УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ МОРСКОЙ ВОДЫ

Полезная модель относится к фильтровальной технике и может быть использована в линиях подготовки морской воды на рыбоводных и рыбоперерабатывающих предприятиях, использующих морскую воду из ближайшей акватории, для удаления крупных загрязнений, таких как песок, микроводоросли, нефтепродукты и других примесей, для максимального приближения производственных условий к естественным.
Известно изобретение, относящееся к бытовой технике - фильтр для воды, который содержит корпус, по меньшей мере, с одной винтообразной перегородкой, выполненной с переменным или постоянным шагом, зернистую фильтрующую среду, входное и выходное отверстия для воды, распределительную решетку перед выходным отверстием для воды, отличающийся тем, что винтообразная перегородка выполнена в виде скрученной вокруг продольной оси плоской ленты, края которой по всей длине плотно прилегают к боковой поверхности корпуса, при этом зернистая фильтрующая среда расположена винтообразно между перегородкой и внутренней поверхностью корпуса (пат. RU №92356, кл. B01D 24/18, 2006.01).
Устройство обладает следующими недостатками: фильтр не предусмотрен для работы с агрессивными средами (морская вода), высокие эксплуатационные затраты. В конструкции отсутствует самоочистка противотоком и преобразователь температуры жидкости.
Наиболее близким к заявляемому устройству, является устройство для фильтрации жидкости. Устройство содержит корпус с верхней и нижней крышками, патрубки ввода и вывода со штуцерами. Внутри корпуса в верхней камере установлена сетка первичной очистки в форме усеченного конуса с дефлектором, имеющим параболическую поверхность в сечении, плавно сопряженную с сеткой. Под сеткой первичной очистки в корпусе расположена секция тонкой очистки, включающая опорную сетку с обратной конусностью, на которой размещен зернистый фильтрующий материал - засыпка. Между сеткой первичной очистки и слоем засыпки имеется свободное пространство с целью создания режима «псевдокипения» в процессе регенерации. В центре опорной сетки снизу также установлен дефлектор с параболической поверхностью. Между опорной сеткой и нижней крышкой устройства расположена нижняя камера для сбора фильтрата. Фильтрующий гранулированный материал - электрокорунд с размером зерен основной фракции 0,1-2,0 мм (пат. RU №2179473, кл B01D 24/14, B01D 29/56, B01D 35/22, B01D 37/00, A01J 11/06, 2002).
Устройство обладает следующими недостатками: фильтрующая загрузка - белый электрокорунд, хоть и обладает высокой твердостью, прочностью и термостойкостью, но больше подходит для изделий с абразивным покрытием, чем для подготовки воды высокого качества. Так же белый электрокорунд представляет собой кристаллический оксид алюминия, а использование алюминия в любом виде в морской воде исключается, из-за резкого понижения сопротивляемости коррозии; режим «псевдокипения» образуется лишь в процессе регенерации фильтрующей загрузки и с использованием специального моющего раствора; отсутствие преобразователя температуры не позволяет регулировать температуру фильтрата, необходимую для жизнедеятельности гидробионтов (трепанг, гребешок и др.).
Задачей, решаемой полезной моделью, является увеличение эффективности очистки фильтрата, повышение надежности работы устройства при работе с агрессивными средами, такими как морская вода, снижение себестоимости процесса фильтрования и сокращение времени на подготовку фильтрованной воды для гидробионтов.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для очистки морской воды содержащем корпус с верхней и нижней крышками, патрубки для подачи морской воды и вывода фильтрата, сетчатую разделительную перегородку с уплотнителем, расположенную внутри устройства, на которой размещен зернистый материал, согласно полезной модели устройство имеет два патрубка подачи промывной воды, расположенные симметрично в нижней крышке и два патрубка отвода промывной воды, расположенные симметрично в верхней крышке, устройство дополнительно снабжено барботером, выполненным в форме спирали, с отверстиями круглой формы по всей поверхности, и расположенным под сетчатой перегородкой, а также 2-мя пневмоцилиндрами, соединенными с сетчатой разделительной перегородкой при помощи штоков, и преобразователем температуры фильтрата с термощупом, вкрученным в корпус.
Технический результат полезной модели заключается в увеличении эффективности очистки фильтрата, повышении надежности работы устройства при работе с агрессивными средами, снижение себестоимости процесса фильтрования и сокращение времени на подготовку фильтрованной воды для гидробионтов, и достигается за счет снижения скорости зарастания пор фильтрующих материалов не менее, чем в 4 раза, путем создания псевдокипящего слоя непосредственно под сетчатой разделительной перегородкой и усиления эффекта псевдокипения, путем включения в конструкцию двух пневмоцилиндров, обеспечивающих дополнительную вибрацию сетчатой разделительной перегородке. Псевдокипящий слой, образующийся за счет равномерной подачи воздуха из барботера по всей поверхности сетчатой разделительной перегородки, сталкивается с очищаемой морской водой, проходящей через слой зернистого материала, и обеспечивает равномерное зарастание пор по всей поверхности фильтрующего материала, что способствует продлению его срока службы. Повышение надежности работы устройства при работе с морской водой, обеспечивается за счет использования в конструкции долговечных материалов, устойчивых к воздействию агрессивных сред, грибков и водорослей. Снижение себестоимости процесса фильтрования достигается путем использования недорогих природных зернистых материалов и безреагентной регенерации фильтрующей загрузки. Сокращение времени на подготовку фильтрованной воды для гидробионтов достигается включением в конструкцию преобразователя температуры фильтрата со специальным термощупом, позволяющий подавать фильтрат необходимой температуры непосредственно в бассейны для культивирования гидробионтов, минуя стадию хранения и использования тена.
На фиг. 1 представлено устройство для очистки морской воды в продольном разрезе.
На фиг. 2 представлен барботер в форме спирали (вид сверху).
Устройство для очистки морской воды (фиг. 1) состоит из корпуса 1 с верхней крышкой 2 и нижней крышкой 3. В верхней крышки устройства расположен патрубок для подачи морской воды 4 и два симметричных патрубки для отвода промывной воды 5, а в нижней крышке патрубок отвода фильтрата 6 и два симметричных патрубки подвода промывной воды 7. Во внутренней части устройства расположена сетчатая разделительная перегородка 8, с уплотнительным контуром 9, на которую засыпан слой зернистого материала 10. Под сетчатой перегородкой расположен барботер 11, выполненный в форме спирали. Два пневмоцилиндра 12, располагаются за пределами корпуса и соединяются с сетчатой разделительной перегородкой при помощи штоков 13, проходящих через подводящие патрубки 14 с уплотнительными манжетами 15. Подвод воздуха к барботеру и пневмоцилиндрам обеспечивается за счет блока подготовки воздуха 16. Устройство содержит преобразователь температуры фильтрата 17 с термощупом 18, вкрученным в корпус.Верхняя и нижняя крышки имеют фланцы 19, которые стянуты шпильками 20, закрепленные гайками 21. Устройство расположено на опоре 22.
Корпус и сетчатая разделительная перегородка выполнены из металлов, устойчивых к воздействию морской воды (например: оцинкованная сталь, монель-металл, морская латунь - оловянистая, бронза, титан и др.).
Отверстия сетчатой перегородки выполнены в виде ромбов или квадратов.
Уплотнительный контур сетчатой перегородки выполнен из паронита общего назначения (ПОН) или многослойного армированного покрытия из стекловолокна (АПС). Эти материалы относятся к гидроизолирующим уплотнителям. Они долговечны и устойчивы агрессивным средам, грибкам и водорослям.
В качестве зернистого материала, который засыпают на разделительную перегородку, используют материалы природного происхождения (например: морской песок, колотый гравий, цеолиты, керамзит, перлит, био-шары и др.).
Барботер (фиг. 2) 11 выполнен в форме спирали с отверстиями круглой формы 23, по всей поверхности, что обеспечивает равномерное распределение воздуха по всей поверхности сетчатой разделительной перегородки 8 (Фиг. 1).
Устройство работает следующим образом.
Морская вода поступает в устройство через патрубок подачи морской воды 4, расположенный в верхней крышке 2 корпуса 1. Одновременно с подачей воды включается блок подготовки воздуха 16, обеспечивающий подвод воздуха к барботеру 11 и пневмоцилиндрам 12.
Далее морская вода начинает просачиваться через слой зернистого фильтрующего материала 10, где попадает в зону действия псевдокипящего слоя, вызванного барботером 11, расположенным под сетчатой разделительной перегородкой 8.
Псевдокипящий слой образуется за счет равномерной подачи воздуха из барботера по всей поверхности сетчатой разделительной перегородки 8, который сталкивается с очищаемой морской водой, проходящей через слой зернистого материала, и способствует равномерному зарастанию пор по всей поверхности фильтрующего материала, что продлевает срок его службы.
Штоки 13 вместе с поршнями пневмоцилиндров 12 совершают возвратно-поступательное движение, в результате чего создается тянущее или толкающее усилие, обеспечивающее вибрацию сетчатой разделительной перегородки 8, что усиливает эффект псевдокипения. За счет создания псевдокипящего слоя, снижается скорость зарастания пор фильтрующих материалов, что сокращает срок между периодами регенерации зернистой загрузки.
Пройдя через слой зернистого фильтрующего материала 10, очищенная морская вода попадает в нижнюю часть корпуса, где при помощи преобразователя температуры фильтрата 17 с термощупом 18, вкрученным в корпус 1 приобретает заданную температуру. Затем фильтрат выходит из устройства через патрубок отвода фильтрата 6.
При необходимости регенерации фильтрующей загрузки 10, через патрубки подвода промывной воды 7, расположенные в нижней крышке 3, под напором подается вода. Отвод промывной воды обеспечивается через патрубки 5, расположенные в верхней крышке. Патрубки 7 и 5, располагаются симметрично, что обеспечивает равномерное распределение промывной воды по всей площади насыпного материала.
Преимущества заявленного устройства
1. Образованный пневмоцилиндрами и барботером, псевдокипящий слой и дополнительная вибрация сетчатой разделительной перегородки в устройстве обеспечивают снижение скорости зарастания пор фильтрующих материалов, что сокращает срок между периодами регенерации зернистой загрузки.
2. Включение в конструкцию устройства преобразователя температуры фильтрата, позволяет подавать фильтрат необходимой температуры непосредственно в бассейны для культивирования гидробионтов, минуя стадию хранения и использования тена, что значительно сокращает время на подготовку воды. Гидробионты очень чувствительны к температуре воды, так оптимальная температура для выращивания трепанга составляет 23°C.
3. Подвод промывной воды в устройство осуществляется через 2 симметричных патрубка, расположенных в нижней части устройства, что позволяет равномерно распределить поток по площади зернистого материла. Отвод промывной воды из устройства осуществляется через 2 симметричных патрубка, расположенных в верхней части устройства.