Обратноосмотическая опреснительная установка

Изобретение относится к устройствам опреснения морской воды, в частности к компактным и малогабаритным судовым опреснительным установкам. Установка содержит последовательно соединенные трубопроводами плунжерный насос высокого давления, фильтр предочистки морской воды, состоящий из фильтрующего патрона грубой очистки большого диаметра с размещенными внутри фильтрующими патронами тонкой очистки малого диаметра, установленного в цилиндрическом корпусе, обратноосмотический опреснительный модуль, запорную и регулирующую арматуру. Установка дополнительно включает установленный в нагнетательном трубопроводе насоса параллельно в обход его штатному выходному клапану регулируемый обратный клапан с направлением потока к насосу, гидроаккумулятор, подключенный к выходному трубопроводу фильтра предочистки морской воды через параллельно установленные дроссель и обратный клапан с направлением потока из гидроаккумулятора, регулируемый обратный клапан, установленный в выходном трубопроводе фильтра с направлением потока от фильтра после места подключения гидроаккумулятора. Нагнетательный трубопровод насоса соединен с цилиндрическим корпусом фильтра в верхней его части через тангенциальный к корпусу входной патрубок, корпус имеет внизу конический внешний поддон с трубопроводом, внутренняя полость фильтрующего патрона грубой очистки сообщена внизу с коническим внутренним поддоном, имеющим трубопровод, размещенный внутри внешнего поддона, причем фильтрующие патроны грубой и тонкой очистки выполнены на основе жестких каркасов. Технический результат заключается в повышении качества предочистки морской воды за счет эффективной трехэтапной фильтрации, что значительно повышает ресурс обратноосмотического опреснительного модуля, а также в снижении уровня вибрации и шума. 2 ил.

 

Изобретение относится к технологии и устройствам опреснения морской воды, в частности к компактным и малогабаритным судовым опреснительным установкам.

Известна обратноосмотическая опреснительная установка (Веселов Ю.С. Судовые испытания обратноосмотической опреснительной установки // Судостроение. - 1991. - №11. - С.11), включающая плунжерный насос высокого давления, обратноосмотический опреснительный модуль и установленный перед входом в насос фильтр предочистки морской воды в виде последовательно расположенных фильтров грубой и тонкой очистки, оснащенных фильтрующими патронами, установленными внутри цилиндрического корпуса.

Недостатками известной установки являются:

- вибрация трубопроводов, арматуры, агрегатов и гидродинамический шум, вызываемые пульсацией давления воды, присущей работе плунжерного насоса;

- очистка фильтров вручную;

- низкий ресурс обратноосмотического опреснительного модуля, обусловленный низким качеством предочистки воды, в свою очередь, определяемым низкой эффективностью способа очистки фильтров (периодическая, вручную).

Известна обратноосмотическая опреснительная установка, содержащая плунжерный насос высокого давления, обратноосмотический опреснительный модуль, фильтр предочистки воды, установленный между нагнетательным патрубком насоса и опреснительным модулем, оснащенный фильтрующими патронами, размещенными внутри цилиндрического корпуса, при этом в фильтрующем патроне грубой очистки большого диаметра располагаются не менее трех фильтрующих патронов тонкой очистки меньшего диаметра, причем патроны выполнены с возможностью упругой радиальной деформации под действием импульсного давления воды (RU, патент №2186709, С1 от 29.08.2001, В 63 J 1/00, В 01 D 61/02, С 02 F 1/44).

Известная установка имеет ряд недостатков:

- вибрация трубопроводов, арматуры и агрегатов, гидродинамический шум, вызываемые пульсацией давления воды после насоса, неэффективно, недостаточно амортизируемой упругой деформацией патронов. Более эффективное гашение пульсации можно осуществить установкой после насоса гидроаккумулятора;

- неэффективное самоочищение фильтрующих патронов от загрязнения. При релаксации стенок загрязнения не будут отслаиваться, поскольку отслаиванию будет препятствовать инерция самих частиц загрязнений и близлежащих к стенке слоев жидкости;

- загрязнения, скопившиеся возле фильтрующих патронов тонкой очистки, промывкой не удаляются, и их можно удалять только вручную, периодически при демонтаже фильтра;

- низкий ресурс опреснительного модуля, а следовательно, и всей установки вследствие низкого качества предочистки воды из-за неэффективной самоочистки фильтрующих патронов.

Данная установка наиболее близка к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемым техническим результатам.

Технической задачей изобретения является создание обратноосмотической опреснительной установки, конструкция которой обеспечивает: использование пульсаций давления воды для постоянной эффективной очистки фильтрующих патронов и тем самым эффективное гашение вибрации конструктивных элементов и гидродинамического шума; удаление промывкой загрязнений, скопившихся при очистке фильтрующих патронов не только грубой очистки, но и тонкой, большой ресурс опреснительного модуля.

Техническая задача по обратноосмотической опреснительной установке, содержащей последовательно соединенные трубопроводами плунжерный насос высокого давления, фильтр предочистки морской воды, состоящий из фильтрующего патрона грубой очистки, большого диаметра, с размещенными внутри фильтрующими патронами тонкой очистки, малого диаметра, установленного в цилиндрический корпус, обратноосмотический опреснительный модуль, запорную и регулирующую арматуру по месту, решается, согласно изобретению, тем, что установка включает установленный на нагнетательный трубопровод насоса, параллельно, в обход его штатному выходному клапану, регулируемый обратный клапан, с направлением потока в насос, гидроаккумулятор, подключенный к выходному трубопроводу фильтра предочистки морской воды через параллельно установленные дроссель и обратный клапан, с направлением потока из гидроаккумулятора, регулируемый обратный клапан, установленный на выходном трубопроводе фильтра, с направлением потока из фильтра, после места подключения гидроаккумулятора, при этом нагнетательный трубопровод насоса соединен с цилиндрическим корпусом фильтра в верхней его части через тангенциальный к корпусу входной патрубок, корпус имеет внизу конический внешний поддон с трубопроводом, внутренняя полость фильтрующего патрона грубой очистки сообщена внизу с коническим внутренним поддоном с трубопроводом, размещенным внутри внешнего поддона, причем фильтрующие патроны грубой и тонкой очистки выполнены на основе жестких каркасов.

Суть изобретения поясняется на чертежах: Фиг.1 - схема установки; Фиг.2 - выноска А с Фиг.1 - сечение фильтра.

Обратноосмотическая опреснительная установка содержит плунжерный насос 1 высокого давления с входным 2 и выходным 3 штатными обратными клапанами, к нагнетательному трубопроводу 4 которого, параллельно, в обход выходному обратному клапану 3 установлен регулируемый обратный клапан 5, с направлением потока в насос 1. В цилиндрическом корпусе 6 фильтра предочистки 7 с тангенциальным входным патрубком 8 в верхней части корпуса 6 установлен фильтрующий патрон грубой очистки 9, большого диаметра, на основе жесткого каркаса 10, внутри которого размещены фильтрующие патроны тонкой очистки 11, малого диаметра на основе жестких каркасов 12. Фильтрующие патроны 9 и 11 закреплены с помощью полых стяжек 13 между перфорированным дном 14 фильтрующего патрона 9 и глухой перегородкой 15, отделяющей корпус 6 от его верхней крышки 16 с выходным патрубком 17, к которому подключен выходной трубопровод 18 фильтра 7. Внизу корпуса 6 установлен конический внешний поддон 19 с выходным трубопроводом 20 и краном 21. К перфорированному дну 14 прикреплен конический внутренний поддон 22 с выходным трубопроводом 23 и краном 24, сообщенный с полостью фильтрующего патрона 9. К выходному трубопроводу 18 подключен через параллельные дроссель 25 и обратный клапан 26, с направлением потока к трубопроводу 18, гидроаккумулятор 27. К тангенциальному входному патрубку 8 фильтра 7 подключен нагнетательный трубопровод 4 насоса 1. На выходном трубопроводе 18 далее места подключения гидроаккумулятора 27 установлен регулируемый обратный клапан 28, с направлением потока из фильтра 7, к которому подсоединен через трубопровод 29 с регулируемым клапаном 30 обратноосмотический опреснительный модуль 31 с выходным трубопроводом 32 и краном 33 опресненной воды и с выходным трубопроводом 34 и регулирующим клапаном 35 выхода концентрата.

Обратноосмотическая установка работает следующим образом. Насос 1 через входной обратный клапан 2 всасывает морскую воду и через выходной обратный клапан 3 в такте нагнетания подает ее нагнетательным трубопроводом 4 в фильтр предочистки 7. Вода по тангенциальному входному патрубку 8 подается в цилиндрический корпус 6, закручивается по стенке, и во время вращательного движения происходит первый этап предочистки воды, отделение крупных загрязнений от воды под действием центробежных сил.

При дальнейшем движении воды по спирали вниз по стенке корпуса 6 загрязнения увлекаются вниз и попадают в конический внешний поддон 19, где собираются и в нужный момент удаляются по выходному трубопроводу 20 с краном 21 в канализацию. Далее вода проходит через фильтрующий патрон 9 - грубой очистки - второй этап предочистки, и наконец, продавливается через фильтрующие патроны тонкой очистки 11 - третий этап предочистки. Затем по полым стяжкам 13, через полость верхней крышки 16 по выходному патрубку 17, выходному трубопроводу 18 через регулируемый обратный клапан 28, трубопровод 29 и регулирующий клапан 30 очищенная вода подается в обратноосмотический опреснительный модуль 31, откуда опресненная вода по выходному трубопроводу 32 с краном 33 подается потребителю, а концентрат по выходному трубопроводу 34 с регулирующим клапаном 35 подается в канализацию. Необходимое давление морской воды в обратноосмотическом опреснительном модуле 31 поддерживается регулирующими клапанами 30 и 35. Часть морской воды из выходного трубопровода 18 через дроссель 25 попадает в гидроаккумулятор 27, который заполняется полностью за время такта нагнетания насоса 1. При такте всасывания вода из гидроаккумулятора 27 через обратный клапан 26 под давлением вбрасывается через выходной трубопровод 18 в фильтр 7, где при обратном течении воды через фильтрующие патроны 11 тонкой и 9 грубой очистки производится при каждом двухтактном цикле работы насоса 1 промывка фильтрующих элементов. Загрязнения от промывки фильтрующего патрона 11 тонкой очистки сбрасываются через перфорированное дно 14 в конический внутренний поддон 22, где они скапливаются, и по мере накопления через выходной трубопровод 23 и кран 24 удаляются в канализацию. Загрязнения от промывки фильтрующего патрона 9 грубой очистки сбрасываются в конический внешний поддон 19, где они скапливаются вместе с загрязнениями от первого этапа предочистки и по мере накопления удаляются через выходной трубопровод 20 и кран 21 в канализацию.

Вода из фильтра 7 предочистки по нагнетательному трубопроводу 4, через регулируемый обратный клапан 5, в обход штатного выходного обратного клапана 3, поступает в насос 1 и занимает часть полезного объема цилиндра насоса 1. Поэтому насос 1, чтобы он соответствовал требованиям характеристики обратноосмотической опреснительной установки, должен быть переразмерен по расходу. Регулируемые обратные клапаны 5 и 28 поддерживают давление воды при промывке фильтра 7 предочистки. Включение гидроаккумулятора 27 в состав обратноосмотической опреснительной установки позволяет значительно сглаживать пики значений давления при пульсации воды.

Применение изобретения позволит резко повысить качество предочистки морской воды за счет эффективной трехэтапной фильтрации, постоянной, каждый цикл работы насоса, очистки, промывкой фильтров, что значительно повышает ресурс обратноосмотического опреснительного модуля, и в конечном счете, всей установки в целом. Значительно снижается уровень вибрации и шума. Снижается трудоемкость обслуживания установки и устраняется ручной труд из технологической операции подготовки установки к работе.

Обратноосмотическая опреснительная установка, содержащая последовательно соединенные трубопроводами плунжерный насос высокого давления, фильтр предочистки морской воды, состоящий из фильтрующего патрона грубой очистки большого диаметра с размещенными внутри фильтрующими патронами тонкой очистки малого диаметра, установленного в цилиндрическом корпусе, обратноосмотический опреснительный модуль, запорную и регулирующую арматуру, отличающаяся тем, что включает установленный в нагнетательном трубопроводе насоса параллельно в обход его штатному выходному клапану регулируемый обратный клапан с направлением потока к насосу, гидроаккумулятор, подключенный к выходному трубопроводу фильтра предочистки морской воды через параллельно установленные дроссель и обратный клапан с направлением потока из гидроаккумулятора, регулируемый обратный клапан, установленный в выходном трубопроводе фильтра с направлением потока от фильтра после места подключения гидроаккумулятора, при этом нагнетательный трубопровод насоса соединен с цилиндрическим корпусом фильтра в верхней его части через тангенциальный к корпусу входной патрубок, корпус имеет внизу конический внешний поддон с трубопроводом, внутренняя полость фильтрующего патрона грубой очистки сообщена внизу с коническим внутренним поддоном, имеющим трубопровод, размещенный внутри внешнего поддона, причем фильтрующие патроны грубой и тонкой очистки выполнены на основе жестких каркасов.