ФИЛЬТР И ЕГО ЭЛЕМЕНТ
FILTER AND ITS ELEMENT

Изобретение относится к фильтрам для очистки жидкостей, в частности воды, от взвешенных и твердых частиц.
Известны фильтры, содержащие корпус, снабженный патрубками для подвода и отвода жидкости, фильтровальной частью на основе полимерных волокон (см., например, описания изобретений к патентам RU 2267346, МПК B01D 39/16, B01D 27/07, B01D 17/02 (2006/01), дата публикации 27.01.1995; RU 2027471, МПК 6 B01D 29/72, дата публикации 20.02.2007; заявка RU 94045519, МПК B01J 20/00, B01D 39/00, дата публикации 27.12.1997; свидетельства на полезные модели RU 3220, МПК 6 B01D 35/16, B01D 39/16, дата публикации 16.12.1996; RU 22059, МПК 7 B01D 24/10, дата публикации 10.03.2002).
Основным недостатком аналогичных устройств является сложность регенерации фильтрационной части на основе полимерных волокон внутри фильтра при эксплуатации, а в некоторых случаях исключающая такую возможность конструкция фильтрационной части на основе полимерных волокон.
Ближайшим аналогом заявленного технического решения является бытовой фильтр, содержащий корпус, снабженный патрубками для подвода и отвода жидкости, фильтровальной частью на основе полимерных волокон (см., например, свидетельство на полезную модель RU 22059, МПК 7 B01D 24/10, дата публикации 10.03.2002).
Недостатком ближайшего аналога является необеспечение регенерации фильтрационной части на основе полимерных волокон внутри фильтра, что приводит к необходимости замены фильтрационной части и соответственно удорожанию процесса очистки.
Элемент на основе полимерных волокон аналогичного фильтра осуществляет свою функцию очистки жидкости, в частности воды, в подготовленном к работе состоянии путем предварительного, до помещения в фильтр, сжатия волокон в промышленных условиях при изготовлении элемента. Регенерация элемента на основе полимерных волокон аналогичного фильтра непосредственно в самом фильтре невозможна и соответственно не обеспечивается, что является недостатком элемента на основе полимерных волокон. Осуществляют периодическую замену элемента на основе полимерных волокон на новый чистый элемент. А это, как уже указано, приводит к удорожанию процесса очистки.
Задачей технического решения является создание фильтра с возможностью регенерации фильтровальной части периодически в самом фильтре.
Техническим результатом является обеспечение очистки жидкостей, в частности воды, от взвешенных и твердых частиц с применением простой фильтровальной части, обеспечение регенерации фильтровальной части внутри фильтра и снижение себестоимости очистки жидкостей.
Сущность заявленного технического решения заключается в том, что содержит корпус, снабженный патрубками для подвода и отвода жидкости, фильтровальной частью на основе полимерных волокон, и отличается от ближайшего аналога тем, что патрубок для подвода жидкости расположен в нижней части корпуса, патрубок для отвода жидкости расположен в верхней части корпуса, фильтровальная часть на основе полимерных волокон расположена в сжатом состоянии между двумя перфорированными элементами, нижний из которых закреплен над патрубком для подвода жидкости, фильтровальная часть на основе полимерных волокон образована из отдельных элементов, каждый из которых выполнен в виде пучка полимерных волокон, сжатых механически скобкой в средней части с образованием элемента сферической формы, в нижней части корпуса установлен патрубок подвода воздуха для обеспечения регенерации фильтровальной части на основе полимерных волокон, в верхней части корпуса установлен ниже патрубка отвода жидкости дополнительный патрубок отвода жидкости при осуществлении регенерации фильтровальной части на основе полимерных волокон, верхний перфорированный элемент соединен с механизмом перемещения из нижнего положения в верхнее положение с расположением ниже дополнительного патрубка отвода жидкости и обратно.
Одной из частей фильтра является элемент фильтровальной части на основе полимерных волокон, содержащий полимерные волокна, отличающийся тем, что выполнен в виде пучка полимерных волокон, сжатых механически скобкой в средней части пучка с образованием сферической формы.
Такое конструктивное выполнение элемента фильтровальной части на основе полимерных волокон позволяет сжимать его непосредственно в корпусе фильтра для осуществления очистки жидкости и расширять его с увеличением занимаемого объема в пространстве для регенерации элемента путем вымывания твердых частиц с полимерных волокон элемента проточной жидкостью, протекающей через фильтр.
Сущность технического решения поясняется чертежами.
Фиг.1 - схема фильтра;
Фиг.2 - вид сбоку элемента фильтровальной части на основе полимерных волокон.
Фильтр содержит корпус 1, снабженный патрубками 2 и 3 для подвода и отвода жидкости, фильтровальной частью 4 на основе полимерных волокон. Патрубок 2 для подвода жидкости расположен в нижней части корпуса 1, патрубок 3 для отвода жидкости расположен в верхней части корпуса 1. Фильтровальная часть 4 на основе полимерных волокон 8 расположена в сжатом состоянии между двумя перфорированными элементами 5 и 6, нижний элемент 5 закреплен над патрубком 2 для подвода жидкости (фиг.1, 2). Фильтровальная часть 4 на основе полимерных волокон 8 образована из отдельных элементов 7, каждый из которых выполнен в виде пучка полимерных волокон 8, сжатых механически скобкой 9 в средней части с образованием элемента 7 сферической формы. В нижней части корпуса 1 установлен патрубок 10 подвода воздуха для обеспечения регенерации фильтровальной части 4 на основе полимерных волокон 8. В верхней части корпуса 1 установлен ниже патрубка 3 отвода жидкости дополнительный патрубок 11 отвода жидкости при осуществлении регенерации фильтровальной части 4 на основе полимерных волокон 8. Верхний перфорированный элемент 6 соединен штоком 12 с механизмом перемещения (который на чертеже условно не показан) из нижнего положения в верхнее положение с расположением верхнего перфорированного элемента 6 ниже дополнительного патрубка 11 при осуществлении регенерации фильтровальной части 4 (фиг.1). В рабочем состоянии верхний перфорированный элемент 6 находится в нижнем положении и посредством воздействия штока 12 обеспечивает сжатие всех элементов 7 фильтровальной части 4 до обеспечения эффективной фильтрации жидкости. Расстояние между нижним и верхним положением перфорированного элемента 6 должно быть достаточным для расширения всех элементов 7 с приобретением сферической формы перед началом регенерации фильтровальной части 4 под воздействием жидкости и воздуха.
Элемент 7 фильтровальной части 4 на основе полимерных волокон 8, содержащий полимерные волокна 8, выполнен в виде пучка полимерных волокон 8, сжатых механически скобкой 9 в средней части пучка полимерных волокон 8 с образованием сферической формы (фиг.2). В зависимости от длины волокон 8 элемент 7 фильтровальной части 4 может быть получен с диаметром сферы от 10 мм до 100 мм. В зависимости от количества волокон 8 в одном элементе 7 можно изготовить элементы 7 фильтровальной части 4 разной плотности. Такие элементы 7 в сжатом состоянии предназначены для задержания взвешенных и твердых частиц размерами от 5 мкм до 10000 мкм из жидкости.
Элементы 7 фильтровальной части 4 устанавливают в корпус 1 и прижимают верхним перфорированным элементом 6 к нижнему перфорированному элементу 5 посредством штока 12 механизма перемещения. Степень сжатия элементов 7 определяет минимальный размер задерживаемых твердых частиц и производительность фильтра.
Для очищения жидкости, в частности воды, вентили на дополнительном патрубке 11 отвода жидкости и на патрубке 10 подвода воздуха должны быть закрыты. Через патрубок 2 для подвода жидкости подают требующую очистки жидкость и после прохождения через сжатые элементы 7 фильтровальной части 4 выводят очищенную жидкость через патрубок 3 отвода жидкости. После заданного времени работы фильтра или при появлении на ходе патрубка 2 повышения давления из-за большого числа задержанных элементами 7 твердых частиц осуществляют регенерацию фильтровальной части 4 на основе полимерных волокон 8 путем удаления твердых частиц с поверхности волокон 7. Для этого открывают вентиль на дополнительном патрубке 11 и закрывают вентиль на патрубке 3. Поднимают в верхнее положение ниже дополнительного патрубка 11 штоком 12 механизма перемещения верхний перфорированный элемент 6 и подают воздух в корпус 1 через патрубок 10 подвода воздуха путем открытия вентиля на нем. Элементы 7 под воздействием жидкости и пузырьков воздуха расправляются из сжатого состояния в свободное с восстановлением сферической формы. При осуществлении хаотического перемещения элементов 7 в корпусе 1 из-за воздействия жидкости и воздуха ранее задержанные твердые частицы отцепляются от волокон 8 элементов 7 и выводятся жидкостью из корпуса 1 через дополнительный патрубок 11. После очистки элементов 7 от твердых частиц прекращают подвод воздуха через патрубок 10 путем закрытия вентиля на нем и опускают верхний перфорированный элемент 6 в нижнее положение, сжимая элементы 7 до рабочего состояния. Закрывают вентиль на дополнительном патрубке 11 и с задержкой времени открывают вентиль на патрубке 3. Задержка времени необходима для восстановления функции очистки жидкости фильтровальной частью 4. Работа фильтра по очищению жидкости от взвешенных и твердых частиц возобновляется. Перемещение вверх и вниз верхнего перфорированного элемента 6 осуществляют посредством устройства перемещения через шток 12.
Материалом полимерных волокон 8 может быть, например, полипропилен, или полиамид, или поливинилхлорид.
Учитывая, что набухание полимерного волокна в жидкости отсутствует, то производительность заявленного фильтра в 2,5-3 раза выше традиционных фильтров, например песчаных. Так как волокна 8 в элементах 7 сжаты механически скобкой 9 в средней части, то практически исключено вымывание волокон 8 из фильтра. Элементы 7 используются в фильтре многократно. Полимерное волокно инертно ко многим кислотам и щелочам, поэтому срок эксплуатации элементов 7 в составе фильтра и самого фильтра не менее 10 лет. Себестоимость очистки жидкости заявленного фильтра получается ниже себестоимости очистки жидкости известных фильтров за счет исключения периодической замены фильтровальной части и дешевизны элементов 7.