Противоточный ионитный фильтр Советский патент 1990 года по МПК B01J47/02 

Изобретение относится к очистке жидкостей, а именно к фильтрам с ионообменными материалами - ионитами, и может быть использовано в водоприготовитель- ных установках промышленных предприятий.

Цель изобретения - повышение производительности фильтра, зкономичности его работы и расширение области применения.

На фиг. 1 показан фильтр, продольный разрез: на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1, положение отражателей во время подачи обрабатываемой воды и взрыхления; на фиг. ,4 - вид Б на фиг. 1. положение отражателей во время пропускания раствора реагента.

Противоточный ионитный фильтр состоит из корпуса 1, верхнего 2 и нижнего 3 сборно-распределительных средств, средства 4 для сбора и распределения жидкостей и зажатия слоя ионита, ниже которого

размещен слой 5 фильтрующего ионита, патрубка 6 для подачи в фильтр обрабатываемой воды и отвода из фильтра промывной воды, патрубка 7 для отвода из фильтра обработанной воды, подачи в фильтр промыв- .ной воды и раствора реагента, патрубка 8 для отвода из фильтра отработанного раствора реагента и патрубка 9. подключенного над средством 4 и предназначенного для отвода воды из объема 10, который предусмотрен для расширения загрузочного материала при его взрыхлении (камера взрыхления). Патрубок 8 соединен с полостью 11 средства 4.

Средство 4 снабжено перепускными патрубками 12, закрепленными заподлицо с его верхней 13 и нижней 14 перегородками и проходящими через его полость 11. Нижняя перегородка 14 снабжена отверстиями 15, расположенными между перепускными патрубками 12 и дренажнУми устройствами

(Л

ю

Сл)

о ю ю

16 (например, полукруглыми пластинами с насечкой), прикрепленными к нижней поверхности перегородки 14 под отверстиями 15. В полости 11 установлены ребра 17 жесткости, прикрепленные к перегородкам 13 и 14. Перегородка 13 установлена с наклоном от места подключения патрубка 8 к полости 11. Под перепускными патрубкам И 12 установлены отражатели 18, прикрепленные к перегородке 14 посредством фиксаторов 19, выполненных из материала, обладающего эффектом памяти формы, например из сплава нитинола (54,5% никеля, остальное титан), у которого обратимое мар- тенситное превращение происходит в диа пазоне температур 40-80°С.

Предварительно фиксаторы обучают двум формам соответственно с максимальной и р инммальной длиной. Изменение длины фиксатора производят с помощью специального приспособления. Форму с максимальной длиной получают при темпе- обрабатываемой и промывной вод, а форму с минимальной длиной - при температуре раствора реагента для регенерации ионита, причем значения указанных температур находятся по обе границы диапазона температур обратимого мартенситного превращения материала фиксаторов. После придания фиксаторам формы при большей из температур сред производят закалку изделия из /3 -области, а форму, полученную при меньшей из темпераг/р сред, фиксируют FJ приспособлении путем отпуска. В. результате такого обучения фиксаторы при каждом пропуске обрабатываемой и про; мывной воды приобретают максимальную длину и, перемещая отражатели вниз, обеспечивают открытие перепускных патрубков, а при по,цаче регенерационного растворгЭ реагента (или воды с температурой, равной температуре этого раствора) вспоминают свою форму с минимальной длиной, чем обеспечивают плотное перекрытие отражателями проходного сенения перепускных патрубков.

Эффект памяти формы присущ целому ряду материалов со структурой упорядоченного термоупругого, внутренне двойнико- ванного мартенсита, в частности, сплавам Ti-Nt, Cu-Sn, NI-AI, Cu-Zn, Cu-AI-Mn, Cu Zn-Si, Cu-AI-NI:T -6A --4V, стали 12X18H10T ит,д.

Противоточный ионитный фильтр работает следующим образом.

Обрабатываемую воду подают в фильтр по патрубку 6, она проходит верхнее сборно-распределительное средство 2. объем 10, перепускные патрубкг 12 средства 4 и поступает в слой 5 фильтрующего ионита.

t-

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

При температуре обрабатываемой воды длина фиксаторов 19 максимальна, поэтому отражатели 18 открывают перепускные патрубки 12 и не создают препятствия выходу воды, что обеспечивает увеличение пропуска воды через фильтр. Обработанную воду через нижнее сборно-распределительное средство 3 и патрубок 7 направляют потребителю. При появлении в фильтрате концентрации удаляемого иона выше допустимого предела фильтр отключают на регенерацию. Для этого ri :aчaлe производят взрыхление слоя 5 ионита путем подачи через патрубок 7 промывной воды с температурой, равной температуре обрабатываемой воды, вследствие чего длина фиксаторов 19 остается максимальной, а перепускные патрубки 12 - открытыми. Промывная вода вытесняет материал слоя 5 через перепускные патрубки 12 в объем 10 над средством 4. Воду, содер - жащую отмытые загрязнения и ионитную мелочь, отводят из фильтра по патрубку б. Обеспечение в данном фильтре повышенного проходного сечения перепускных патруб- ков 12, а также предотвращение дросселирования потока отражателями 18 позволяет повысить качество взрыхления и соответственно экономичность работы фильтра. По окончании взрыхления осуществляют регенерацию ионита, для чего предварительно через патрубок б подают в фильтр воду, температуру которой устанавливают путем изменения температур обрабатываемой и промывной вод череэ диапазон температур обратимого мартен- ситного превращения материала фиксаторов 19. Эту воду отводят из фильтра по патрубку 1.

Вследствие указанного изменения температуры среды в фильтре фиксаторы 19 вспоминают свою форму с минимальной длиной и обеспечивают плотное закрытие отражателями 18 перепускных патрубков 12,0 чем судят по повышению давления в фильтре. Чтобы сохранить это положение отражателей 18, обеспечивают проток воды через объем 10 путем ее дренирования по патрубку 9 либо производят опорожнение объема 10 через данный патрубок. Наряду с этим воду с температурой, равной температуре воды, подаваемой по патрубку 6, направляют в фильтр по патрубку 7, отводя ее по патрубку 8, чем производят гидравлическое зажатие ионита к нижней перегородке 14 средства 4. Не изменяя температуры подаваемой в фильтр среды подают по патрубку 7 регенерационный раствор реагента и отводят отработанный раствор по патрубку 8, Отмывку ионита от продуктов регенера- ции производят водой с температурой, равной температуре регенерационного раствора, аналогично регенерации. После завершения отмывки кратковременно подают обрабатываемую воду по патрубку 8 иотводят ее по патрубку 7, вследствие чего длина фиксаторов 19 вновь увеличивается и отражатели 18 открывают перепускные патрубки 12. Чтобы ускорить открытие патрубков 12, обрабатываемую воду подают также по патрубку 6 с отводом ее по патрубку 9. За- тем фильтр включают в работу.

По сравнению с известным в предлагаемом противоточном ионитном фильтре выше производительность и экономичность за счет меньшего гидравлического сопротив- ления и увеличения эффективности взрыхлений и регенераций ионита. Кроме того, вследствие возможности отказа от специального среднего сборно-распределительного средства, насоса с трубопроводом и арматурой для подачи отработанного регенерационного раствора в верхнюю часть фильтра и выполнения перегородок из металла небольшой толщины у предлагаемого фильтра ниже металлоемкость и выше на- дежность,

Ф о р м у л а и 3 о б р ете н ия 1. Противоточный ионитный фильтр; содержащий корпус, установленные в нем верхнее и нижнее сборно-распределительные средства с подводящими и отводящими

патрубками, расположенный на нижнем- средстве слой ионита. отличающийся тем, что. с целью повышения производительности фильтра и экономичности его работы, он снабжен средством для сбора и распределения жидкостей и зажатия слоя ионита. выполненным в виде врехней и нижней перегородок, между которыми к корпусу фильтра подсоединен патрубок для отвода раствора реагентов, при этом перегородки соединены перепускными патрубками, между которыми в нижней перегородке выполнены отверстия, и под перепускными патрубками установлены отражатели, прикрепленные к нижней перегородке посредством фиксаторов, выполненных из материала, обладающего эффектом памяти формы.

2.Фильтр по п. 1,отличающийся тем, что он снабжен патрубком для отвода воды, присоединенным к корпусу над верхней перегородкой.

3.Фильтр по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что верхняя перегородка установлена с наклоном от места подсоединения патрубка для отвода раствора реагентов,

4.Фильтр по пп. 1-3, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области применения фильтра, нижняя перегородка снабжена дренажными устройствами, прикрепленными к ее нижней поверхности под отверстиями.

12

Изобретение относится к противоточным ионитным фильтрам и позволяет повысить производительность, экономичность работы и расширить функциональные возможности. Фильтр состоит из корпуса, верхнего и нижнего сборно-распределительных устройств, слоя ионита и средства для сбора и распределения жидкостей и зажатия слоя ионита, которое выполнено в виде двух перегородок, соединенных перепускными патрубками, под которыми установлены отражатели, прикрепленные к нижней перегородке посредством фиксаторов из материала, обладающего эффектом памяти формы, при этом в нижней перегородке выполнены отверстия и к корпусу между перегородками прикреплен патрубок для отвода реагентов и воды для обратимого мартенситного превращения фиксаторов. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

I

12,

чХ

f8

Фие.2 I

/

15

SS: rt:

Фиг.3

8ид В

16