых элементов с ребрами жесткости 3.
Наличие верхнего 8 и нижнего 9 люков фильтра обеспечивает удобство выполнения ремонтных работ на фильтре и замены отработавшего фильтрующей зернистой загрузкой.
При проведении взрыхляющей промывки фильтра вода поступает через нижние боковые отводы 7 в нижнюю распределительную систему 5 и взрыхляет фильтрующую зернистую загрузку 10, и затем, пройдя верхнюю распределительную систему 4, выводится через верхние боковые подводы 6.
Верхние и нижние распределительные системы, выполненные в виде коллекторов и имеющие, установленные в стенках корпуса, боковые верхние подводы 6 и нижние отводы 7 для воды обеспечивают свободный подвод к ним трубопроводов. Это позволяет использовать фильтр для работы в стесненных условиях.
Конструктивным преимуществом предлагаемой полезной модели напорного фильтра является меньшая высота (на 25-30%) по сравнению с известными конструкциями, и максимально полезное использование объема. Это обеспечивает возможность мобильного применения фильтра в стесненных условиях монтажа, например, при строительстве блочно-модульных или контейнерных станций обезжелезивания артезианской воды с ограничением по высоте модуля.
Преимуществом полезной модели является удобство обвязки фильтра в стесненных условиях монтажа, с возможностью подключения трубопроводов обвязки с двух сторон фильтра; максимальное использование внутреннего объема, что обеспечивает уменьшение объема воды на промывку фильтра и улучшает качество очищаемой воды, предотвращая накопление трудно вымываемых отложений.
Полезная модель позволяет расширить арсенал технических средств мобильным напорным фильтром для работы в стесненных условиях.