ФИЛЬТРУЮЩИЙ ПАТРОН

Назначение и область применения
Полезная модель относится к области очистки сточных вод, а именно к устройствам для очистки от взвешенных веществ, СПАВ, нефтепродуктов, ионов тяжелых металлов и других загрязнений при окончании канализационной сети перед контрольным колодцем.
Предшествующий уровень техники
Известен фильтрующий патрон для обработки воды с гравитационной подачей, содержащий фильтрующую загрузку в виде гидрофильного пористого фильтра очистки, имеющий открытый верхний конец, закрытый нижний конец и, по меньшей мере, одну боковую стенку между ними, а также соединительный элемент, уплотняющий гидрофильный пористый фильтр очистки от частиц в соединении с частью фильтрующего патрона, расположенной вблизи верхнего конца указанного фильтра, причем фильтрующий патрон имеет такую конструкцию и расположен таким образом, чтобы позволять воде течь под действием силы тяжести в открытый верхний конец и через боковые стенки пористого фильтра очистки от частиц по мере вытеснения воздуха из открытого верхнего конца. Гидрофильный пористый фильтр очистки от частиц содержит листовые фильтрующие материалы и зернистые материалы в виде гранулированного активированного угля. (Патент №2225744, опубл. 20.03.2004 B01D 27/00).
Известен также фильтрующий патрон для очистки воды, содержащий, снабженный фильтрующей загрузкой, корпус, имеющий боковую водонепроницаемую цилиндрическую стенку, верхний и нижний водопроницаемые концы. Загрузка включает волокнистый механический фильтрующий материал, состоящий из лавсана и синтепона, или минерального стекловолокна, а также гидрофобный зернистый материал, в качестве которого используется модифицированный азотсодержащий уголь, а также решетку для предварительной механической очистки воды, установленную над фильтрующей загрузкой (Патент на полезную модель №59996 опубл 10.01.2007 г. B01D 27/00). Данное решение является наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемой полезной модели и принято за прототип.
К числу недостатков известных из уровня техники решений фильтрующих патронов следует отнести невысокую степень герметичности стыка корпуса фильтрующего патрона и опорного кольца колодца, в который устанавливается фильтрующий патрон, из-за наличия зазора между корпусом фильтрующего патрона и опорным кольцом колодца, образующегося вследствие неточной установки фильтрующего патрона внутрь колодца, а также вследствие воздействия деформирующих нагрузок на корпус фильтрующего патрона, что приводит со временем к просачиванию неочищенной смеси в отфильтрованную воду и, как следствие, ухудшению качества очистки воды.
Сущность полезной модели
Задачей заявляемой полезной модели является разработка конструкции фильтрующего патрона, обеспечивающей наилучшую очистку воды для технических и технологических целей в водообороте, а также ее сброса в водохозяйственные и рыбохозяйственные водоемы или городскую общесплавную канализацию.
Технический результат заключается в обеспечении заявляемой полезной моделью герметичности соединения ее с элементами емкости, где устанавливается фильтрующий патрон согласно заявленной полезной модели, что способствует прохождению очищаемой воды только через фильтрующий патрон, повышает качество очистки воды и увеличивает срок службы фильтрующего патрона.
Заявленный технический результат достигается тем, что используют фильтрующий патрон для очистки воды, снабженный фильтрующей загрузкой, корпус, имеющий боковую водонепроницаемую цилиндрическую стенку, верхний и нижний водопроницаемые концы отличающийся от прототипа тем, что в верхней части корпуса дополнительно закреплены наружный сплошной фланец, по периметру корпуса, и проушины для строповки и перемещения фильтрующего патрона, выполненные с возможностью обеспечения герметичности соединения фильтрующего патрона с опорным кольцом емкости при его монтаже внутри этой емкости. При этом, проушины могут быть размещены на внешней и/или внутренней поверхности корпуса.
В предпочтительном варианте осуществления полезной модели фланец и/или проушины выполнены из материала, идентичного материалу корпуса, а крепление фланца и/или проушин к корпусу выполнено неразъемным, предпочтительно сварным.
В одном из вариантов осуществления полезной модели, фланец может быть дополнительно снабжен поперечными ребрами жесткости, по меньшей мере, на одной из его плоских сторон. Причем, ребра жесткости предпочтительно приварены к корпусу и фланцу и выполнены из материала, идентичного материалу корпуса и/или фланца.
В еще одном варианте осуществления полезной модели, по меньшей мере, одна из плоских сторон фланца снабжена кольцевой прокладкой из эластичного материала. При этом кольцевая прокладка предпочтительно снабжена клейким составом, с возможностью ее крепления к фланцу и/или смежным элементам емкости клеевым соединением.
В другом варианте осуществления полезной модели проушины могут быть приварены к фланцу и дополнительно содержать в своем составе, по меньшей мере, один усиливающий элемент, прочность материала которого, выше прочности основного материала проушины.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания сущности полезной модели далее рассматриваются чертежи вместе с сопровождающим их описанием.
Предпочтительный вариант настоящей полезной модели описывается с привлечением сопровождающих описание чертежей, на которых одинаковые номера позиций обозначают соответствующие детали:
Фиг.1. Общий вид в разрезе фильтрующего патрона, установленного в бетонный колодец ливневой канализации.
Фиг.2. Частный вид в разрезе расположения элементов фильтрующего патрона с размещением проушин снаружи корпуса фильтрующего патрона, показанного на фиг.1.
Фиг.3. Частный вид в разрезе расположения элементов фильтрующего патрона с размещением проушин с внутренней стороны корпуса фильтрующего патрона, показанного на фиг.1.
Следует отметить, что прилагаемые чертежи иллюстрируют только один из наиболее предпочтительных вариантов выполнения полезной модели и поэтому не могут рассматриваться в качестве ограничений содержания полезной модели, которое включает другие варианты выполнения.
Осуществление полезной модели.
Описываемый фильтрующий патрон может использоваться в различных устройствах обработки и очистки воды. На фиг.1 показан фильтрующий патрон, установленный в бетонном колодце системы очистки ливневых канализационных вод.
Фильтрующий патрон 6 установлен внутри бетонного канализационного колодца 1 на его элементе - опорном кольце 2. Колодец закрыт плитой перекрытия 3 и крышкой люка 4, причем неочищенная вода подводится внутрь колодца к фильтрующему патрону 6 при помощи подводящих трубопроводов 5, а очищенная вода после фильтрующего патрона удаляется из колодца 1 при помощи сливного трубопровода 9. Движение воды через фильтрующий патрон 6, сверху вниз исключительно через верхний и нижний открытые концы фильтрующего патрона 6, осуществляется благодаря гидростатической разнице высот между уровнем воды 14 над фильтрующим патроном 6 и уровнем воды в сливном трубопроводе 9, при обеспечении герметичности соединения фильтрующего патрона 6 с элементом емкости 1 (опорное кольцо 2).
Исходная, неочищенная, вода попадает на фильтрующий патрон 6 через верхний водопроницаемый конец 10, а затем очищается на фильтрующем и (или) сорбционном материале 7 и через нижний водонепроницаемый конец 8 фильтрующего патрона 6 выходит в нижнюю часть канализационного колодца 1, откуда идет в сливной трубопровод 9.
Технический результат полезной модели заключается в обеспечении герметичности соединения фильтрующего патрона 6 и опорного кольца 2, являющегося элементом емкости 1, в которой он расположен при помощи наличия на корпусе 17 фильтрующего патрона 6 фланца 11, приваренного к корпусу фильтрующего патрона 6. Герметичность соединения фланец 11 - опорное кольцо 2 поясняется фиг.2 и фиг.3, на которых изображена более детально конструкция этого узла.
Фильтрующий патрон 6 устанавливается внутрь колодца 1 при помощи проушин 13 единственным способом, при котором фланец 11 своей нижней плоской стороной укладывается непосредственно на опорное кольцо 2 колодца 1 (фиг.2, вариант I), что обеспечивает герметичное прилегание этих поверхностей и предотвращение просачивания жидкости любым другим путем, кроме как через верхний открытый конец 10 фильтрующего патрона 6.
Другой вариант использования полезной модели предполагает наличие между нижней плоской стороной фланца 11 и поверхностью опорного кольца 2 кольцевой сплошной прокладки 12 из эластичного материала (фиг.3, вариант II), что также способствует герметичности соединения фильтрующего патрона 6 с элементом емкости (опорное кольцо 2), где он расположен.
На фиг.2 и фиг.3 показано расположение проушин 13, приваренных к наружной (фиг.2) и внутренней (фиг.3) боковой поверхности корпуса 17 фильтрующего патрона 6, а также ребер 15 жесткости (фиг.2).
Наличие проушин 13, приваренных к корпусу 17 фильтрующего патрона и/или фланцу, обеспечивает необходимую точность установки с помощью погрузочно-разгрузочной техники фильтрующего патрона 6 на опорное кольцо 2 с одинаковым отступом от краев отверстия опорного кольца 2, что обеспечивает лучшую герметичность соединения фильтрующего патрона 6 с опорным кольцом 2, так как при неодинаковом отступе от краев отверстия опорного кольца 2 возможно появление щелей, в которые будет поступать вода, минуя фильтрующий патрон 6.
Наличие ребер жесткости 15, приваренных к фланцу 11 и корпусу фильтрующего патрона 6 также способствует увеличению герметичности соединения фильтрующего патрона 6 с элементом емкости - опорным кольцом 2, в которую он установлен, так как во время эксплуатации фильтрующего патрона 6 под действием силы тяжести, особенно для массивных фильтрующих патронов и фильтрующих патронов большой длины, возможна деформация фланца (прогиб), что может привести к нарушению герметичности соединения фильтрующего патрона с опорном кольцом. Наличие ребер жесткости устраняет прогиб фланца.
Наличие в проушинах 13 (фиг.2, 3) усиливающих элементов 18 (фиг.2) и 16 (фиг.3) из более прочного материала, чем основной материал проушин, способствует повышению точности установки фильтрующего патрона на опорное кольцо 2, так как (особенно для массивных фильтрующих патронов) при перемещении фильтрующих патронов с помощью погрузочно-разгрузочной техники возможны деформации самих проушин из-за строповочных приспособлений (крюков, тросов и т.д.). При этом может происходить неравномерное линейное удлинение проушин, либо изменение диаметра их внутренних отверстий, что снижает точность позиционирования фильтрующего патрона при его установке на опорное кольцо и потерю герметичности соединения. Наличие усиливающих элементов из более прочного материала в составе проушин устраняет этот недостаток. С этой же целью отверстия проушин 13 могут быть снабжены усиливающими втулками выполненных с запрессовкой 18 или в виде разборного резьбового соединения 16.
Таким образом, очевидно, что включение в состав конструкции фильтрующего патрона закрепленных в верхней части корпуса наружного сплошного фланца и проушин для строповки и перемещения фильтрующего патрона обеспечивают точность его позиционирования при установке на опорное кольцо или иной установочный элемент емкости для установки фильтрующего патрона, и герметичность соединения фланца с опорным кольцом за счет плотного прилегания плоскости фланца к кольцу, либо при использовании дополнительно эластичной прокладки. Выполнение крепления фланца и проушин к корпусу фильтрующего патрона неразъемным, например, сварным, обеспечивает жесткость конструкции и повышает надежность и износостойкость конструкции, препятствуя образованию щелей между корпусом и фланцем или отрыв проушин в процессе эксплуатации патрона. Использование идентичных материалов, обладающих соответственно одинаковым коэффициентом теплового расширения, в конструкции корпуса, фланца и проушин, и/или опорного кольца емкости также способствует повышению износостойкости конструкции, без потери качества очистки, под воздействием деформирующих нагрузок при перепадах температур в процессе эксплуатации устройства, обеспечивая тем самым повышение срока службы конструкции в целом.