ФИЛЬТРОВАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ВОДЫ Российский патент 2021 года по МПК B01D33/73 

Изобретение относится к фильтровальному устройству для подготовки воды и к технологическому способу для фильтровального устройства для подготовки воды согласно соответствующим пунктам формулы изобретения.

Как известно, для механической подготовки воды, например для удаления взвешенных веществ, используют фильтровальные устройства. Подобные фильтры используют обычно на участке так называемой предварительной или основной фильтрации. Существует также возможность обеспечения работы фильтровальных устройств с их последовательным включением.

Фильтровальные устройства для подготовки воды уже известны в различных вариантах конструктивного выполнения. Подобные фильтровальные устройства имеют впускную трубу для подвода подлежащей очистке исходной воды и охватывающий впускную трубу фильтровальный блок с содержащими фильтровальную сетку элементами сетчатого фильтра для прохождения исходной воды в окружающий фильтровальный блок резервуар под сток отфильтрованной воды.

Из уровня техники в качестве фильтровальных устройств известны, например, дисковые фильтры. Дисковые фильтры вместе с сетками встраиваются в собственные отдельные емкости или в предусмотренные для этого резервуары с возможностью вращения вокруг оси. При этом очищаемую воду с помощью центральной подающей линии подают через центральную трубу на фильтровальную кассету с дисковыми фильтрами. Вода через центральную трубу равномерно распределяется на несколько фильтровальных кассет. Сетчатое устройство снабжено выбранной с учетом качества воды сеткой с размером ячеек от 10 до 100 мкм.

Задержанные частицы грязи откладываются изнутри на поверхностях сетки и со временем закупоривают ее. Возрастающая разность давлений (или связанное с этим возрастание гидростатического напора) измеряется датчиком во впускном штуцере, и при превышении уставки фильтровальные кассеты проворачиваются так, что доступными оказываются новые фильтрующие поверхности. Фильтрующие поверхности при этом только частично погружены в воду и в провернутом состоянии очищаются с помощью подвижных промывочных сопел высокого давления, так что при следующем проворачивании они снова оказываются в распоряжении для фильтрации. Фильтрат собирается в ванне под дисковым фильтром. Недостаток дисковых фильтров заключается в том, что очистка часто оказывается недостаточной, прежде всего, потому, что сетка имеет сложную геометрию, при которой несколько различных поверхностей сетки расположено под различными углами по отношению друг к другу так, что не обеспечивается оптимальный угол выставления очистных сопел для опрыскивания определенных поверхностей.

В AT 265315 В приведено описание фильтровального устройства, которое включает в себя фильтровальный барабан с кожухом фильтра, проходящим вдоль контура барабана по его длине и расположенным зигзагообразными складками вдоль барабана параллельно оси его вращения. Для очистки этого кожуха фильтра используют очистные сопла, выставленные радиально к фильтровальному барабану, из которых выталкивается воздух для очистки кожуха фильтра от фильтрата, задержанного на его внутренней поверхности. Вследствие этой геометрической компоновки радиально выставленных сопел относительно расположенного зигзагообразными складками кожуха фильтра в режиме очистки определенных сетчатых поверхностей кожуха фильтра получается неблагоприятный угол выставления очистных сопел относительно определенных сетчатых поверхностей, так что кожух фильтра очищается только в недостаточной степени и быстро забивается фильтратом.

Кроме того, из DE 2629958 А1 и ЕР 0553293 В1 известно выполнение сетки в корпусе в форме выполненного с возможностью вращения посредством привода барабана, причем на внешней стороне барабана расположена фильтровальная сетка. Через барабан непрерывно промывают загрязненную воду или шлам, причем на образующей внешние поверхности барабана фильтровальной сетке со временем накапливается слой подлежащего отделению материала. Недостаток при этом заключается в том, что фильтровальная сетка вдоль внешнего контура быстро засоряется.

Задача изобретения заключается в создании фильтровального устройства для подготовки воды, в котором устранены известные из уровня техники недостатки, и которое, прежде всего, быстро не засоряется и имеет хорошо очищаемую конфигурацию сетки. Кроме того, задача изобретения заключается в разработке способа работы фильтровального устройства для подготовки воды, с помощью которого из воды можно отфильтровывать максимально мелкие частицы.

Предметом изобретения является фильтровальное устройство для подготовки воды, имеющее впускную трубу для подвода подлежащей очистке исходной воды и охватывающий впускную трубу фильтровальный блок, выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения и содержащий элементы сетчатого фильтра для прохождения исходной воды в окружающий фильтровальный блок резервуар для отфильтрованной воды. Элементы сетчатого фильтра простираются параллельно оси вращения по длине фильтровального блока и имеют треугольную форму поперечного сечения с расположением вершины радиально наружу элементов сетчатого фильтра. Конфигурация и компоновка элементов сетчатого фильтра обеспечивают преимущество, заключающееся в том, что под фильтровальную сетку доступна большая площадь поверхности и что, кроме того, геометрия элементов сетчатого фильтра является простой и соответственно хорошо пригодной для очистки. Каждый элемент сетчатого фильтра включает в себя фильтровальную сетку, выполненную из нержавеющей стали или пластмассы и имеющую размер ячеек от 5 до 100 мкм. Фильтровальный блок установлен с возможностью вращения на впускной трубе посредством подшипника, а фильтровальное устройство также включает в себя уплотнительное кольцо Зиммера на подшипнике для герметичного уплотнения внутреннего пространства фильтровального блока таким образом, что исходная вода поступает в резервуар для отфильтрованной воды только через элемент сетчатого фильтра.

Как указано выше, фильтровальное устройство включает в себя уплотнительное кольцо Зиммера. Таким образом, сделан акцент на полностью разделяющий исходную воду и отфильтрованную воду барабан, который посредством уплотнительных элементов обеспечивает герметичное обособление исходной воды и фильтрата.

В частности, каждый элемент сетчатого фильтра включает в себя пластмассовую раму и расположенную на пластмассовой раме (заделанную) фильтровальную сетку. Пластмассовая рама придает простирающемуся наружу элементу сетчатого фильтра хорошую устойчивость. В предпочтительном примере выполнения по периметру фильтровального блока с равномерным распределением расположены от 10 до 20 элементов сетчатого фильтра (например, 14).

Предпочтительно, фильтровальная сетка выполнена из нержавеющей стали (проволочная сетка) или пластмассы с размером ячеек от 5 до 100 мкм. Фильтровальная сетка может состоять из нескольких частей, соответственно огражденных решетчатой пластмассовой рамой.

Кроме того, элементы сетчатого фильтра, предпочтительно, на расположенной радиально наружу вершине выполнены со скруглением.

Предлагаемое в изобретении фильтровальное устройство также включает в себя расположенное над фильтровальным блоком разбрызгивающее устройство. Разбрызгивающее устройство расположено над установленным в фильтровальном блоке сточным желобом. Благодаря этой компоновке вода, разбрызгиваемая из разбрызгивающего устройства на фильтровальную сетку для очистки, вместе со смытой грязью (отфильтрованными осадками) падает на сточный желоб. Сточный желоб выводит эту грязь из фильтровального блока.

В предпочтительном исполнении разбрызгивающее устройство включает в себя несколько разбрызгивающих сопел, которые расположены по меньшей мере двумя (параллельными) рядами. При этом разбрызгивающие сопла расположены так, чтобы осуществлять разбрызгивание в направлении соответственно другого ряда разбрызгивающих сопел (в направлении друг на друга). Подобным образом можно одновременно обрызгивать обе внешние поверхности элементов сетчатого фильтра с треугольной формой поперечного сечения и расположенной радиально наружу вершиной.

Кроме того, разбрызгивающее устройство, предпочтительно, соединено с очистным насосом. Насос выполнен таким образом, чтобы подавать на разбрызгивающие сопла воду из резервуара с отфильтрованной водой. Благодаря погружению всасывающего патрубка насоса в резервуар с отфильтрованной водой обеспечивается конструктивно простое решение по подаче чистой воды на разбрызгивание.

Согласно еще одному аспекту изобретения фильтровальное устройство включает в себя модуль управления, датчик обратной промывки, датчик нехватки воды и датчик перелива. Вследствие степени загрязнения сетчатых фильтров уровень воды в фильтровальном блоке повышается. Уровень воды в фильтровальном блоке фиксируют датчиком обратной промывки, и при выходе уровня воды на соответствующую высотную отметку запускается способ очистки. По ходу этого способа очистки воду с помощью насоса разбрызгивают через разбрызгивающие сопла на внешнюю сторону элементов сетчатого фильтра фильтровального блока, который медленно поворачивается для очистки элементов сетчатого фильтра снаружи внутрь.

Фильтровальный блок вращается в резервуаре с отфильтрованной водой, который обеспечивает запас воды для насоса обратной промывки. Достаточный уровень воды обеспечивается с помощью датчика нехватки воды.

Датчик перелива предусмотрен в качестве защитного устройства, поскольку при слишком сильном повышении уровня исходной воды она переливается в отфильтрованную воду. Так, с помощью датчика перелива можно перекрыть подачу (срабатывание внешнего клапана) и перевести агрегат в аварийный режим работы.

Кроме того, предметом изобретения является способ подготовки воды посредством очистки исходной воды с помощью предлагаемого в изобретении фильтровального устройства. Способ отличается тем, что в состав фильтровального блока включают по меньшей мере один элемент сетчатого фильтра с размером ячеек от 5 до 100 мкм, и причем из исходной воды при ее прохождении через фильтровальный блок отфильтровывают частицы, в частности взвешенные вещества, с размером частиц 5 мкм.

Далее приведено подробное разъяснение изобретения на основе примеров, схематично представленных на прилагаемых чертежах.

На фигурах показано:

Фиг. 1 пример конструктивного выполнения фильтровального устройства для подготовки воды, показанного в разрезе в виде сбоку; и

Фиг. 2 вид фильтровального устройства согласно фиг. 1 в аксонометрии, в разрезе.

Фиг. 1 представляет разъяснение фильтровального устройства 1 для подготовки воды на основе примера конструктивного выполнения согласно изобретению. Фильтровальное устройство 1 снабжено впускной трубой 2, через которую подается подлежащая очистке, например, от взвешенных веществ исходная вода. Снабженная впускными отверстиями 21 впускная труба 2 по длине участка охвачен выполненным с возможностью вращения вокруг оси вращения А-А фильтровальным блоком 3, причем ось вращения А-А совпадает со средней осью впускной трубы 2. Фильтровальный блок 3 имеет в общей сложности четырнадцать расположенных по периметру элементов 31 сетчатого фильтра для прохождения исходной воды в окружающий фильтровальный блок резервуар 4 для отфильтрованной воды. Для обеспечения большой площади поверхности под фильтровальную сетку и с учетом того, что геометрия элементов 31 сетчатого фильтра является простой и соответственно хорошо пригодной для очистки, фильтровальный блок 3 снабжен несколькими простирающимися параллельно оси вращения А-А по длине фильтровального блока 3, имеющими треугольную форму поперечного сечения с расположением вершины радиально наружу элементами 31 сетчатого фильтра.

Каждый элемент 31 сетчатого фильтра включает в себя пластмассовую раму 32 и несколько расположенных на пластмассовой раме 32 фильтровальных сеток 33, которые в рассматриваемом примере выполнены из нержавеющей стали и имеют размеры ячеек от 5 до 100 мкм.

С помощью подшипника 22 (шарикоподшипника или подшипника качения' фильтровальный блок 3 установлен на впускной трубе 2 с возможностью вращения. Кроме того, фильтровальное устройство 1 соответственно может иметь на подшипнике 22 уплотнительное кольцо Зиммера для герметичного уплотнения внутреннего пространства фильтровального блока 3. Таким образом исходная вода попадает из фильтровального блока 3 в окружающий фильтровальный блок 3 резервуар 4 для отфильтрованной воды только через элементы 31 сетчатого фильтра. В приведенном примере фильтровальное устройство 1 включает в себя корпус 10 с окружающим фильтровальный блок 3 резервуаром 4 для отфильтрованной воды.

Для очистки фильтровальных сеток над фильтровальным блоком 3 предусмотрено разбрызгивающее устройство 5 для разбрызгивания очистной жидкости на фильтровальные сетки 33, причем разбрызгивающее устройство 5 установлено над сточным желобом 34, расположенным в фильтровальном блоке 3 и рассчитанным для отведения смытой отфильтрованной грязи из фильтровального блока 3 или из фильтровального устройства 1.

При этом сточный желоб 34 заходит в конструктивно разделенную впускную трубу 2, которая в своей передней части подает исходную воду, а в задней части отводит грязную разбрызганную воду. Таким образом, одна отдельная труба может быть выполнена как впускная труба 2 с отводящим сегментом.

Разбрызгивающее устройство 5 в приведенном примере имеет двадцать четыре разбрызгивающих сопла 51, которые расположены в два ряда, в каждом по двенадцать разбрызгивающих сопел 51, причем разбрызгивающие сопла 51 расположены так, чтобы осуществлять разбрызгивание в направлении соответственно другого ряда разбрызгивающих сопел 51. При этом фильтровальный блок 3 может медленно проворачиваться с помощью приводного механизма.

Разбрызгивающее устройство 5 подключено к насосу 52, причем насос 52 выполнен таким образом, чтобы подавать на разбрызгивающие сопла 51 отфильтрованную воду из резервуара 4.

На фиг. 2 в разрезе схематично представлен вид фильтровального устройства 1 согласно фиг. 1 в аксонометрии. Фильтровальное устройство 1 снабжено впускной трубой 2, которая охвачена фильтровальным блоком 3. Фильтровальный блок 3 в этом примере имеет в общей сложности четырнадцать расположенных по периметру элементов 31 сетчатого фильтра для прохождения исходной воды в окружающий фильтровальный блок 3 резервуар 4 для отфильтрованной воды. Элементы 31 сетчатого фильтра, простирающиеся по длине фильтровального блока 3, выполнены с треугольной формой поперечного сечения и с расположением вершины радиально наружу.

Фильтровальный блок 3 выполнен с возможностью вращения, а для очистки фильтровальных сеток 33 сверху предусмотрено разбрызгивающее устройство 5 для разбрызгивания очистной жидкости на фильтровальные сетки 33, причем разбрызгивающее устройство 5 смонтировано над сточным желобом 34, расположенным в фильтровальном блоке 3 и рассчитанным для отведения смытой отфильтрованной грязи из фильтровального блока 3 или из фильтровального устройства 1.

Изобретение предназначено для фильтрования воды. Фильтровальное устройство (1) для подготовки воды содержит впускную трубу (2) для подвода подлежащей очистке исходной воды и охватывающий впускную трубу (2) фильтровальный блок (3), выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения (А-А) и содержащий элементы (31) сетчатого фильтра для прохождения исходной воды в окружающий фильтровальный блок (3) резервуар (4) для отфильтрованной воды. Элементы (31) сетчатого фильтра простираются параллельно оси вращения (А-А) по длине фильтровального блока (3) и имеют треугольную форму поперечного сечения с расположением вершины радиально наружу элементов (31) сетчатого фильтра. Каждый элемент (31) сетчатого фильтра включает в себя фильтровальную сетку (33), выполненную из нержавеющей стали или пластмассы и имеющую размер ячеек от 5 до 100 мкм. Фильтровальный блок (3) установлен с возможностью вращения на впускной трубе (2) посредством подшипника (22), а фильтровальное устройство (1) также включает в себя уплотнительное кольцо Зиммера на подшипнике (22) для герметичного уплотнения внутреннего пространства фильтровального блока (3) таким образом, что исходная вода поступает в резервуар (4) для отфильтрованной воды только через элемент (31) сетчатого фильтра. Устройство включает расположенное над фильтровальным блоком (3) разбрызгивающее устройство (5), расположенное над установленным в фильтровальном блоке (3) сточным желобом (34). Технический результат: исключение быстрого засорения сетки, обеспечение возможности отфильтровывать максимально мелкие частицы. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Фильтровальное устройство (1) для подготовки воды, имеющее впускную трубу (2) для подвода подлежащей очистке исходной воды и охватывающий впускную трубу (2) фильтровальный блок (3), выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения (А-А) и содержащий элементы (31) сетчатого фильтра для прохождения исходной воды в окружающий фильтровальный блок (3) резервуар (4) для отфильтрованной воды, отличающееся тем, что элементы (31) сетчатого фильтра простираются параллельно оси вращения (А-А) по длине фильтровального блока (3) и имеют треугольную форму поперечного сечения с расположением вершины радиально наружу элементов (31) сетчатого фильтра, причем каждый элемент (31) сетчатого фильтра включает в себя фильтровальную сетку (33), выполненную из нержавеющей стали или пластмассы и имеющую размер ячеек от 5 до 100 мкм, фильтровальный блок (3) установлен с возможностью вращения на впускной трубе (2) посредством подшипника (22), а фильтровальное устройство (1) также включает в себя уплотнительное кольцо Зиммера на подшипнике (22) для герметичного уплотнения внутреннего пространства фильтровального блока (3) таким образом, что исходная вода поступает в резервуар (4) для отфильтрованной воды только через элемент (31) сетчатого фильтра, а также включает в себя расположенное над фильтровальным блоком (3) разбрызгивающее устройство (5), причем разбрызгивающее устройство (5) расположено над установленным в фильтровальном блоке (3) сточным желобом (34).

2. Фильтровальное устройство (1) по п. 1, причем каждый элемент (31) сетчатого фильтра также включает в себя пластмассовую раму (32), на которой расположена фильтровальная сетка (33).

3. Фильтровальное устройство (1) по п. 2, причем элементы (31) сетчатого фильтра на расположенной радиально наружу вершине выполнены со скруглением.

4. Фильтровальное устройство (1) по одному из предшествующих пунктов, включающее в себя, кроме того, корпус (10) с окружающим фильтровальный блок (3) резервуаром (4) для отфильтрованной воды.

5. Фильтровальное устройство (1) по п. 1, причем разбрызгивающее устройство (5) включает в себя несколько разбрызгивающих сопел (51), которые расположены в два ряда, причем разбрызгивающие сопла (51) расположены так, чтобы осуществлять разбрызгивание в направлении соответственно другого ряда разбрызгивающих сопел (51).

6. Фильтровальное устройство (1) по п. 5, причем разбрызгивающие сопла (51) расположены так, чтобы одновременно обрызгивать обе внешние поверхности расположенного между ними элемента (31) сетчатого фильтра с треугольной формой поперечного сечения и расположенной радиально наружу вершиной.

7. Фильтровальное устройство (1) по п. 1, причем разбрызгивающее устройство (5) подключено к насосу (52), причем насос (52) выполнен таким образом, чтобы подавать на разбрызгивающие сопла (51) отфильтрованную воду из резервуара (4).

8. Фильтровальное устройство (1) по одному из предшествующих пунктов, включающее в себя, кроме того, модуль управления, датчик обратной промывки, датчик нехватки воды и датчик перелива.

9. Способ подготовки воды посредством очистки исходной воды с помощью фильтровального устройства (1) по одному из предшествующих пунктов, характеризующийся тем, что из исходной воды при ее прохождении через фильтровальный блок (3) непрерывно отфильтровывают частицы, в частности взвешенные вещества, с размером частиц 5 мкм.