ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Российский патент 1994 года по МПК B01D24/46 

Изобретение относится к фильтрованию, а именно к волокнистым фильтрам для очистки воды, и может быть использовано в металлургической, машиностроительной, нефтеперерабатывающей промышленностях и других отраслях народного хозяйства.

Известен фильтр для очистки воды, содержащий корпус с подводящим патрубком и патрубками для отвода фильтрата и промывной воды, верхнюю подвижную и нижнюю неподвижную перегородки и расположенные между перегородками волокнистую фильтрующую загрузку и пружину (1).

Целью изобретения является повышение производительности фильтра путем интенсификации процесса его регенерации.

Предложенный фильтр отличается от известного тем, что он дополнительно снабжен сферическими частицами из магнитотвердого ферромагнитного материала, намагниченного до насыщения, расположенными на подвижной перегородке, источником электромагнитного поля в виде соленоида, установленного с наружной стороны корпуса на уровне расположения частиц, подключенного к источнику регулируемого переменного тока, датчиком уровня гидравлического давления, установленным под неподвижной перегородкой, электромагнитными клапанами, установленными в подводящем патрубке и патрубке для отвода промывной воды, и блоком управления.

Блок управления соединен с электромагнитными клапанами для их последовательного открывания и закрывания, а также с датчиком гидравлического давления и источником регулируемого переменного тока с возможностью его включения и отключения при изменении давления в надфильтровом пространстве.

Сферические частицы выполнены из спеченного гексаферрита бария и снабжены нанесенным на их поверхность гуммированным слоем.

Датчик гидравлического давления выполнен электроконтактным.

На чертеже представлен фильтр для очистки воды.

Фильтр состоит из корпуса 1 с подводящим 2 сточную воду и отводящим 3 фильтрат патрубками, патрубком 4 отвода промывной воды, верхней подвижной перфорированной 5 и нижней неподвижной перфорированной 6 перегородок, пружины 7, закрепленной на них концами, фильтрующего материала 8, расположенного между витками пружины, сферических магнитных частиц 9, размещенных на верхней перегородке, соленоида 10, расположенного с наружной стороны корпуса, блока 11 управления, регулируемого источника 12 переменного тока, электроконтактного манометра 13 в нижней части фильтра и электромагнитных клапанов 14 и 15 на входе фильтров и на патрубке отвода регенерирующей воды.

В фильтре используются волокна типа нитрон, капрон, лавсан, акрил. В качестве сферических частиц используются частицы диаметром 5-8 мм из спеченного гексаферрита бария, намагниченные до насыщения с последующим гуммированием найритом по известной технологии. Количеством засыпки сферических частиц регулируют необходимую степень сжатия волокнистого фильтра в режиме фильтрования в зависимости от свойств фильтруемой суспензии.

Фильтр работает следующим образом.

Исходная вода через открытый электромагнитный клапан 14 по патрубку 2 подается в нижнюю часть фильтра, проходит нижнюю перфорированную перегородку 6, фильтрующую волокнистую загрузку (материал 8), сжатую между нижней и верхней перегородками под действием силы тяжести, слой сферических ферромагнитных частиц 9.

При прохождении воды через фильтрующую загрузку вода отделяется от загрязнений и выводится через патрубок 3, расположенный в верхней части фильтра на высоте, обеспечивающей накопление воды в надфильтровой части для регенерации фильтра.

По мере накопления механических загрязнений гидравлическое сопротивление в объеме фильтра возрастает, повышая давление в нижней части фильтра. При достижении заранее установленного давления электроконтактный манометр 13 подает сигнал на блок 11 управления.

Блок 11 управления закрывает электромагнитный клапан 14, включает источник 12 переменного тока, который питает соленоид 10 и открывает электромагнитный клапан 15. Под действием переменного электромагнитного поля, создаваемого соленоидом 10, ферромагнитные сферические частицы 9 псевдоожижаются, хаотически двигаясь в надфильтровом пространстве, уменьшая нагрузку на верхнюю неподвижную перфорированную перегородку 5, которая под действием пружины 7 приподнимается, расправляя фильтрующую волокнистую загрузку. Вода через открытый клапан 15 резко устремляется вниз и регулирует фильтрующую волокнистую загрузку. При этом изменяя напряжение переменного тока, подаваемого на соленоид, можно регулировать величину нагрузки, оказываемую магнитными частицами на волокнистый фильтр в период его регенерации, повышая или понижая степень распрямления волокнистой фильтрующей загрузки в зависимости от характеристик загрязнений. За счет возникновения эффекта магнитоожижения обеспечивается снижение нагрузки магнитных частиц на фильтрующую загрузку до 85-90% от исходной в стационарном состоянии. Благодаря хаотическому движению магнитных сферических частиц обеспечивается турбулизация дисперсной среды, при этом одновременно за счет соударения магнитных частиц с подвижной перегородкой 5, установленной на пружине 7, волокнистая загрузка приводится в вибрационное движение, повышая эффективность промывки фильтра. После завершения цикла регенерации, фиксируемого датчиком-манометром 13, либо по установленному времени для каждой в отдельности конструкции фильтра, с помощью блока 11 управления производится одновременное отключение подачи напряжения на источник 12 питания, закрытие клапана 15 и открытие клапана 14 для продолжения цикла фильтрации.

Определенную роль при использовании предлагаемого фильтра играет возможность магнитной обработки воды, проходящей в процессе фильтроцикла через полиградиентное магнитное поле, образуемое загрузкой из намагниченных частиц. Такое магнитное воздействие способствует улучшению коагуляции отмытых коллоидных частиц, их отстаиванию и обезвоживанию.

Таким образом интенсифицирующими факторами при регенерации фильтра являются турбулизация потока отмывочной воды в надфильтровом пространстве и в объеме фильтра, а также вибрация фильтрующей волокнистой загрузки за счет магнитоожижения магнитных частиц в переменном магнитном поле. Это снижает расход воды на промывку фильтрующей загрузки в 1,5 раза. Важным фактором является отсутствие инерционности в управлении фильтром, поскольку переключение его в режим регенерации или фильтрования и обратно осуществляется практически мгновенно. При этом работа фильтра легко поддается автоматизации управления.

Указанные факторы в совокупности позволяют увеличить производительность фильтра не только путем интенсификации процесса его регенерации, но и за счет увеличения цикла фильтрования на 50 %.

Сущность изобретения: фильтр для очистки воды содержит корпус с подводящими и отводящими патрубками, размещенные в корпусе верхнюю подвижную и нижнюю неподвижную перегородки, расположенную между ними волокнистую фильтрующую загрузку и пружину, размещенные на подвижной перегородке частицы из магнитотвердого ферромагнитного материала, намагниченного до насыщения, источник электромагнитного поля для воздействия на эти частицы, электроконтактный датчик гидравлического давления, установленный под неподвижной перегородкой, электромагнитные клапаны, размещенные в патрубках, и блок управления. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ, содержащий корпус с подводящим патрубком и патрубками для отвода фильтрата и промывной воды, верхнюю подвижную и нижнюю неподвижную перегородки и расположенные между перегородками волокнистую фильтрующую загрузку и пружину, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности фильтра путем интенсификации процесса его регенерации, он снабжен сферическими частицами из магнитотвердого ферромагнитного материала, намагниченного до насыщения, расположенными на подвижной перегородке, источником электромагнитного поля в виде соленоида, установленного с наружной стороны корпуса на уровне расположения частиц, подключенного к источнику регулируемого переменного тока, датчиком уровня гидравлического давления, установленным под неподвижной перегородкой, электромагнитными клапанами, установленными в подводящем патрубке и патрубке для отвода промывной воды, и блоком управления. 2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что блок управления соединен с электромагнитными клапанами для их последовательного открывания и закрывания, с датчиком гидравлического давления и источником регулируемого переменного тока с возможностью его включения и отключения при изменении давления в надфильтровом пространстве. 3. Фильтр по пп.1 и 2, отличающийся тем, что сферические частицы выполнены из спеченного гексаферрита бария и снабжены нанесенным на их поверхность гуммированным слоем. 4. Фильтр по пп.1 - 3, отличающийся тем, что датчик гидравлического давления выполнен электроконтактным.