ФИЛЬТР С НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОМЫВКОЙ ЗАГРУЗКИ

ФИЛЬТР С НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОМЫВКОЙ ЗАГРУЗКИ
Полезная модель относится к области очистки жидкостей, преимущественно воды, и может использоваться в устройствах для очистки воды от взвешенных в ней частиц и коллоидных веществ, например, на водоочистных станциях при тонкой очистке воды для питьевых и производственных целей.
Известен фильтр для очистки воды, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки в его средней части и конической обечайки в его нижней части, снабженный крышкой эллиптической формы, внутри которого размещены фильтрующая песчаная загрузка, расположенный в нижней части конической обечайки гидроэлеватор, выполненный в виде эжектора, с расположенным вдоль вертикальной оси фильтра напорным трубопроводом, дренажное устройство, расположенное в нижней части цилиндрической обечайки, распределительное устройство, расположенное у крышки корпуса, а также систему трубопроводов с по меньшей мере пятью вентилями (задвижками) / 1 /.
Этот фильтр не обеспечивает режим непрерывности очистки. Очищаемая вода профильтровывается сверху вниз через фильтрующую песчаную загрузку до дренажного устройства, через которое фильтрат отводится из фильтра. При снижении эффективности очистки осуществляется режим промывки. При промывке фильтра промывная вода подается вначале для взрыхления фильтрующего слоя в дренажное устройство, а затем в эжектор, не прекращая полностью подачи воды в дренажное устройство. Таким образом, после полезного фильтроцикла фильтрующую загрузку необходимо промывать, при этом приходится использовать уже очищенную воду. Подача потребителю очищенной воды в этот период прекращается. Чтобы обеспечить такой процесс, при эксплуатации фильтра приходится открывать или закрывать не менее пяти вентилей, что усложняет обслуживание такого фильтра. Поскольку
промывка фильтрующей песчаной загрузки проводится очищенной водой, коэффициент полезного действия фильтра низкий. Кроме того, после завершения промывки при отключении гидроэлеватора в напорном трубопроводе фильтра может образоваться песчаная пробка, которая делает невозможной эксплуатацию фильтра без специальных мер по разрыхлению песчаной пробки.
Из известных устройств наиболее близким к заявленному является фильтр с непрерывной промывкой загрузки, содержащий корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки в его средней части и конической обечайки в его нижней части, снабженный крышкой, внутри которого размещены фильтрующая песчаная загрузка, расположенный в нижней части конической обечайки гидроэлеватор с расположенным вдоль вертикальной оси корпуса напорным трубопроводом, снабженным в своей верхней части рассеивателем пульпы, дренажное устройство, распределительное устройство и расположенный в верхней части цилиндрической обечайки экран-отражатель, а также систему трубопроводов, состоящую из снабженного вентилем трубопровода исходной воды, соединенного с гидроэлеватором, и снабженных запорно-регулирующей арматурой дополнительного трубопровода исходной воды, соединенного с распределительным устройством, трубопровода промывной воды, соединенного с внутренним объемом корпуса фильтра через крышку, и трубопровода фильтрата, соединенного с дренажным устройством / 2 /.
В этом фильтре эапорно-регулирующая арматура выполнена в виде вентилей, распределительное устройство расположено вдоль вертикальной оси корпуса, дренажное устройство расположено в средней части цилиндрической обечайки, а экран-отражатель выполнен сплошным в форме усеченного конуса и снабжен цилиндрической юбкой.
Этот фильтр позволяет обеспечить режим непрерывной очистки. Однако его эксплуатационные возможности низкие.
Исходная вода в фильтр подается в нижнюю часть распределительного устройства, в котором она закручивается и распределяется по его высоте. Из распределительного устройство вода попадает в фильтрующую песчаную загрузку в радиальном направлении,
собирается дренажным устройством и отводится через трубопровод фильтрата. Грязеемкость фильтрующей песчаной загрузки при этом составляет 20-23 кг/м куб. Непрерывная промывка фильтрующей песчаной загрузки обеспечивается гидроэлеватором, в который подается вода, прошедшая грубую очистку. Отраженные от экрана-отражателя зерна песка имеют различные траектории - более мелкие зерна стремятся к периферии, к корпусу фильтра. В зоне же больших скоростей фильтрации зерна наиболее крупные. Это дает высокую грязеемкость, однако для реализации этого условия требуются значительные габариты фильтра и затраты энергии. Наличие же вентилей усложняет как сам фильтр, так и его эксплуатацию.
Задача, решаемая полезной моделью, состоит в создании фильтра, свободного от недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в расширении эксплуатационных возможностей фильтра.
Этот технический результат достигается тем, что в фильтре с непрерывной промывкой загрузки, содержащем корпус, выполненный в виде цилиндрической обечайки в его средней части и конической обечайки в его нижней части, снабженный крышкой, внутри которого размещены фильтрующая песчаная загрузка, расположенный в нижней части конической обечайки гидроэлеватор с расположенным вдоль вертикальной оси фильтра напорным трубопроводом, снабженным в своей верхней части рассеивателем пульпы, дренажное устройство, распределительное устройство и расположенный в верхней части цилиндрической обечайки экран-отражатель, а также систему трубопроводов, состоящую из снабженного вентилем трубопровода исходной воды, соединенного с гидроэлеватором, и снабженных запорно-регулирующей арматурой дополнительного трубопровода исходной воды, соединенного с распределительным устройством, трубопровода промывной воды, соединенного с внутренним объемом корпуса фильтра через крышку, и трубопровода фильтрата, соединенного с дренажным устройством, распределительное устройство расположено в верхней части цилиндрической обечайки ниже экрана-отражателя, запорно-регулирующая арматура выполнена в виде
вставок с калибровочными отверстиями, дренажное устройство расположено в нижней части цилиндрической обечайки, а трубопровод промывной воды дополнительно соединен с гидроэлеватором вспомогательным трубопроводом. распределительное устройство расположено в ее верхней части. Кроме того, экран-отражатель может быть выполнен в виде мелкоячеистой сетки или сплошын в форме сектора-сферы. Дренажное и распределительное устройства могут быть выполнены каждое в виде набора трубок с поперечными просечками в их стенках. В трубопроводе исходной воды между вентилем и гидроэлеватором может быть дополнительно введена вставка с калибровочным отверстием.
Указанный технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.
Фильтр содержит корпус, состоящий из цилиндрической обечайки 1 и конической обечайки 2 и снабженный крышкой 3, например, эллиптической формы. Внутри корпуса размещены фильтрующая песчаная загрузка 4, гидроэлеватор 5 с напорным трубопроводом 6 и рассеивателем пульпы 7, дренажное устройство 8, распределительное устройство 9 и экран-отражатель 10. Система трубопроводов состоит из трубопровода исходной воды 11, снабженного вентилем 12 и вставкой с калибровочным отверстием 13, дополнительного трубопровода исходной воды 14, снабженного вставкой с калибровочным отверстием 15, трубопровода промывной воды 16, снабженного вставкой с калибровочным отверстием 17 и трубопровода фильтрата 18, снабженного вставкой с калибровочным отверстием 19. Трубопровод промывной воды 16 дополнительно соединен с гидроэлеватором вспомогательным трубопроводом 20. Вставка 17 может быть установлена в этом трубопроводе (как это и показано на чертеже). В трубопровод промывной воды 16 может быть введено устройство для выделения загрязнений 21, собираемых в сборник отходов 22. На всех трубопроводах могут быть установлены манометры.
фильтруется через фильтрующую песчаную загрузку 4 сверху вниз и, очистившись, собирается дренажным устройством 8, из которого по трубопроводу 18 через вставку 19 подается потребителю. Одновременно исходная вода подается через вставку 13 в гидроэлеватор 5, который засасывает водопесчаную пульпу из слоя фильтрующей песчаной загрузки 4 и по напорному трубопроводу 6 через рассеиватель 7 транспортирует ее в верхнюю часть фильтра. Песок, хорошо отмытый гидроэлеватором 5, отражается от экрана-отражателя 10 и падает на поверхность фильтрующей песчаной загрузки 4. Грязная промывная вода удаляется по трубопроводу 16 через вставку 17. Для подпитки гидроэлеватора 5 вода подается через вспомогательный трубопровод 20. Таким образом .осуществляется непрерывная фильтрация и очистка воды при движении ее сверху вниз. Одновременно происходит непрерывная промывка фильтрующей песчаной загрузки 4. При этом вся ее толща равномерно по всей площади поперечного сечения цилиндрической обечайки 1 также движется сверху вниз к входным отверстиям конфузора гидроэлеватора 5. Скорость перемещения фильтрующей загрузки 4 во много меньше скорости движения воды внутри нее. Частицы, содержащиеся в очищаемой воде, задерживаются за счет адсорбции на поверхности зерен песка более крупных из них и адгезии (сцепления) более мелких из них в порах фильтрующей песчаной загрузки 4, очистительная способность которой сохраняется постоянной при эксплуатации фильтра. Фактор грязеемкости при этом отсутствует и не требуется увеличивать габариты фильтра. Выбором величин калибровочных отверстий во вставках 13, 15, 17, 19 осуществляется регулирование соотношений необходимых величин давления воды.
Пример реализации. Фильтр с расчетной производительностью до 4 м куб./сут имеет габаритную высоту 900 мм, диаметр 206 мм. Дренажное 8 и распределительное 9 устройства выполнены каждый в виде трубы, снабженной ответвлениями (трубками), в которых выполнены отверстия диаметром 3 мм. Ответвления обернуты латунной сеткой. Песок фильтрующей песчаной загрузки 4 подобран методом гидравлической автоматической сортировки. Вентиль 12 имеет диаметр
- 5 -
15 мм, вставки 15, 17, 19 имеют диаметры калибровочных отверстий 4,0 мм, 3,67 мм и 4,52 мм соответственно. В фильтр подавалась вода из водопровода г.Ивантеевка Московской обл. (суммарное содержание соединений железа - от 5,14 до 18,72 мг/л, общий плотный остаток - 464 мг/л). В фильтрате не обнаружено соединений железа и других взвесей.
Фильтр, выполненный в соответствии с полезной моделью, обладает расширенными эксплуатационными возможностями. Он может быть выполнен на любую расчетную производительность, в том числе и на малую, например, менее 50 м куб./сутки. Он имеет малые габариты, прост и дешев в эксплуатации. По качеству очистки воды он при этом находится на уровне или превосходит известные фильтры, работающие в непрерывном режиме.
Источники информации:
1.Клячко В.А., Апельцин И.Э. Подготовка воды для промышленного и городского водоснабжения. Гос.издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам. М., 1962, с. 304-306.
2.Кутузов B.C. Фильтр радиального фильтрования ФБП. Экспресс-информация - Мелиорация и водное хозяйство, серия 3. М, 1986, вып.8, с. 3-10.
- 6 -jf$/