Устройство для очистки природных и сточных вод от механических примесей
Владельцы патента RU 2525905:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" (RU)
Изобретение относится к очистке природных и сточных вод от механических примесей, и может быть использовано в системах очистки сточных вод в системе жилищно-коммунального хозяйства, а также в системах очистки природных питьевых вод городов и поселений. Устройство содержит трубопроводы, насосы и отстойник в виде прямоугольного короба, разделенный на секции вертикальными перегородками. Короб разделен не менее чем на четыре изолированные секции, соединенные между собой последовательно трубопроводами с насосами. Во второй, третьей и четвертой секциях на верхней стенке короба дополнительно закреплены вертикальные перегородки с нижним переливом. В каждой секции установлен вертикально фильтрующий элемент в виде цилиндрического перфорированного стакана со сквозными отверстиями с возможностью перемещения при помощи эксцентрикового механизма, на верхней части фильтрующего элемента жестко закреплена цилиндрическая крышка с центральным отверстием. На противоположных вертикальных перегородках каждой секции под крышкой жестко закреплены опорные элементы с установленными на них пружинами сжатия, контактирующими с крышкой. Фильтрующий элемент каждой секции соединен через трубопровод и насос с последующей секцией. В первой - третьей секциях фильтрующий элемент выполнен в виде цилиндрического перфорированного стакана со сквозными отверстиями, на боковой поверхности стакана первой, второй и третьей секций отверстия расположены по спирали, на боковой поверхности стаканов второй и третьей секций между отверстиями на поверхности навита проволока, на боковой поверхности стакана третьей секции между отверстиями жестко закреплены валики-выступы, а фильтрующий элемент четвертой секции выполнен из пластин, закрепленных по диаметру на верхней крышке и образующих щелевидные зазоры с навитой по спирали поверх зазоров проволокой. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к очистке природных и сточных вод от механических примесей и может быть использовано в системах очистки сточных вод в системе ЖКХ, а также в системах очистки природных питьевых вод городов и поселений.
Известно устройство - фильтр щелевой (RU 2335328 С1, МПК B01D 29\48, опубл. 10.10.2008). В фильтре щелевом, содержащем цилиндрический корпус с патрубком входа очищаемой среды и патрубком отвода механических примесей, коаксиально расположенный фильтровальный патрон, патрубок входа, обеспечивающий тангенциальный ввод очищаемой среды, выполнен в виде конфузора, фильтровальный патрон выполнен съемным и включает фильтрующий элемент, имеющий трубчатую форму с наружной поверхностью фильтрования, на одном конце фильтрующего элемента закреплен центратор, а другой конец фильтрующего элемента закреплен в трубе торцевого стакана, при этом фильтрующий элемент выполнен в виде щелевых решеток, к патрубку отвода механических примесей присоединена грязевая камера со штуцером дренажа, а между патрубком отвода механических примесей и грязевой камерой установлена отбойная сетка.
Недостатком устройства является сложность конструкции, трудоемкость в обслуживании и эксплуатации в связи с частым засорением фильтровального патрона и отсутствием средств регенерации.
Известен фильтр механический, включающий корпус с входным и выходным патрубками, установленную внутри корпуса трубу с продольными щелевыми прорезями и фильтрующими сетчатыми элементами, при этом труба соединена с конусным диффузором, продольные щелевые прорези выполнены на трубе во внутренней части диффузора и расположены равномерно по ее периметру, фильтрующий сетчатый элемент установлен вокруг трубы, причем корпус посредством дроссельной кольцевой диафрагмы разделен на две части - верхнюю и нижнюю с образованием кольцевой щели между ними, а объем нижней части корпуса больше объема верхней его части. При этом к предлагаемому фильтру параллельно по ходу рабочей жидкости включен второй однотипный фильтр, а корпуса обоих фильтров установлены на едином коллекторе (RU 2329086 C1, МПК B01D 36\04, опубл. 20.07.2008).
Недостатком устройства является сложность конструкции, наличие быстро засоряющихся элементов, отсутствие средств регенерации.
Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является устройство, содержащее насосы и отстойник в виде прямоугольного корпуса, разделенного на секции вертикальными перегородками (RU 23614 U1, МПК C02F 1\62, опубл. 27.06.2002).
Недостатком устройства является быстрое засорение фильтрующего элемента механическими примесями, снижение качества очистки, трудоемкость в эксплуатации в связи с необходимостью осуществления очистки и регенерации.
Задачей изобретения является повышение качества очистки воды, снижение трудоемкости эксплуатации за счет регенерации устройства путем предусмотренной в устройстве функции очистки фильтрующего элемента.
Технический результат достигается за счет того, что устройство для очистки природных и сточных вод от механических примесей содержит трубопроводы, насосы и отстойник в виде прямоугольного короба, разделенный на секции вертикальными перегородками, в отличие от прототипа короб разделен не менее чем на четыре изолированные секции, соединенные между собой последовательно трубопроводами с насосами, во второй, третьей и четвертой секциях на верхней стенке короба дополнительно закреплены вертикальные перегородки с нижним переливом, в каждой секции установлен вертикально фильтрующий элемент в виде цилиндрического перфорированного стакана со сквозными отверстиями с возможностью перемещения при помощи эксцентрикового механизма, на верхней части фильтрующего элемента жестко закреплена цилиндрическая крышка с центральным отверстием, на противоположных вертикальных перегородках каждой секции под крышкой жестко закреплены опорные элементы с установленными на них пружинами сжатия, контактирующими с крышкой, фильтрующий элемент каждой секции соединен через трубопровод и насос с последующей секцией.
Кроме того, в первой, второй, третьей секциях фильтрующий элемент выполнен в виде цилиндрического перфорированного стакана со сквозными отверстиями на боковой поверхности, расположенными по спирали, между отверстиями стаканов второй и третьей секций навита проволока, на боковой поверхности стакана третьей секции между отверстиями жестко закреплены валики-выступы, а фильтрующий элемент четвертой секции выполнен из пластин, закрепленных по диаметру на верхней крышке и образующих щелевидные зазоры с навитой по спирали поверх зазоров проволокой.
На чертеже изображена схема устройства, продольный разрез.
Устройство включает трубопроводы 1, насосы 2, отстойник в виде прямоугольного короба 3 с входным патрубком 4. Отстойник разделен на секции 5, 6, 7, 8 вертикальными перегородками 9, во второй 6, третьей 7 и четвертой 8 секциях дополнительно установлены закрепленные на верхней стенке короба вертикальные перегородки 10 с нижним переливом. В каждой секции установлен вертикально фильтрующий элемент в виде цилиндрического перфорированного стакана 11 с отверстиями 12 и жестко закрепленной в его верхней части цилиндрической крышкой 13 с центральным отверстием 14. Стакан 11 установлен с возможностью перемещения при помощи эксцентрикового механизма 15. На противоположных вертикальных перегородках 9 каждой секции под крышкой жестко закреплены опорные элементы 16, на них установлены пружины сжатия 17, контактирующие с крышкой 13.
На боковой поверхности фильтрующего элемента первой, второй, третьей секций расположены по спирали отверстия 12, на боковой поверхности фильтрующих элементов второй и третьей секций между отверстиями на поверхности навита проволока 18, на боковой поверхности фильтрующего элемента третьей секции между отверстиями жестко закреплены валики-выступы 19, а фильтрующий элемент четвертой секции выполнен из планок 20, закрепленных по диаметру на верхней крышке и образующих щелевидные зазоры с навитой по спирали поверх зазоров проволокой 24. Фильтрующий элемент четвертой секции через насос, трубопровод, запорный вентиль 21 соединен с выходным патрубком 22. На входе между входным патрубком 4 и первой секцией 5 размещен вентиль 23. Вторая, третья и четвертая секции имеют приемные камеры 25, образованные вертикальными перегородками 10, с нижним переливом.
Устройство работает следующим образом.
Очищаемая вода, содержащая крупно-, средне- и мелкодисперсные механические примеси через входной патрубок 4 поступает в первую секцию 5 короба 3. Далее вода насосом 2 через трубопровод 1 перекачивается через стакан 11 с отверстиями и очищается. Из первой секции 5 вода поступает в приемную камеру 25 второй секции 6, образованную перегородкой 9 и дополнительной вертикальной перегородкой 10, и через нижний перелив заполняет вторую секцию.
Аналогично, вода из второй секции 6 перекачивается в приемную камеру третьей секции 7 и через нижний перелив заполняет ее. Далее процесс повторяется, и вода заполняет четвертую секцию 8. Из фильтрующего элемента четвертой секции 8 вода, прошедшая несколько ступеней очистки при помощи фильтрующих элементов и очищенная от механических примесей, перекачивается с помощью насоса и трубопровода в выходной патрубок 22.
Крупнодисперсные механические примеси, размеры которых превышают величину отверстий в стакане 11 первой секции, задерживаются на его внешней поверхности, забивая отверстия, образуя уплотнения.
Размещение отверстий в стакане первой секции по спирали позволяет равномерно задерживать примеси по длине стакана. Так как размеры средне- и мелкодисперсных механических примесей меньше отверстий стакана первой секции, то они попадают внутрь стакана, а затем перекачиваются вместе с водой в последующие секции. Во второй секции 6 зазор в фильтрующем элементе для улавливания примесей создается между отверстиями и проволокой, 18 навитой поверх стакана.
Среднедисперсные механические примеси, размеры которых превышают зазор, образованный отверстиями и проволокой во второй секции 6, а также зазор, образованный отверстиями, валиками 19 и проволокой в третьей секции 7, задерживаются на внешней поверхности стаканов, забивая отверстия, образуя уплотнения. Затем мелкодисперсные механические примеси перекачиваются с водой в четвертую секцию 8.
Мелкодисперсные механические примеси, размеры которых превышают зазор фильтрующего элемента четвертой секции 8, задерживаются на его наружной поверхности. Очищенная от примесей вода через насос и трубопровод перекачивается в выходной патрубок 22.
При видимом засорении фильтрующих элементов перекрывается вентиль 23, размещенный между входным патрубком 4 первой секцией, а также вентиль 21, размещенный между напорным штуцером насоса четвертой секции и выходным патрубком 22, фильтрация воды прекращается, насосы выключаются.
Включается привод эксцентриковых механизмов (не показан) всех секций, приводятся во вращение валы, на которых закреплены эксцентрики 15, например, по часовой стрелке. Контактирующий с верхней крышкой кулачок эксцентрика надавливает на нее и перемещает фильтрующий элемент с крышкой вниз, сжимая пружину. При дальнейшем вращении валов кулачки эксцентриков смещаются, пружины распрямляются, поднимая крышки и стаканы вверх. Таким образом, при вращении эксцентрика происходят возвратно-поступательные резкие движения фильтрующего элемента вверх-вниз.
Под воздействием инерционных сил уплотнения из механических примесей отделяются от фильтрующих элементов и падают на дно секций, происходит очищение фильтрующих элементов от механических примесей. Процесс регенерации продолжается в циклическом режиме и завершается полным удалением механических примесей из отверстий и зазоров фильтрующих элементов всех секций с восстановлением фильтрующей способности устройства.
Затем вентили 21 и 23 переводятся в положение, при котором происходит переток воды в первой, второй, третьей, четвертой секциях, включаются насосы, и процесс фильтрации воды продолжается. В результате работы устройства и проведения регенерации фильтрующих элементов снижается трудоемкость обслуживания устройства, а степень очистки воды от механических примесей составляет 98-99%.
1. Устройство для очистки природных и сточных вод от механических примесей, содержащее трубопроводы, насосы и отстойник в виде прямоугольного короба, разделенный на секции вертикальными перегородками, отличающееся тем, что короб разделен не менее чем на четыре изолированные секции, соединенные между собой последовательно трубопроводами с насосами, во второй, третьей и четвертой секциях на верхней стенке короба дополнительно закреплены вертикальные перегородки с нижним переливом, в каждой секции установлен вертикально фильтрующий элемент в виде цилиндрического перфорированного стакана со сквозными отверстиями с возможностью перемещения при помощи эксцентрикового механизма, на верхней части фильтрующего элемента жестко закреплена цилиндрическая крышка с центральным отверстием, на противоположных вертикальных перегородках каждой секции под крышкой жестко закреплены опорные элементы с установленными на них пружинами сжатия, контактирующими с крышкой, фильтрующий элемент каждой секции соединен через трубопровод и насос с последующей секцией.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в первой, второй, третьей секциях сквозные отверстия перфорированного стакана расположены по спирали, во второй и третьей секциях между отверстиями на поверхности навита проволока, в третьей секции между отверстиями жестко закреплены валики-выступы, а фильтрующий элемент четвертой секции выполнен из пластин, закрепленных по диаметру на верхней крышке и образующих щелевидные зазоры с навитой по спирали поверх зазоров проволокой.
