УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к устройствам для очистки жидкости от примесей, в частности для очистки воды от загрязнений путем ее фильтрации через керамические фильтры.
Известно устройство для очистки жидкостей от примесей, в частности очистки воды путем фильтрации через трубчатые керамические фильтры. Устройство содержит корпус, в котором установлены соосно, трубчатые элементы с наружным фильтрующим слоем, укрепленные в трубной решетке, патрубки для подачи очищаемой жидкости и для отвода концентрата и фильтрата, причем полости трубчатых элементов с наружным фильтрующим слоем сообщены с патрубком для отвода фильтрата. По оси корпуса установлена центральная труба с отверстиями в стенках, соединенная с патрубком для подвода очищаемой жидкости и с патрубком для отвода концентрата, центральная труба с отверстиями окружена цилиндрическими дренажными элементами. Пространство между центральной трубой с отверстиями и трубчатыми фильтрующими элементами заполнено инертными частицами или гранулами, объем которых не превышает 60% свободного внутреннего объема корпуса (см. патент РФ №2063785, В01D 29/00; В01D 29/::, 1996 г.). Недостатком известного устройства является то, что находящиеся в свободном объеме корпуса инертные частицы или гранулы, предназначенные для очистки внешней поверхности фильтрующих трубчатых элементов, фактически не выполняют свою функцию. По этой причине в производимой и продаваемой патентовладельцами системе эти частицы отсутствуют.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для очистки жидкости, содержащее корпус с гидролиниями для подачи и/или отвода жидкости и для отвода фильтрата и концентрата, соосно расположенные в корпусе трубчатые элементы с наружным фильтрующим слоем, закрепленные в трубной решетке, осевую опорную трубу с отверстиями, сообщенную с гидролинией подачи исходной жидкости и гидролинией для отвода концентрата, причем выходы трубчатых элементов, закрепленные в трубной решетке, сообщены с гидролинией для отвода фильтрата, цилиндрические дренажные элементы и расположенные между ними инертные частицы или гранулы, объем которых не превышает 60% свободного внутреннего объема корпуса (см. патент РФ №2102127, В01D 63/06; В01D 63/10; В01D 063/00; В01D 25/00, 1998 г.)
Недостатками данного технического решения, принятый за прототип, является недостаточная эффективность очистки внешних поверхностей трубчатых фильтрующих элементов от загрязнений. Фактически при использовании известного устройства для очистки водопроводной воды, когда поток фильтрата используется в качестве питьевой воды, а поток концентрата используется для мытья посуды, очистку внешней поверхности цилиндрических фильтрующих элементов осуществляют следующим образом: отвинчивают нижнюю и верхнюю крышки корпуса, извлекают из корпуса фильтрующие трубчатые элементы вместе с трубными решетками и с помощью ершика осуществляют механическую очистку внешней поверхности фильтрующих элементов. Однако в этом случае не все трубчатые элементы подвергаются такой очистке. Трубчатые фильтрующие элементы, размещенные в центральной части пучка фильтрующих элементов, не имеют свободного доступа и остаются не очищенными. Кроме того, при такой механической очистке может быть нарушен внешний фильтрующий слой трубчатых фильтрующих элементов, что приведет к снижению эффективности очистки.
Еще одним недостатком известного устройства является то, что поскольку очищаемая вода подается в устройство по центральной опорной трубе с отверстиями, то омываются свежими струями воды только прилегающие к этой трубе трубчатые фильтрующие элементы. Только они и работают на очистку. Отдаленные от центральной трубы с отверстиями трубчатые фильтрующие элементы (особенно при их плотной упаковке) фактически находятся в застойной зоне и не работают на очистку.
Задача полезной модели состояла в создании такого устройства для очистки жидкости, в котором обеспечивается равномерная загрузка фильтрующих трубчатых элементов очищаемой жидкостью и обеспечивалась более эффективная их очистка от загрязнений.
Указанная задача решается тем, что предложено устройство для очистки жидкости, преимущественно воды, содержащее корпус, установленные в корпусе соосно трубчатые керамические фильтры, концы которых закреплены в трубных решетках, установленных в нижней и верхней частях корпуса, канал для подвода очищаемой жидкости, канал для вывода фильтрата и канал для вывода концентрата, в котором согласно полезной модели места стыка трубчатых фильтрующих элементов и трубных решеток герметично перекрыты с помощью слоя герметика и образуют три объема - верхний, расположенный под крышкой корпуса и снабженный каналом для подвода очищаемой жидкости, средний, образованный зазорами между корпусом и трубчатыми фильтрами и соединенный с каналом для вывода фильтрата, и нижний, расположенный у дна корпуса и снабженный каналом для вывода концентрата, причем верхний и нижний объемы корпуса соединены каналами трубчатых керамических фильтров.
Другим отличием устройства является то, что оно снабжено фильтром, заполненным активированным углем, который соединен с каналом для вывода фильтрата и связан с ним через насос для прокачки фильтрата.
Еще одним отличием устройства является то, что в канале для подвода очищаемой жидкости, и в каналах для отвода фильтрата и концентрата установлены запорные элементы.
В числе отличий следует отметить то, что канал для отвода фильтрата соединен с каналом для подвода очищаемой жидкости через запорный элемент.
Благодаря отмеченным выше особенностям выполнения устройства в нем обеспечивается равномерное распределение очищаемой жидкости между фильтрующими трубчатыми элементами и повышается эффективность очистки поверхностей фильтрующих элементов. Кроме того, существенно упрощается конструкция устройства, и, как следствие, повышается надежность его работы.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображено частично схематично и частично в разрезе предлагаемое устройство.
Устройство содержит корпус 1, в котором соосно установлены трубчатые керамические фильтры 2, концы которых герметично заделаны в трубных решетках 3 и 4, установленных в верхней и нижней частях корпуса 1. Верхняя трубная решетка 3 выполнена в виде ванночки с отогнутыми наружу краями 5, которые уложены между плоскими отогнутыми краями крышки 6 и верхней части корпуса 1. При этом между отогнутыми краями 5 трубной решетки 3 и плоскими отогнутыми краями крышки 6 и верхней части корпуса 1 уложены герметизирующие прокладки 7 и 8. Края крышки 6 и верхней части корпуса 1 с расположенными между ними краями 5 трубной решетки 3 зажаты болтами 9. В трубной решетки 3 имеются круглые отверстия 10, которые по диаметру несколько превышают внешний диаметр трубчатых фильтрующих элементов 2. Зазоры между краями отверстий 10 и внешними поверхностями трубчатых фильтрующих элементов 2 перекрыты силиконовым герметиком 11, который в виде слоя покрывает поверхность трубной решетки 3 со стороны обращенной к патрубку 12 для подвода очищаемой жидкости. Нижняя трубная решетка 4 выполнена также в виде ванночки с вертикально отогнутыми краями 13. При этом края трубной решетки 4 опираются на кольцевой внутренний выступ 14, выполненный в нижней части корпуса 1. Между внешними краями трубной решетки 4 и кольцевым внутренним выступом 14 нижней части корпуса 1 уложена кольцевая герметизирующая прокладка 15. В трубной решетке 4 выполнены круглые отверстия 16, которые по диаметру несколько превышают внешний диаметр трубчатых элементов 2. Зазором между отверстиями 16 и внешними поверхностями элементов 2 герметично перекрыта слоем 17 силиконового герметика. Корпус 1 снабжен днищем 18, которое навинчивается на резьбовое соединение в нижней части корпуса 1. Днище 18 снабжено патрубком 19 для отвода концентрата. Корпус 1 снабжен боковым патрубком 20 для вывода фильтрата. Патрубки 12, 19 и 20 снабжены соответствующими каналами 21, 22 и 23, в которых установлены запорные элементы 24, 25 и 26 (краны). Канал 23 для вывода фильтрата через насос 27 соединен с фильтратом 28, заполненным гранулами активированного угля. Канал 23 для отвода фильтрата соединен с каналом 21 для подвода очищаемой жидкости (водопроводной воды) через запорный элемент 29.
Устройство работает следующим образом. В начальный период кран 29 перекрыт. Очищаемая жидкость, например, водопроводная вода по каналу 21 поступает через патрубок 12 в верхний объем корпуса, размещенный под крышкой 6 и равномерно распределяется по внутренним каналам фильтрующих керамических элементов. При этом расход концентрата, выходимый из каналов фильтрующих элементов 2 и поступающий в канал 22, регулируется с помощью крана 25 таким образом, чтобы внутри фильтрующих элементов 2 создавалось давление достаточное для прохождения через пористые стенки фильтрующих элементов 2 и их внешний фильтрующий слой. Отфильтрованная жидкость (фильтрат) через патрубок 20 поступает в канал 23 для отвода фильтрата и с помощью насоса 27 продавливается через дополнительный угольный фильтр 28 где очищается от хлора и некоторых органических соединений, которые проходят через стенки фильтрующих элементов 2. На внутренней поверхности фильтрующих элементов постепенно накапливается слой загрязнений в виде микроорганизмов и твердых частиц, содержащихся в очищаемой жидкости. Периодически этот слой загрязнений смывается напором жидкости при перекрытом кране 26 в канале 23 для отвода фильтрата и полностью открытом кране 25 в канале 22 для отвода концентрата. Если этого оказывается недостаточным для полной очистки внутренних поверхностей фильтрующих элементов 2 от загрязнений, то при открытом кране 26 и неработающем насосе 27, который запирает поток фильтрата в канале 23,открывают кран 29 и закрывают кран 24. При этом очищаемая жидкость (водопроводная вода) через открытые краны 29 и 26 и патрубок 20 поступает в средний объем корпуса и, продавливаясь через стенки фильтрующих элементов 2, обратным потоком очищает поры внутренних поверхностей фильтрующих элементов от загрязнений. Поток очищаемой жидкости из внутренних каналов фильтрующих элементов 2 поступает в донную часть корпуса 1 и по патрубку 13 через открытые кран 25 выводится в канал 22 для вывода концентрата.
Таким образом, предлагаемое устройство может работать в трех режимах. При первом режиме когда открыт кран 24, закрыт кран 29, работает насос 27 и открыт кран 25, с выходов устройства выводится фильтрат, который в случае с водопроводной водой используется при питье, и концентрат, который может быть использован для мытья посуды.
При втором режиме работы при открытом кране 29, закрытом кране 24 и остановленном насосе 27, с выхода устройства поступает по каналу 22 только концентрат. При этом режиме осуществляется промывка пор фильтрующих элементов 7 обратным потоком.
При третьем режиме работы когда закрыт кран 29, открыт кран 24 закрыт кран 26 работает насос 27 и открыт кран 25, очищаемая жидкость под напором промывает внутренние поверхности фильтрующих элементов, освобождая их от загрязнений.