ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 2004 года по МПК B01D24/46 

Изобретение относится к фильтрам, предназначенным для механической или ионообменной очистки жидкости с сыпучим фильтрующим материалом (зернистой загрузкой), и может быть использовано во всех отраслях промышленности, где требуется очистка жидкости.

Известно фильтрационное устройство, содержащее корпус, систему трубопроводов и установленные внутри корпуса перегородки с фильтрующими колпачками и с размещенным между перегородками фильтрующим материалом (см. св-во на п.м. РФ №23786, МПК 7 В 01 D 24/04, 2002).

Недостатком данного решения является наличие “мертвых зон”, образующихся между фильтрующими колпачками и поверхностью перегородки и ухудшающих регенерацию фильтрующего материала, а также короткий срок службы фильтрующих колпачков, поскольку выступающая над поверхностью разделительной доски часть фильтрующих колпачков разрушается под воздействием зернистой загрузки. При промывке зернистой загрузки подаваемая под напором промывная жидкость, выходя из выступающей части соседних фильтрующих колпачков, поднимает зернистую загрузку и ударяет ею по соответствующим выступающим частям рядом расположенных фильтрующих колпачков, что и вызывает повреждение поверхности фильтрующих колпачков.

Известен фильтр для очистки жидкости, содержащий корпус с днищем, по крайне мере одно промежуточное дно с расположенной на нем зернистой загрузкой и закрепленными в нем дренажными элементами с верхней перфорированной частью и нижней частью, соединенной с патрубком (см. а.с. СССР №1282385, МПК 6 В 01 D 24/38, 15.05.1985). Данное решение принято за прототип.

Недостатком прототипа является наличие “мертвых зон”, образующихся в зернистой загрузке между дренажными элементами на поверхности промежуточного дна и ухудшающих регенерацию зернистой загрузки. “Мертвые зоны” образуются за счет того, что направление потока промывочной жидкости при выходе из перфорированной части дренажных элементов практически вертикальное и зоны, расположенные между дренажными элементами, не промываются, за счет чего ухудшается качество промывки и регенерации зернистой загрузки и, как результат, ухудшается дальнейший процесс очистки жидкости.

Задача, решаемая изобретением - минимизировать "мертвые зоны", образующиеся между дренажными элементами и поверхностью промежуточного дна, улучшить качество регенерации и промывки зернистой загрузки, а также исключить повреждение поверхности дренажных элементов зернистой загрузкой при ее взрыхлении во время промывки и регенерации. Дополнительным техническим результатом от применения данного изобретения является улучшение повторных процессов очистки жидкости после регенерации и промывки зернистой загрузки.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном фильтре для очистки жидкости, содержащем корпус с днищем, по крайне мере одно промежуточное дно с расположенной на нем зернистой загрузкой и закрепленными в его отверстиях дренажными элементами с верхней перфорированной частью и нижней частью, соединенной с патрубком, в соответствии с изобретением перфорированная часть дренажных элементов выполнена в виде усеченного конуса, а над каждым отверстием в промежуточном дне выполнено углубление, соответствующее по форме нижней части дренажного элемента, так что дренажные элементы нижней своей частью утоплены в упомянутом углублении.

Промежуточное дно расположено так, что перфорированная часть дренажных элементов обращена вверх корпуса.

Промежуточное дно расположено так, что перфорированная часть дренажных элементов обращена вниз корпуса.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Анализ известных решений в данной области показал, что предложенный фильтр имеет признаки, использование которых в заявленной совокупности признаков дает возможность достичь нового результата, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.

Предложенное решение применимо, работоспособно и осуществимо, т.к. может быть изготовлено по известным технологиям изготовления и сборки фильтров как в массовом производстве, так и мелкими партиями и использовано для очистки жидкости в любых отраслях промышленности, следовательно, соответствует условию патентоспособности “промышленная применимость”.

Фиг.1 - фильтр.

Фиг.2 - промежуточное дно с дренажными элементами (вид I фиг.1).

Фиг.3 - дренажный элемент (вид I фиг.2).

Фильтр состоит из корпуса 1 с верхним и нижним днищами 2, 3 соответственно. В верхней части корпуса 1 установлено распределительное устройство 4. Промежуточное дно 5 (так называемое “ложное дно”) установлено в нижней части корпуса 1 над днищем 3. Возможна установка промежуточного дна 5 в верхней части корпуса или возможна установка сразу нескольких, когда одно промежуточное дно расположено под другим. В промежуточном дне 5 выполнены отверстия 6, в которых установлены и закреплены дренажные элементы 7. В качестве дренажных элементов 7 могут быть использованы, например, щелевые колпачки.

Дренажные элементы имеют верхнюю перфорированную часть 8 и нижнюю часть 9, являющуюся корпусом и соединенную с патрубком 10. В верхний край нижней части 9 завальцована нижняя кромка перфорированной части 8. Соединение перфорированной части 8 и нижней части 9 может быть осуществлено каким-либо иным способом, например, перфорированная часть может быть припаяна к нижней. В рассматриваемом примере осуществления изобретения обе части 8 и 9 имеют форму усеченного конуса (см. фиг.3). Однако нижняя часть 9 может быть и цилиндрической формы.

Над каждым отверстием 6 в промежуточном дне 5 выполнено углубление 11, форма которого соответствует форме нижней части 9 дренажного элемента 7. Таким образом, нижняя часть 9 дренажного элемента 7 заглублена в углублении 11 промежуточного дна 5, и над поверхностью последнего выступает перфорированная часть 8 (см. фиг.3). На промежуточном дне 5 расположен слой зернистой загрузки 12. Промежуточное дно может быть установлено таким образом, что перфорированная часть 8 дренажных элементов 7 будет обращена вверх корпуса 1 (см. фиг.1) либо может быть повернуто так, что перфорированная часть 8 дренажных элементов 7 будет обращена в сторону нижнего дна 3 корпуса 1 - в зависимости от направления фильтрации жидкости.

Во втором случае зернистая загрузка 12 будет расположена под промежуточным дном 5 и будет установлено как минимум два промежуточных дна друг под другом.

Корпус 1 фильтра снабжен патрубком 13 для подвода промывной воды и отвода отфильтрованной жидкости и патрубком 14 для подвода очищаемой и отвода промывной воды, которые в рассматриваемом случае изготовления расположены соответствующим образом.

Фильтр работает следующим образом. Очищаемая жидкость через патрубок 14 подается в корпус фильтра и с помощью распределительного устройства 4 распределяется по всему поперечному сечению. Далее вода поступает в слой зернистой загрузки 12, где она очищается как от механических нерастворимых, так и от растворимых примесей, проходит через перфорированную часть 8 дренажных элементов 7 и через патрубок 10 поступает в пространство, расположенное под промежуточным дном, и отводится через патрубок 13. При фильтрации жидкости слой зернистой загрузки постепенно насыщается примесями, и процесс фильтрации становится неэффективным. Поэтому проводится регулярная промывка и регенерация зернистой загрузки. Для чего через патрубок 13 под большим давлением подается сначала воздух, а затем промывочная жидкость, которая, выходя из выступающей перфорированной части 8 соседних дренажных элементов, поднимает зернистую загрузку, взрыхляет, очищает и регенерирует ее.

За счет того, что над каждым отверстием 6 в промежуточном дне 5 выполнено углубление 11, соответствующее по форме нижней части 9 дренажного элемента 7, нижняя часть 9 дренажных элементов заглублена в нем и над поверхностью промежуточного дна 5 выступает только перфорированная часть 8. Таким образом предотвращается разрушение зернистой загрузкой нижней части 9 дренажных элементов во время промывки.

Поскольку перфорированная часть 8 выполнена конусообразной, такое расположение дренажных элементов на промежуточном дне 5 позволяет потоку промывной жидкости охватывать большую зону “В” обработки зернистой загрузки, уменьшая “мертвые зоны” промывки (см. фиг.3).

Кроме того, выполнение перфорированной части 8 в виде усеченного конуса и расположение нижней части дренажных элементов в углублении 11 позволяет уменьшать степень разрушения соседних дренажных элементов 7 зернистой загрузкой. Такого эффекта возможно достичь за счет того, что зернистая загрузка 12, поднимаемая водой, выходящей из щелей перфорированного участка 8, поднимается вверх под определенным углом, обеспеченным конусообразностью перфорированной поверхности 8, и попадает на соседние перфорированные части дренажных элементов вскользь, и, таким образом, их повреждение сводится к минимуму, а нижние части 9 защищены от повреждения полностью, что увеличивает срок службы дренажных элементов.

Фильтр может быть изготовлен как в серийном производстве, так и мелкими партиями с использованием известных технологий изготовления и сборки.

Изобретение предназначено для механической или ионообменной очистки жидкости и может быть использовано во всех отраслях промышленности, где требуется очистка жидкости. Фильтр для очистки жидкостей содержит корпус с днищем, по крайне мере одно промежуточное дно с расположенной на нем зернистой загрузкой и закрепленными в его отверстиях дренажными элементами с верхней перфорированной частью и нижней частью, соединенной с патрубком. Верхняя часть дренажных элементов выполнена в виде усеченного конуса, а над каждым отверстием в промежуточном дне выполнено углубление, форма которого соответствует форме нижней части дренажного элемента. Технический результат - минимизировать "мертвые зоны", образующиеся между дренажными элементами и поверхностью промежуточного дна и ухудшающие качество регенерации и промывки зернистой загрузки, а также исключить повреждение поверхности дренажных элементов зернистой загрузкой при ее взрыхлении во время промывки и регенерации. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Фильтр для очистки жидкостей, содержащий корпус с днищем, по крайней мере одно промежуточное дно с расположенной на нем зернистой загрузкой и закрепленными в его отверстиях дренажными элементами с перфорированной частью и нижней частью, соединенной с патрубком, отличающийся тем, что перфорированная часть дренажных элементов выполнена в виде усеченного конуса, а над каждым отверстием в промежуточном дне выполнено углубление, соответствующее по форме нижней части дренажного элемента, так что дренажные элементы нижней своей частью утоплены в упомянутых углублениях.2. Фильтр для очистки жидкостей по п.1, отличающийся тем, что промежуточное дно расположено так, что перфорированная часть дренажных элементов обращена вверх корпуса.3. Фильтр для очистки жидкостей по п.1, отличающийся тем, что промежуточное дно расположено так, что перфорированная часть дренажных элементов обращена вниз корпуса.