СПОСОБ ФИЛЬТРОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ Российский патент 1997 года по МПК B01D24/46 

Изобретение относится к способам очистки жидкости от взвесей и нефтепродуктов низкой концентрации, осуществляемым с помощью фильтра с зернистой загрузкой.

Известен способ фильтрования жидкостей, включающий пропускание очищаемой жидкости через слой зернистой фильтрующей загрузки, расположенной на сетчатой перегородке, и периодическую регенерацию загрузки путем создания замкнутого перемешивающего гидродинамического потока жидкости с загрузкой внутри корпуса.

Этот способ осуществлен в фильтре, содержащем корпус, расположенную в корпусе сетчатую перегородку с размещенным на ней слоем фильтрующей загрузки, патрубок для подачи очищаемой жидкости, расположенный над слоем, патрубок для отвода фильтрата и загрязнений, расположенный под сетчатой перегородкой, и средство для создания замкнутого потока при регенерации в виде диагонально противоположно установленных патрубков для подачи регенерационной среды (а.с. СССР N 1113151, кл. В 01 D 23/24, 1984 г.).

Недостатком известного технического решения является то, что потоки регенерационной среды должны постоянно подаваться и выходить из корпуса фильтра.

Целью изобретения является экономия промывной жидкости.

На фиг.1 представлен продольный разрез фильтра в период регенерации; на фиг.2 то же в период фильтрования; на фиг.3,4,5,6 различные варианты выполнения формы сетчатой перегородки фильтра; на фиг.7 в увеличенном масштабе строение сетчатой перегородки; на фиг.8-12 различные стадии процесса фильтрования.

Фильтр для очистки жидкости содержит корпус 1 с зернистой фильтрующей загрузкой 2, которую целесообразно выполнять в виде смеси дробленой ореховой скорлупы и скорлупы ореха-пекана, расположенной на сетчатой выпуклой перегородке 3, которая предпочтительно имеет форму пирамиды, вершина 4 которой направлена вверх, или форму полусферы, или форму усеченной пирамиды 5, а также возможен вариант вогнутой полусферы 6. Под слоем загрузки установлено средство для регенерации в виде насосного агрегата, который может быть выполнен в нескольких вариантах, например в виде трубы 7, посредством которой насос 8 подвешивается на горловине корпуса 9.

Насос 8 включает всасывающий патрубок 10 и нагнетательный патрубок 11, имеющий отверстие 12. На фиг.2 изображен вариант установки насоса вне корпуса фильтра.

Отверстие нагнетательного патрубка направлено на вершину 4 сетчатой перегородки 3. Последняя присоединяется к корпусу посредством фланцев 13 и 14 и отделяет камеру 15 для сбора фильтрата. Часть корпуса над загрузкой, разделяемой линией 16, является камерой 17 для загрязненной воды. Вентиль 18 соединяется с соответствующими средствами утилизации загрязненной промывной воды, за исключением тех случаев, если задержанная взвесь является ценным веществом. Клапан 19 служит для удаления находящейся под давлением жидкости из самой верхней части камеры 17. Патрубок 20 служит для подачи загрязненной жидкости в камеру 17. Вентиль 21 служит для обеспечения отвода фильтрата по патрубку 22, вентиль 23 предназначен для удаления загрузки из корпуса при замене загрузки.

Пульт управления 24 с использованием вычислительной техники служит для посылки соответствующих сигналов по кабелепроводам 25 и 26 для приведения в действие вентилей 18, 20 и 21 и управления насосом 8 в логической заданной последовательности. Позиция 27 показывает место ввода электропитания в пульт 24. Показанное на фиг.7 выполнение перегородки 3 представляет собой клиновые проволочные решетчатые элементы из имеющих толщины 3,175 мм прутков, установленных с зазором 28 О, 3810 мм друг от друга.

Пример осуществления способа. Грязную воду подают насосом (не показан) из источника загрязненной воды через впускной патрубок 20 около верхней части корпуса 1. Вода течет вниз через слой фильтрующей загрузки 2, затем вытекает через выпуклую перегородку 3, где твердые частицы улавливаются и остаются в слое фильтрующей среды, а чистая вода выходит вниз через выпускной вентиль 21 для чистой воды. Режимы фильтрации будут контролироваться таймером, который может устанавливаться, чтобы сопровождать различные типы загрязняющих воду веществ. Если вода является гораздо более загрязненной, чем колодезная вода, последовательность фильтрации должна будет иметь гораздо более короткую продолжительность, а слой фильтрующей среды восстанавливаться более часто. Если вода содержит малые количества твердых частиц, время фильтрации может продолжаться, т.к. восстановление и разгрузка не будут представляться необходимыми очень часто.

Как можно видеть на рис.9, когда время для режима фильтрации истекло, т. е. через 30 ч или менее, или когда падение давления через фильтрующий слой чрезмерно повысилось, вентиль 21 (выпускной трубопровод для чистой воды) закрывают, более никакой загрязненной воды не будет поступать в корпус через впускной трубопровод. Насос 8 для образования тороидального потока включают, и он начинает подтягивать воду и загрузку вверх через верхнюю часть таковой посредством всасывания. Воду и загрузку подают потоком вниз по патрубку 11 на коническую перегородку 3, по которой суспензия стекает вниз по ее боковым стенкам и после этого сталкивается с боковой стенкой корпуса и затем проходит потоком обратно вверх к всасывающему патрубку 10 насоса 8. Этот поток будет образовывать то, что является известным в качестве тороидального пути потока. Режим взвешивания продолжается 15 с, чтобы обеспечить формование суспензии в тороид во время смешивания.

На рис. 10, после того как слой загрузки взвешен, выпускной вентиль 18 открывают, и насос 8 будет оставаться включенным, чтобы непрерывно перемешивать и промывать этот слой. Выпуклая сетчатая перегородка, которая ранее служила в качестве опоры для фильтрующей загрузки в режиме фильтрации, теперь будет выполнять новую задачу чистки этой фильтрующей среды. Этот уникальный способ использования одной сетчатой перегородки в качестве двоякофункционирующего устройства представляет цель этого изобретения. Выпуклая сетчатая перегородка теперь будет действовать в качестве сепаратора. Она будет удерживать фильтрующую среду, а нежелательные твердые частицы, грязь и другие загрязняющие вещества будут вымываться через отверстия сетчатой перегородки вниз через выпускной разгрузочный вентиль 18. Время разгрузки может составлять только 12 мин при нормальных условиях фильтрации воды.

На рис. 11, после того как разгрузка является завершенной, выпускной разгрузочный вентиль 18 закрывают и насос 8 для образования тороидального гидродинамического потока выключают.

Это позволяет фильтрующей загрузке под действием силы тяжести перемещаться обратно на выпуклую сетчатую перегородку и вокруг нее, чтобы образовывать восстановленный фильтрующий слой. Время, отведенное на осаждение, составляет примерно 1 мин.

На рис. 12, после того как произошло осаждение фильтрующего слоя, пульт управления фильтровальной установкой 24 будет переводить систему в стадию предварительной фильтрации или нормализации. Это достигается открытием выпускного вентиля 18 для того, чтобы избыточная вода и твердые частицы могли вытекать через разгрузочный вентиль и в силу этого подготавливать фильтрующий слой для другого цикла фильтрации. В конце стадии нормализации вентиль 21 будет открываться позволяя чистой воде транспортироваться к месту где она является необходимой, после того как фильтрование начинается снова, тогда вентиль 18 будет закрываться.

Пульт управления 24 может быть компьютером, который обеспечивается программой, чтобы переключать переменные параметры системы и выполнять различные режимы работы в соответствии с требуемой программой, выбранной для эксплуатации определенного фильтра. С другой стороны, пульт управления 25 может оборудоваться управляющим таймером с кулачком, обеспеченным функциональным профилем, который будет управлять упомянутой выше последовательностью фильтрования. Этот таймер будет управлять открытием и закрытием двух приводимых в действие вентилей 18 и 21, а насос будет выключаться и включаться пультом управления.

Применение: очистка жидкости от взвесей. Сущность изобретения: жидкость пропускают через слой зернистой фильтрующей загрузки, расположенной в корпусе на сетчатой перегородке, и периодически осуществляют регенерацию загрузки путем создания замкнутого перемешивающего гидродинамического потока жидкости с загрузкой внутри корпуса в форме тора. Фильтр содержит корпус, расположенную в корпусе сетчатую перегородку, например, в виде полусферы или пирамиды, размещенную на ней фильтрующую загрузку в виде смеси дробленой ореховой скорлупы и скорлупы ореха пекана и средство для создания тороидального потока при регенерации в виде насоса, имеющего всасывающий патрубок, присоединенный к верхней части корпуса, и нагнетательный - расположенный в корпусе по его оси. 4 з.п. ф-лы, 12 ил.

1 Способ фильтрования жидкостей, включающий пропускание очищаемой жидкости через слой зернистой фильтрующей загрузки, расположенный в корпусе на сетчатой перегородке, и периодическую регенерацию загрузки путем создания замкнутого перемешивающего гидродинамического потока жидкости с загрузкой внутри корпуса, последующее отведение отмытых загрязнений и снижение скорости потока до величины, обеспечивающей осаждение загрузки, отличающийся тем, что, с целью экономии промывной жидкости, для регенерации используют фильтруемую жидкость, находящуюся в корпусе перед регенерацией, и гидродинамический поток создают в форме тора.