ВОДОЗАБОРНЫЙ ФИЛЬТР
WATER INTAKE FILTER

Изобретение относится к гидротехническому строительству, к устройствам очистки природных вод, и предназначено для забора и фильтрации воды из открытых водоемов.
Известны конструкции водозаборных фильтров, общим признаком которых является наличие фильтрующих воду поверхностей - сетчатых, перфорированных или жалюзийных.
Известен водозаборный фильтр с динамическим модулем, содержащий корпус, установленный в нем ряд колец последовательно уменьшающегося диаметра, размер щелей между кольцами является постоянным, эжектор, штуцер для входа загрязненной жидкости, штуцер для выхода очищенной воды, штуцер для выхода примесей, отличающийся тем, что эжектор соединен с насосом и установлен внутри штуцера для выхода примесей, закрепленного в сквозном отверстии днища корпуса, штуцер для входа загрязненной жидкости представляет собой стабилизатор потока, присоединенный одним концом к корпусу, на другой конец установлено защитное устройство в виде сетчатого цилиндра, на конце которого закреплен обтекатель, представляющий собой конический отбойник, а установленный в корпусе ряд колец последовательно уменьшающегося диаметра образует динамический модуль, при этом кольца соединены между собой с помощью опорных элементов, расположенных снаружи и присоединенных к обечайке в виде усеченного конуса, внутренняя поверхность каждого кольца имеет обтекаемую форму со стороны движения потока очищаемой жидкости.
Патент РФ 2335326, МПК B01D 24/44, опубликован 10.10.2008.
Известен водозаборный фильтр, содержащий горизонтально вращательно смонтированный в водопроводящем лотке полый усеченный сетчатый конус, средства его вращения и средства промывки его сетки, отличающийся тем, что лоток выполнен в виде цилиндрической трубы, разомкнутой по ее верхней образующей, средствами вращения сетчатого конуса служат радиально закрепленные на нем винтовые лопасти, а средства промывки представлены гидродинамическими плоскостями, размещенными на поверхности воображаемого конуса, коаксиально вращательно смонтированного относительно снабженного скрепленными с плоскостями другими винтовыми лопастями, шаг винта которых обратен шагу лопастей сетчатого конуса.
Патент РФ на полезную модель 20110, МПК E02B 8/06, опубликовано 20.10.2001.
Недостатками устройств являются сложность конструкции и низкая эффективность промывки фильтров.
Известен водозаборный фильтр, представляющий собой неподвижный сетчатый барабан, внутри которого расположено устройство регенерации фильтра в виде смонтированной соосно вращательно водоструйной флейты (средства промывки сетчатого полотна барабана). Во время работы мусор, прижатый потоком воды к внешней стенке барабана, периодически отбивается струями воды высокого давления, истекающими радиально барабану из отверстий флейты.
А.С. СССР 1528853, МПК E02B 8/08, опубликовано 15.12.1989 г.
Известен фильтр водозаборного сооружения, включающий водозаборную трубу с всасывающим отверстием, расположенную горизонтально в водотоке, соосно с ней расположенный всасывающий оголовок, выполненный из нескольких коаксиально установленных колец разного диаметра, при этом каждое кольцо меньшего диаметра расположено внутри кольца большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы, имеющие всасывающие отверстия, образованные в пространстве между внешней поверхностью колец меньшего диаметра и внутренней поверхностью колец большего диаметра.
Патент US 6051131, МПК E02B 5/08, опубликовано 18.04.2000.
Недостатками этих устройств является сложность конструкции, неравномерная скорость фильтрации и большой расход промывной жидкости при регенерации фильтрующих элементов.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в упрощении конструкции, повышении производительности и срока службы фильтра, сокращение затрат на его профилактическое обслуживание.
Поставленная задача решается за счет того, что в водозаборном фильтре, содержащем корпус, с центральной обечайкой с патрубком для присоединения к коллектору системы водозабора, фильтрующие элементы, распределительное устройство, устройство регенерации фильтра, фильтрующий элемент, представляет собой сварной щелевой экран из проволоки V-образного профиля, при этом сечение каждого фильтрующего элемента имеет овальность, распределительное устройство представляет собой трубу с переменной перфорацией, устройство регенерации выполнено в виде трубопровода обратной промывки, состоящего из коллектора и присоединенных к нему труб, опирающихся на кольца жесткости и расположенных с овальностью, соответствующей овальности фильтрующих элементов, с расположенными на трубах рядами конических форсунок, развернутых к поверхности фильтрующих элементов.
Кроме того, овальность фильтрующего элемента составляет 2-6% в зависимости от габаритов водозаборного фильтра.
Кроме того, длина трубы с переменной перфорацией составляет 3/4 длины фильтрующего элемента, при этом диаметр всех перфорационных отверстий одинаков, а переменная перфорация обеспечивается за счет увеличения числа перфорационных отверстий от свободного края трубы до конца трубы, приваренного к кольцевому торцу центральной обечайки.
Кроме того, трубопровод обратной промывки снабжен электрическим нагревательным элементом.
Изобретение поясняется чертежами.
Фиг.1 - водозаборный фильтр, общий вид.
Фиг.2 - корпус водозаборного фильтра с снятым фильтрующим элементом.
Фиг.3 - распределительное устройство с переменной перфорацией.
Фиг.4 - система трубопроводов промывки
Водозаборный фильтр имеет корпус Т-образной формы, с центральной обечайкой 1 с патрубком 2 для присоединения к коллектору системы водозабора, обечайки 3, к которым присоединены днище коническое 4 и днище эллиптическое 5, фильтрующие элементы 6, установленные на усиливающем каркасе 7, представляющие собой сварной щелевой экран из проволоки V-образного профиля, обеспечивающие особые гидравлические свойства фильтрующего элемента. Образование над щелью, сформированной проволокой V-образного профиля, так называемых «мостиков» из частиц фильтрующего материала размером не более 1/3 ширины щели (эффект Коберли). Сечение каждого фильтрующего элемента 6 имеет овальность 2-6% в зависимости от габаритов водозаборного фильтра. Внутри фильтра расположены распределительное устройство 8, представляющее собой трубу с переменной перфорацией, приваренную к кольцевому торцу центральной обечайки 1, длина трубы составляет 3/4 длины фильтрующего элемента 6, при этом диаметр всех перфорационных отверстий одинаков, а переменная перфорация обеспечивается за счет увеличения числа перфорационных отверстий от свободного края трубы до конца трубы, приваренного к кольцевому торцу центральной обечайки 1.
Внутри фильтра расположено устройство регенерации фильтра в виде трубопровода обратной промывки 9, состоящего из коллектора 10 и присоединенных к нему труб 11, опирающихся на кольца жесткости 12 и расположенных с овальностью, соответствующей овальности фильтрующих элементов 6, проходящих от края одного фильтрующего элемента до края противоположного фильтрующего элемента. На каждой трубе расположен ряд конических форсунок, развернутый к поверхности фильтрующих элементов. Трубопровод обратной промывки обмотан электрическим нагревательным элементом (на чертеже не показан).
Работа водозаборного фильтра заключается в следующем.
Поток воды проходит через щели фильтрующих элементов 6, попадает затем через распределительное устройство 8 в центральную обечайку 1 и через патрубок 2 поступает в коллектор системы водозабора.
Для недопущения зарастания загрязнениями поверхности фильтрующих элементов в трубопровод обратной промывки 9, состоящий из коллектора 10 и присоединенных к нему труб 11, подается промывочная жидкость (вода) или воздух, и через ряды конических форсунок, развернутых к поверхности фильтрующих элементов, промывочная жидкость или воздух очищают фильтрующие элементы. Промывка водой позволяет скрыть место установки водозабора и обеспечить безопасность судоходства на судоходных водоемах.
Представленная конструкция позволяет гарантировать механическую целостность системы промывки, за счет расположения ее внутри прочного каркаса. Для обеспечения эффективной промывки в зимнее время, сначала включается электрообогрев, а затем включается в работу оборудование для обратной промывки поверхности фильтрующего элемента, расположенное на берегу водоема. Система промывки включается периодически по заданному интервалу времени, что помимо самой очистки обеспечивает еще и профилактику борьбы с загрязнениями и, как следствие, эффективное энергосбережение.