ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ С ВОДОВОЗДУШНОЙ ПРОМЫВКОЙ

Полезная модель относится к технологии приготовления осветленной воды на водоподготовительных установках и предназначена для механических фильтров, используемых в промышленном водоснабжении, на станциях доочистки сточных вод, а также для подготовки питьевой воды.
Заявляемое устройство может быть применено также для реконструкции фильтров, в которых используется промывка фильтрующей загрузки водой, под режим водовоздушной промывки.
Известна конструкция для реализации способа водовоздушной промывки фильтра, заключающегося в том, что в дренажную распределительную систему фильтра сначала подают воду и воздух, а затем только воду для вытеснения защемленного воздуха (патент США №3631983, кл. 210-80, 274, 275, опубл. 4.01.72.).
Однако конструкция фильтра сложна, так как должна содержать дополнительную дренажную систему для распределения воздуха.
Известно устройство для осуществления способа, предусматривающего обратную промывку зернистой загрузки фильтра путем пульсирующего перемещения потока промывной воды (патент США №3533507, кл. 210-140, опубл. 1970).,
Однако анализ гидродинамики процесса показывает, что статические связи между зернами загрузки фильтра не нарушаются полностью, поэтому необходим монтаж дополнительного устройства специальной напорной емкости для сжатого воздуха.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является конструкция фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой, содержащего: корпус, мелкозернистую загрузку, поддерживающий слой гравия, а также промывное устройство, расположенное ниже или внутри поддерживающего слоя и выполненное в виде двух перфорированных трубопроводов для подачи воздуха и промывной воды (патент СССР №1834677, кл. B01D 24/46, опубл. 15.08.93 - прототип).
При промывке такого фильтра подаваемые по трубопроводам вода и воздух при перемешивании образуют водовоздушный поток с неравномерным распределением в нем пузырьков воздуха, которые, с большой скоростью поднимаясь вверх, увлекают за собой воду. При прохождении поддерживающего слоя, воздушные пузырьки, вследствие прогрессирующей неравномерности их распределения, оказывают вместе с потоками воды смещающие воздействия и перемешивание фильтрующей мелкозернистой загрузки с этим слоем, что приводит к выносу фильтрующего материала и к выходу фильтра из строя. При этом большая скорость подъема водовоздушной смеси создает нестабильность промывки фильтрующей загрузки.
В следствие указанных недостатков конструкция фильтра, выбранного в качестве прототипа, обладает недостаточной надежностью.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание новой конструкции фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой, обладающего высокой надежностью в работе.
Технический результат достигается при создании фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой, включающего корпус, в котором размещены: фильтрующая мелкозернистая загрузка, поддерживающий слой гравия, а также промывное устройство, расположенное ниже или внутри поддерживающего слоя, в котором, согласно полезной модели, промывное устройство выполнено в виде набора пористых труб, перекрывающего площадь под мелкозернистой загрузкой, при этом внутри каждой пористой трубы набора расположена сплошная полутруба, обращенная выпуклой поверхностью вверх и имеющая торцевое соединение с коллектором, выполненным для подачи в нее воды и воздуха.
В такой конструкции фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой по длине двух продольных плоскостей стенки полутрубы могут быть выполнены гребенчатые выступы.
При такой конструкции фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой при остановке процесса фильтрации и начале процесса водовоздушной промывки загрузки фильтра, вода и воздух из коллектора поступают в сплошную полутрубу. Из нее вода через поры в нижней части наружной трубы поступает в полость корпуса. В то же время воздух из коллектора распространяется по длине полутрубы и затем, достигнув внутренней поверхности наружной трубы, через ее поры поступает в виде пузырьков в полость корпуса, заполненную водой, образуя водовоздушную смесь.
Так как пористая стенка трубы оказывает одинаковое сопротивление проходу воздуха через поры по всей ее длине, то снаружи трубы инициируется поток с равномерным распределением пузырьков воздуха, устремленный к очищаемой мелкозернистой фильтрующей загрузке и не оказывающий смещающего воздействия на поддерживающий слой, что предотвращает потерю части загрузки и перемешивание ее с поддерживающим слоем. При этом прохождение воздуха из полости сплошной полутрубы через поры наружной трубы предполагает получение мелкопузырьчатого воздушного компонента смеси, чем достигается снижение скорости подъема пузырьков и более стабильная промывка мелкозернистой смеси.
Возможное выполнение по длине двух продольных плоскостей стенки полутрубы гребенчатых выступов обеспечивает равномерное распределение воздуха, поступающего к внутренней поверхности стенки наружной трубы.
Выше указанные конструктивные особенности фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой обеспечивают повышение надежности его работы.
Сопоставительный анализ заявляемой полезной модели и прототипа выявляет наличие отличительных признаков заявляемого устройства по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию полезной модели "новизна".
Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, заключающийся в создании новой конструкции фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой, обладающего высокой надежностью в работе.
Использование заявляемой полезной модели в технологии приготовления осветленной воды обеспечивает заявляемой полезной модели соответствие критерию "промышленная применимость".
Заявляемая полезная модель изображена на чертеже, где: на фиг.1 показан общий вид фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой; на фиг.2 - промывное устройство в разрезе.
Фильтр для очистки воды с водовоздушной промывкой, включает корпус 1, в котором размещены: фильтрующая мелкозернистая загрузка 2, поддерживающий слой гравия 3, а также промывное устройство, расположенное ниже или внутри поддерживающего слоя гравия 3 и выполненное в виде набора пористых труб 4, перекрывающего площадь под мелкозернистой загрузкой 2, при этом внутри каждой пористой трубы 4 набора расположена сплошная полутруба 5, обращенная выпуклой поверхностью вверх и имеющая торцевое соединение с коллектором 6 для подачи в нее воды и воздуха.
Возможно выполнение по длине двух продольных плоскостей стенки полутрубы 5 гребенчатых выступов 7.
Наружная пористая труба может быть выполнена из волокнисто-пористого полиэтилена или другого пористого материала с низким гидравлическим сопротивлением. В качестве фильтрующего мелкозернистого материала могут быть использованы традиционные материалы, например, песок или мелкораздробленный уголь.
При водовоздушной промывке фильтра перекрывается подача на мелкозернистую загрузку 2 фильтруемой воды и производится подача воды и воздуха из коллектора 6 в полутрубу 5 промывного устройства. При этом вода из полости полутрубы 5 через поры трубы 4 поступает за пределы промывного устройства. Воздух, распространяясь по длине полутрубы 5, достигает затем внутренней поверхности пористой трубы 4 и, встречая одинаковое сопротивление по всей ее длине, выходит через поры в водное пространство в виде равномерно распределенных в воде мелких пузырьков, воздуха, которые устремляются вверх, увлекая за собой воду.
Таким образом на промывку фильтрующей мелкозернистой загрузки поступает с замедленной скоростью равномерно распределенная по ее площади водовоздушная промывная среда, что исключает смещение поддерживающего слоя гравия и его перемешивание с фильтрующей мелкозернистой загрузкой, обеспечивая стабильную очистку зерен фильтрующей загрузки.
Из выше изложенного очевидно преимущество в надежности работы заявляемого фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой по сравнению с прототипом.