НАПОРНЫЙ ФИЛЬТР

Полезная модель относится к напорному фильтру, загруженному фильтрующим зернистым материалом, предназначена для очистки природных и сточных вод, а также иных жидких растворов, и может быть использована в энергетике, химической, металлургической и других отраслях промышленности.
Известен стандартный напорный фильтр типа ФОВ-2,6-0,6, содержащий цилиндрический корпус, снабженный верхним и нижним распределительными устройствами и заполненный гранулированной загрузкой (Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования. М., ДеЛи принт.,2004., с28-29).
Недостатком такого фильтра является то, что на стадии взрыхляющей промывки осуществляют подачу воды через нижнее распределительное устройство для промывки всего слоя загрузки, тогда как основная масса загрязнений из очищаемой воды задерживается верхним слоем фильтрующей загрузки. Результатом этого является значительный расход промывочной воды, подаваемой для очистки всего слоя фильтрующей загрузки.
Наиболее близким решением является конструкция фильтра типов ФИПр и ФИПр-2П (Копылов А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике. Москва, Издательство МЭИ. 2003. - с126-128, 134-135). Фильтр включает цилиндрический корпус со сферическими крышкой и днищем. В корпусе размещены верхнее, нижнее и среднее распределительные устройства и слой фильтрующего зернистого материала. Среднее распределительное устройство выполнено в виде горизонтально расположенного коллектора с отводами, оснащенными фильтровальными колпачками, и расположено в слое фильтрующей загрузки на глубину 0,3-1,0 м. В данном фильтре за счет использования среднего распределительного устройства обеспечивается эффективная взрыхляющая промывка верхнего слоя фильтрующей загрузки, который имеет наибольшую загрязненность. Промывка всего слоя фильтрующей загрузки проводится значительно реже, что позволяет снизить расход воды.
Недостатком данного фильтра является то, что горизонтальный коллектор и отводы среднего распределительного устройства фильтра, расположенные в слое фильтрующего материала, испытывают значительные механические нагрузки, возникающие при проведении взрыхляющей промывки всего слоя фильтрующей загрузки, что ведет к механическим повреждениям и снижению эксплуатационных характеристик фильтра.
Задачей создания полезной модели является разработка конструкции фильтра, обеспечивающего промывку верхнего слоя фильтрующих материалов, в котором происходит накопление основных загрязнений во время очистки воды нисходящим потоком, и обладающего стойкостью к механическим нагрузкам при проведении периодической взрыхляющей промывки всего слоя фильтрующих материалов.
Для достижения поставленной задачи напорный фильтр содержит цилиндрический корпус со сферическими крышкой и днищем, размещенные в корпусе слой фильтрующего зернистого материала, верхнее и нижнее распределительные устройства и распределительное устройство для промывки верхнего слоя фильтрующего зернистого материала, трубопровод подачи очищаемой воды и отвода промывной воды с затворами, подключенный к верхнему распределительному устройству, трубопровод для вывода очищенной воды и подачи промывной воды с затворами, соединенный с нижним распределительным устройством, и трубопровод для подачи промывной воды в верхний слой фильтрующего зернистого материала с затвором. Согласно полезной модели распределительное устройство для промывки верхнего слоя фильтрующего зернистого материала выполнено в виде не менее трех вертикальных труб, проходящих через верхнее распределительное устройство и герметично установленных в отверстиях сферической крышки, нижние концы вертикальных труб заглушены, снабжены отверстиями на боковых поверхностях и помещены в верхний слой фильтрующего зернистого материала на глубину 100-700 мм, а верхние концы подключены через коллектор к трубопроводу для подачи промывной воды в верхний слой фильтрующего зернистого материала.
Полезная модель, кроме упомянутого, характеризуется тем, что отверстия на боковых поверхностях вертикальных труб выполнены на высоту 20-500 мм от их заглушенных концов, и размер отверстий составляет 2-10 мм.
Выполнение распределительных устройств фильтра в виде не менее трех вертикальных перфорированных труб, нижние концы которых заглушены, а верхние подключены к трубопроводу для подачи воды известно из патента РФ №2225243. Однако такая конструкция не предназначена для промывки наиболее загрязненного верхнего фильтрующего слоя, а обеспечивает распределение и отвод исходной и промывной воды только для всего фильтрующего слоя. Распределительное устройство включает также горизонтальные части трубопроводов, находящиеся внутри фильтра и которые будут подвергаться механическим нагрузкам при промывке.
Предлагаемая полезная модель поясняется следующими чертежами
На фиг.1 показан напорный фильтр, вид в разрезе; на фиг.2 - то же, вид сверху, на фиг.3 - разрез нижнего конца вертикальной трубы.
Напорный фильтр содержит полый цилиндрический корпус 1 со сферическими крышкой 2 и днищем 3. В корпусе 1 размещены основной слой фильтрующего зернистого материала 4, верхнее и нижнее распределительные устройства 5 и 6 соответственно, и распределительное устройство для промывки верхнего слоя фильтрующего зернистого материала 7, которое выполнено в виде не менее трех вертикальных труб 8 с отверстиями 9 на боковых поверхностях размером 2-10 мм. Нижние концы вертикальных труб 8 заглушены и помещены в верхний слой фильтрующего зернистого материала 7 на глубину 100-700 мм. Высота размещения отверстий составляет 20-500 мм от нижних заглушенных концов вертикальных труб 8. Верхние концы вертикальных труб 8 подключены через коллектор 10 к трубопроводу 11 для подачи промывной воды в верхний слой фильтрующего материала 7, снабженному затвором 12. Верхнее распределительное устройство 5 соединено с трубопроводом 13 для подачи очищаемой воды и отвода промывной воды с соответствующими затворами 14 и 15. Нижнее распределительное устройство 6 подключено к трубопроводу 16 для отвода очищенной воды и подачи промывной воды с соответствующими затворами 17 и 18.
Напорный фильтр работает следующим образом.
Очищаемая вода в ходе рабочего цикла поступает по трубопроводу 13 через открытый затвор 14 в верхнее распределительное устройство 5. Далее очищаемая вода сверху вниз проходит последовательно верхний 7 и основной 4 слои фильтрующей загрузки, на которых происходит непосредственно процесс очистки воды. При этом основная масса загрязнений задерживается верхним слоем фильтрующей загрузки 7. Отвод очищенной воды производят через нижнее распределительное устройство 6 и далее через трубопровод 16 и открытый затвор 17 подают потребителю.
При увеличении перепада давления фильтр отключают для промывки верхнего слоя фильтрующих материалов 7.
Промывку верхнего слоя 7 осуществляют за счет подачи воды в вертикальные трубы 8 через открытый затвор 12, трубопровод 11 и коллектор 10. Вода проходит отверстия 9 вертикальных труб 8 и поступает в верхний слой фильтрующего материала 7 для его очистки от загрязнений. Отвод промывной воды осуществляют через верхнее распределительное устройство 5 и далее по трубопроводу 13 и открытый затвор 15 сбрасывают в канализацию.
По окончании промывки верхнего слоя фильтрующего материала 7 напорный фильтр переключают для работы по очистке воды.
После проведения 3-10 циклов очистки и промывки верхнего слоя 7 производят взрыхляющую промывку всего слоя фильтрующего материала. С этой целью в напорный фильтр подают промывную воду через открытый затвор 18, трубопровод 16 и нижнее распределительное устройство 6. Далее промывная вода разрыхляет и очищает основной 4 и верхний 7 слои фильтрующих материалов от загрязнений. Отвод промывной воды из фильтра осуществляют через верхнее распределительное устройство 5, трубопровод 13 и открытый затвор 15. Отработанную промывную воду сбрасывают в канализацию. При этом выполнение промывной операции всех слоев загрузки 4 и 7 не приводит к повреждению труб 8, так как они расположены вертикально.
Таким образом, использование предложенной конструкции напорного фильтра позволяет снизить расход промывной воды для очистки фильтрующих материалов от загрязнений за счет сокращения количества промывок всего слоя фильтрующих материалов, а также обеспечить высокую механическую прочность фильтра, поскольку вертикальные трубы распределительного устройства испытывают значительно меньшие нагрузки при взрыхляющей промывке всего слоя фильтрующей загрузки.