Фильтр с управляемой структуризацией зернистой загрузки для жидкостей

 

Изобретение относится к фильтрам для очистки жидкостей. Фильтр для жидкостей с управляемой структуризацией зернистой загрузки содержит корпус, камеры исходной и осветленной жидкости, фильтрующую загрузку и распределительную систему под ней, трубы подвода сырой и промывной жидкости, отвода промывной жидкости и фильтрата, вакуум-насос, например эжектор, подключенный всасывающей трубой к камере осветленной жидкости. Всасывающая труба содержит вакуум-бак с воздушным микроотверстием и быстродействующий клапан перед камерой осветленной жидкости. Изобретение позволяет снизить секундный расход энергии на работу вакуум-насоса и, как следствие, снизить себестоимость очистки жидкости. 1 ил.

Изобретение относится к области водоснабжения, орошения и водоотведения и может использоваться в системах улучшения качества воды, например, при ее осветлении, обезжелезивании и комплексной очистке, а также для очистки др. жидкостей.

Известен фильтр для очистки жидкости с управляемой структуризацией фильтрующей загрузки, включающий корпус, фильтрующую загрузку, под которой установлена водораспределительная система, трубы для подвода и отвода жидкости с запорными устройствами, трубу с задвижкой для структуризации фильтрующей загрузки, в качестве которой может быть использована в завершении промывки отводящая труба первого фильтрата путем резкого открытия ее задвижки и гравитационного выпуска жидкости через нее [1].

Технический недостаток известного устройства для очистки жидкости с управляемой структуризацией зернистой загрузки: недостаточная мощность гравитационного потока для эффективной структуризации зернистой загрузки.

Известно также устройство с управляемой структуризацией зернистой загрузки для жидкостей, включающее корпус, камеры исходной и осветленной жидкости, фильтрующую загрузку и распределительную систему под ней, трубы подвода сырой и промывной жидкости, отвода промывной воды и фильтрата, вакуум-насос (эжектор), подключенный всасывающей трубой к камере осветленной воды [2, 3].

Технический недостаток фильтра с управляемой структуризацией зернистой загрузки: необходимость резкого повышения секундного расхода энергии на работу вакуум-насоса в период структуризации загрузки, что приводит к необходимости оснащения установки вакуум-насосом повышенной мощности.

Техническая задача: снижение секундного расхода энергии на работу вакуум-насоса, т.е. снижение мощности вакуум-насоса.

Согласно изобретению в фильтре с управляемой структуризацией зернистой загрузки для жидкостей всасывающая труба вакуум-насоса содержит вакуум-бак с воздушным микроотверстием и быстродействующий клапан перед камерой осветленной жидкости.

На чертеже показан фильтр с управляемой структуризацией зернистой загрузки для жидкостей, общий вид.

Фильтр содержит корпус 1, фильтрующую загрузку 2 и распределительную систему 3 под ней, камеры исходной 4 и осветленной жидкости 5, трубы подвода сырой 6 и промывной 7 жидкости с вентилем 8, трубы отвода промывной жидкости 9 и фильтрата 10 с вентилями 11 и 12. В состав фильтра входит вакуум-насос (например, эжектор) 13, подключенный всасывающей трубой 14 к камере осветленной жидкости 5. Всасывающая труба 14 содержит вакуум-бак 15 с воздушным микроотверстием 16 и быстродействующий клапан 17 (например, с электромагнитным приводом) перед камерой осветленной жидкости 5.

В исходном состоянии клапан 17 закрыт, вентили 8 и 11 закрыты, вентиль 10 открыт. Корпус 1 заполнен жидкостью.

Фильтр с управляемой структуризацией зернистой загрузки для жидкостей работает последовательно в трех основных режимах: режиме фильтрования, промывки и структуризации фильтрующей загрузки.

В режиме нисходящего фильтрования сырая жидкость подается по трубе 6 в камеру исходной жидкости 4. Проходя через поры фильтрующей загрузки 2, жидкость очищается и поступает в камеру осветленной жидкости 5, откуда отводится по трубе фильтрата 10 через открытый вентиль 12. В течение всего периода фильтрования вентили 8 на трубе подвода промывной жидкости 7 и 11 на трубе отвода промывной жидкости 9 закрыты.

По мере кольматации пор фильтрующей загрузки 2 извлекаемыми из жидкости примесями качество фильтрата ухудшается. Для промывки зернистой загрузки закрывают вентиль 10, открывают вентили 8 и 11. Промывная жидкость поступает по трубе 7 в камеру 5 и далее через распределительную систему 3 в зернистую загрузку 2 и отводится по трубе 9. Промывка ведется обратным током жидкости, в результате которой загрузка 2 "вскипает" и зерна отмываются от адсорбата.

В течение периодов полезного фильтрования и промывки вакуум-насос (эжектор) 13 подключен к источнику энергии (к трубе подвода сырой жидкости 6 либо к трубе подвода промывной жидкости 7) и работает. В результате этого в вакуум-баке 15 вакуум-насос 13 постепенно образует глубокий вакуум.

В заключении промывки установка переводится в режим структуризации зернистой загрузки. Резко открывают быстродействующий клапан 17, и жидкость из зернистой загрузки 4 под действием вакуума вакуум-бака 15 устремляется в него по всасывающей трубе 14. Зерна загрузки 2 захватываются нисходящим потоком жидкости принудительно и осаждаются, причем мелкие зерна ввиду их меньшей инерционной массы обгоняют крупные. Регулируя глубину вакуума в вакуум-баке 15 величиной микроотверстия 16, можно изменять интенсивность осаждения мелких фракций фильтрующей загрузки относительно более крупных и, следовательно, управлять структуризацией зернистой загрузки. Режим структуризации зернистой загрузки заканчивается в момент полного принудительного осаждения всех зерен.

Далее снова переходят к режиму фильтрования - закрывают вентили 8, 11 и клапан 17, открывают вентиль 12. Воздушное микроотверстие 16 служит также для замещения воздухом жидкости в вакуум-баке 13 при опорожнении его от промывной жидкости после структуризации зернистой загрузки. Опорожнение от жидкости осуществляет вакуум-насос 13, работа которого продолжается, причем это происходит постепенно, как и дальнейшее образование глубокого вакуума.

Таким образом, оснащение всасывающей трубы вакуум-насоса вакуум-баком с воздушным микроотверстием и быстродействующим клапаном перед камерой осветленной жидкости обеспечивает постепенное, растянутое на периоды полезного фильтрования и промывки, образование необходимо глубокого вакуума для последующей структуризации зернистой загрузки и, как следствие, снижение мощности вакуум-насоса.

Источники информации 1. Оводов В. С. Сельскохозяйственное водоснабжение и обводнение. М.: Колос, 1984, с. 219-269.

2. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке 99104988/12, МПК 6 B 01 D 24/46. Водоочистной фильтр с управляемой структуризацией фильтрующей загрузки. / Ищенко А.Ю., Жирнов А.Г., Полощук О.М., Трошин А.А., Ищенко Ю.А. Дата паступления заявки 09. 03. 99.

3. Ищенко А. Ю. Обоснование технологических параметров средств очистки подземной воды для птицеводства. - Дисс. к.т.н. Волгоград, 1999, с. 46-49.

Формула изобретения

Фильтр с управляемой структуризацией зернистой загрузки для жидкостей, включающий корпус, камеры исходной и осветленной жидкости, фильтрующую загрузку и распределительную систему под ней, трубы подвода сырой и промывной жидкости, отвода промывной жидкости и фильтрата, вакуум-насос, например, эжектор, подключенный всасывающей трубой к камере осветленной жидкости, отличающийся тем, что всасывающая труба содержит вакуум-бак с воздушным микроотверстием и быстродействующий клапан перед камерой осветленной жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1