ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 1994 года по МПК B01D24/48 

Изобретение относится к очистке фильтрованием и может быть использовано при очистке природных и доочистке сточных вод от вредных веществ, а также при реконструкции типовых скорых фильтров на беззадвижечные.

Известна конструкция типового самотечного скорого фильтра, состоящего из корпуса с зернистой загрузкой, бокового кармана и желоба для подачи исходной и отвода промывной воды, включающего дренажную систему, размещенную в нижней части фильтра, и систему трубопроводов для подачи очищаемой и промывной воды [1] .

Недостатком этого фильтра являтся наличие четырех задвижек, требующих сложной системы автоматизации для возможности переключения фильтра в режимы фильтрования и промывки. Наличие задвижек и сложной системы автоматизации ведет к большим капитальным и эксплуатационным затратам и делает фильтры ненадежными в работе.

Известна конструкция фильтра для очистки жидкости, содержащая корпус, разделенный перегородкой на верхнюю камеру для сбора фильтрата с отводящим патрубком и нижнюю камеру с зернистой загрузкой, перепускную трубу, гидравлический затвор, сифонный трубопровод, распределительный элемент, патрубок для подачи исходной и отвода промывной жидкости [2] .

Однако эта конструкция не может обеспечить надежность и эффективность работы по следующим причинам: практически торец нисходящей ветви сифона невозможно плотно закрыть и удержать уплотняющим элементом за счет архимедовой силы, действующей на днище внутреннего цилиндра при практически мгновенном заполнении нисходящей ветви. Нетрудно рассчитать величину выталкивающего усилия (архимедовой силы), необходимую для удержания столба жидкости до 3 м, заполнившего трубу. При нарушении герметичности между уплотняющим элементом и торцом трубы автоматического выхода фильтра на промывку не происходит. Если предположить, что возможно создать усилие, необходимое для полной герметизации указанного уплотнения, то в дальнейшем в процессе постепенного перелива воды через сливную трубку во внутренний цилиндр это усилие ослабевает, что приводит к нарушению герметичности уплотнения, вода из трубы прольется во внутренний цилиндр, засосав воздух из сливной трубки по линии наименьшего сопротивления. При этом в распределительный элемент попадает воздух, зарядки сифона не происходит и промывная вода не прольется через систему сифона.

Наиболее близким к предлагаемому является фильтрат для очистки воды, содержащий корпус с подводящим патрубком и патрубком для отвода промывной воды, размещенную в корпусе зернистую фильтрующую загрузку, расположенную под загрузкой дренажно-распределительную систему, промывной желоб и средство для переключения режимов работы фильтра, включающее соединенную посредством трубопровода с дренажно-распределительной системой вертикальную камеру с размещенной в ее верхней части подвижной емкостью, имеющей расположенный снаружи противовес, и подключенный к нижней части камеры трубопровод для отвода фильтрата.

Недостатком конструкции этого фильтра является то, что при работе его в режиме промывки не предусмотрена возможность перекрытия подачи исходной воды, а лоток для отвода промывной воды находится в верхней части фильтра, что значительно увеличивает объем воды над загрузкой по сравнению с конструкцией типового скорого фильтрата с желобом в центральной части.

Целью изобретенния является повышение надежности в работе и при эксплуатации.

Преимуществом предлагаемой конструкции фильтра является полное отсутствие задвижек на фильтре, а значит, снижение капитальных и эксплуатационных затрат, а также возможность полного автоматического перехода работы фильтра в режимы фильтрования и промывки без использования дорогостоящих, сложных и ненадежных в работе электронных систем автоматизации.

Указанная цель достигается тем, что в фильтре для очистки воды, содержащем корпус с подводящим патрубком и патрубком для отвода промывной воды, размещенную в корпусе зернистую фильтрующую загрузку, расположенную под загрузкой дренажно-распределительную систему, промывной желоб и средство для переключения режимов работы фильтра, включающее соединенную посредством трубопровода с дренажно-распределительной системой вертикальную камеру с размещенной в ее верхней части подвижной емкостью, имеющей расположенный снаружи противовес, и подключенный к нижней части камеры трубопровод для отвода фильтрата, средство для переключения режимов снабжено жестко соединенным с противовесом штоком, имеющим на конце клапан для перекрытия патрубка для отвода промывной воды, клапаном для перекрытия подающего патрубка, присоединенным к штоку посредством рычагов с противовесом и пружины, и клапаном для перекрытия патрубка для отвода фильтрата, жестко связанным с подвижной емкостью. Кроме того, промывной лоток установлен в корпусе.

На фиг. 1 представлен фильтр в период фильтрации; на фиг. 2 - то же, в период промывки.

Фильтр для очистки воды состоит из корпуса 1 с зернистой загрузкой. Над загрузкой расположен желоб 2 для подачи исходной и отвода промывной воды через боковой карман 3. В нижней части корпуса 1 расположена дренажная система 4, присоединенная посредством трубопровода 5 к средству для отвода фильтрата и подвода промывной воды, выполненному в виде вертикальной камеры 6. Камера 6 снабжена трубопроводом 7 для отвода фильтрата, размещенным в ее днище, и затвором в виде клапана 8, жестко связанного посредством штока 9 со средством для его возвратно-поступательного перемещения, выполненным в виде емкости 10, размещенной в верхней части вертикальной камеры 6 и имеющей в днище отверстие 11. В верхней части емкость 10 связана посредством гибкого троса 12 через блоки 13 с противовесом 14.

Противовес 14 жестко соединен со средством для переключения подачи и отвода исходной и промывной воды, выполненным в виде штока 15 с клапаном 16 на конце и расположенным над трубопроводом 17 для отвода промывной воды. В верхней части штока 15 размещен клапан 18 с рычагом 19 и противовесом 20, при этом клапан 18 расположен над трубопроводом 21 для подачи исходной воды, а рычаг 19 и противовес 20 опираются на пружину 22, основание которой расположено на упоре 23, жестко закрепленном на штоке 15.

Трубопровод 7 для отвода фильтрата соединен с резервуаром 24 чистой воды. В верхней части фильтра установлен поплавковый датчик 25, срабатывающий при достижении уровня Н_макс (фиг. 2) и связанный с реле времени 26 и промывным насосом 27, подающим промывую воду из резервуара 24 по трубопроводу 28 в емкость 10.

Фильтр работает следующим образом.

Очищаемая вода по трубопроводу 21 (фиг. 1) через боковой карман 3 и желоб 2 подается в корпус 1 фильтра. Пройдя зернистую загрузку, она отводится дренажной системой 4 в вертикальню камеру 6 и по трубопроводу 7 для отвода фильтрата поступает в резервуар 24 чистой воды. Процесс фильтрования продолжается до тех пор, пока уровень воды над загрузкой не достигнет значения Н_макс (фиг. 2). Далее срабатывает поплавковый датчик 25, подавая сигнал через реле времени 26 на включенине промывного насоса 27. Реле времени 26 настроено на определенную продолжительность промывки фильтра.

В процессе промывки (фиг. 2) промывной насос 27 подает промывную воду по трубопроводу 28 в емкость 10, размещенную в верхней части вертикальной камеры По мере наполнения под действием силы тяжести емкость 10 опускается и через шток 9 прижимает клапан 8 и перекрывает трубопровод 7 для отвода фильтрата. Промывная вода переливается через края емкости 10 в вертикальную камеру 6 и далее через дренажную систему 4 фильтра поступаает в толщу загрузки фильтра, взвешивая его в восходящем потоке и промывая.

При опускании емкость 10 поднимает противовес 14, соединенный с ней посредством гибкого троса 12 через блоки 13, при этом противовес поднимает жестко связанный с ним шток 15 с клапаном 16, открывая трубопровод 17 для отвода промывной воды. Одновременно со штоком 15 поднимается упор 23, жестко закрепленный на нем, и сжимает пружину 22, которая передает свое усилие рычагу 19, что обеспечивает надежное прижатие клапана 18 к отверстию трубопровода 21 для подачи исходной воды, перекрывая его. По окончании времени промывки отключается промывной насос 27 и промывная вода прекращает поступать в емкость 10. При этом емкость 10 начинает опорожняться через отверстие 11, расположенное в ее днище. Благодаря противовесу 14 емкость 10 начинает подниматься в первоначальное верхнее положение вместе с клапаном 8, открывая трубопровод 7 для отвода фильтрата, а шток 15 с клапаном 16 опускает, перекрывая трубопровод 17 для отвода промывной воды. При этом расположенный на штоке 15 упор 23 также опускается и освобождает пружину 22, в результате чего рычаг 19 под действием противовеса 20 опускается, поднимая клапан 18, и обеспечивает подачу исходной воды на фильтр. Фильтр переходит в режим фильтрования. (56) Абрамов Н. Н. Водоснабжение. М. : Стройиздат, 1982, с. 251-252.

Авторское свидетельство СССР N 1264962, кл. B 01 D 24/48, 1984.

Авторское свидетельство СССР N 1524910, кл. B 04 D 24/10, 1989.

Сущность изобретения: фильтр содержит корпус с зернистой загрузкой, дренажно-распределительную систему и средство для переключения режимов работы фильтра, включающее вертикальную камеру с размещенной в ее верхней части подвижной емкостью, которая снабжена расположенным снаружи противовесом со штоком, имеющим на конце клапан для перекрытия патрубка для отвода промывной воды и клапан для перекрытия патрубка для отвода фильтрата, жестко связанным с подвижной емкостью. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ, содержащий корпус с подводящим патрубком и патрубком для отвода промывной воды, размещенную в корпусе зернистую фильтрующую загрузку и расположенную под загрузкой дренажно-распределительную систему, промывной желоб и средство для переключения режимов работы фильтра, включающее соединенную посредством трубопровода с дренажно-распределительной системой вертикальную камеру с размещенной в ее верхней части подвижной емкостью, имеющей расположенный снаружи противовес и подключенный к нижней части камеры трубопровод для отвода фильтрата, отличающийся тем, что средство для переключения режимов снабжено жестко соединенным с противовесом штоком, имеющим на конце клапан для перекрытия патрубка отвода промывной воды, клапаном для перекрытия подающего патрубка, присоединенным к штоку посредством рычага с противовесом и пружины, и клапаном для перекрытия патрубка для отвода фильтрата, жестко связанным с подвижной емкостью. 2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что промывной желоб установлен в корпусе.