Водозаборный фильтр Советский патент 1992 года по МПК B01D24/46 B01D29/62 

Изобретение относится к водозаборным устройствам и может быть использовано в сельхозводоснабжении и орошении.

Известен гидроциклонный заборный фильтр для всасывающего трубопровода насоса, состоящий из цилиндрической камеры и двух противоположно направленных цилиндрических раструбов, присоединенных к торцам цилиндрической камеры, тангенциальных входных, сливных и Песковых тру- бопров дов.

Недостатком такого заборного фильтра является сложность его конструкции и необходимость расхода воды, для использования в качестве энергоносителя питающего гидроэлеватор, отбираемой из напорной части установки.

Известен гидроциклонный заборный фильтр для всасывающего трубопровода насоса, содержащий цилиндрическую камеру и два противоположно направленных цилиндрических раструба, присоединенных к торцам цилиндрической камеры, сливную перфорированную трубу, камеру сбора осветленной воды, песковые патрубки, шнек и гидроэлеватор.

Недостатком такого заборного фильтра является сложность его конструкции, нетехнологичность в изготовлении и ремонте, а также необходимость расхода воды, для использования в качестве энергоносителя питающего гидроэлеватор, отбираемой из напорной части установки.

Целью настоящего изобретения является улучшениеэксплуатационныхсвойств водозаборныхфильтров,путем использования энергии потока для саморегенерации фильтрующего материала.

Поставленная цель достигается тем, что водозаборный фильтр, содержащий камеру осветленной воды, цилиндрическую камеру, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных свойств путем использования энергии потока для саморегенерации фильтрующего материала, камера осветленной воды выполнена в виде Т-образного трубопровода,вертикальная часть которого перфорирована, цилиндрическая камера выполнена в виде двух дисков и установленных вертикально между ними по их периметру осей и снабжена лопастями, шарнирно закрепленными на последних, упорами, жестко присоединенными к дискам, крупно и мелко ячеистыми сетчатыми цилиндрами, охватывающими вертикальную часть трубопровода, гирляндами лепе- стково-ершового фильтрующего материала, расположенного на диагонально закрепленных вялых нитях и игольчато-ершовыми гирляндами, чередующимися с последними.

Верхний и нижний поплавки установлены на подшипниках, позволяющих им иметь вращение в горизонтальной плоскости, а горизонтальный участок Т-образного трубопровода двумя парами шарнирных соединений связан с неподвижной частью водоприемного трубопровода; рабочие элементы встряхивающего устройства, работающего по принципу трещетки, установлены

0 на вертикальном участке Т-образной трубы, между поплавками и верхним и нижним дисками барабана, подпружинены и своими свободными концами опираются на выступы упоров, установленных в дисках бараба5 на.

Нафиг.1 схематически изображен водозаборный фильтр в потоке воды; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1.

Водозаборный фильтр состоит из водо0 приемной рамы, имеющей неподвижное звено 1 и подвижное звено 2, поплавков верхнего 3 и нижнего 4, барабана 5, в котором размещен фильтрующий материал 6. Неподвижное звено 1 шарнирами 7 и 8 свя5 зано с элементами 9 и 10 подвижного звена 2, которые в свою очередь шарнирами 11 и 12 связаны с горизонтальным участком Т- образной формы трубопровода 13, вертикальная часть которого имеет перфорацию

0 14 и служит базой для установки подшипников 15 и 16, принадлежащих поплавкам 3 и 4 и подшипников 17 и 18, на которых установлены диски 19 и 20 барабана 5. По своему периметру диски 19 и 20 соединены

5 осями 21, к которым шарнирно присоединены лопасти 22 своими противоположными краями, опирающиеся на упоры 23, установленные между дисками 19 и 20 и жестко к ним присоединенные. Участок вертикаль0 ной трубы 14, имеющий перфорацию, охватывают крупно и мелко ячеечные сетчатые цилиндры 24 и 25, которые в верхней и нижней своей части присоединены к дискам 19 и 20. Между сетчатыми цилиндрами 24 и 25,

5 на диагонально расположенных вялых нитях, закреплены гирлянды лепестково-ер- шового фильтрующего материала 6, чередующиеся с игольчато-ершовыми гирляндами. Между дисками 19 и 20 и поплав0 ками 3 и 4 на вертикальном участке Т-образного трубопровода 13 установлено встряхивающее устройство, состоящее из присоединенных к трубе, между поплавками 3 и 4 и граничными с ними дисками 19 и

5 20, подпружиненных стержней 26 и 27, своими свободными концами опирающихся на выступы упоров 23, установленных на дисках 19 и 20.

Водозаборный фильтр работает следующим образом:

В интервале перепадов уровней воды верхнего (Ур.в.i), отвечающего О1 и нижнего (Ур.ь.и) - О1 фильтр работает при постоянном заглублении водозабора относительно поверхности воды, что достигается при помощи поплавков 3 и 4, следящих за измене- нием уровня относительно (Ур.в.) и удерживающим барабан 5 в соответствующем верхнем слое потока воды, определяемом положением О, , относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось О (см.фиг.1).

При повышении урОВНЯ (Ур.в.тах) (Ур.в l)

фильтр работает в толще слоя стока воды, занимая при этом положение, отвечающее

(Ур.В.1).

При понижении уровня (Ур.в.тт) (Ур.в.и) фильтр работает, занимая при этом положение (Ур.в.и), при обеспечении полного заглубления в поток воды перфорированной части 14 вертикального участка Т-образного трубопровода 13.

При условии, если с понижением уровня нижний поплавок 4 ляжет на грунт дна, он начинает выполнять функции опоры, препятствующей, в процессе работы барабану 5 цепляться за грунт дна и обеспечивает забор воды из придонного слоя потока. Слежение за изменением уровня стока осуществляется при помощи поплавков 3 и 4, установленных в подшипниках 15 и 16, которые смонтированы на вертикальном участке Т-образной части трубопровода 13, через которую воздействуют на элементы 9 и 10 подвижного звена 2, заставляя их вращаться, в требуемом направлении относительно горизонтальной оси, проходящей через точку О звена I, проворачиваясь при этом в шарнирных соединениях 7,8 и 11,12.

Под воздействием потока, имеющего скорость V, обращенные своей лицевой стороной против его направления (на фиг.2 указанного стрелкой) лопасти 22, шарнирно соединенные с осями 21 и опирающиеся на упоры 23, жестко установленные вдисках 19 и 20, будут создавать крутящий момент, понуждая барабан 5, установленный, с помощью подшипников 17 и 18, на вертикальном участке Т-образного звена трубопровода 13, к вращению вокруг своей геометрической оси, а лопасти 22, обращенные своей тыльной стороной против направления потока воды, вод воздействием его, не имея опоры со стороны упоров 23, развернуться на угол а и займут параллельное потоку положение, создавая при этом минимальное сопротивление вращению вокруг своей оси барабана 5. Вместе с барабаном 5 во вращательном движении с

угловой скоростью ш соответствующей скорости потока V, будет находиться и сетчатые обечайки 24 и 25 с закрепленными между ними гирляндами ершово-лепесткового фильтрующего материала 6. В результатевоздействияпотокаершово-лепестковые гирлянды перед перфорированной частью 14 трубы 13 будут уплотняться, выполняя свои фильтрационные

свойства, а при переходе в тыльную сторону относительно перфорации 14 трубы 13 будут стремиться отделиться от нее, и в своей игре в потоке омывающей ее воды, за счет соударения лепестков между собой и о

игопьчато-ершовые гирлянды, освобождаться от задержанных загрязнений, обеспечивая свою саморегенерацию, а поток отфильтрованной воды через перфорацию 14 трубы 13 будет отбираться и направляться для дальнейшей технологической обработкой. Поплавки 3 и 4, имея симметричную обтекаемую форму, в потоке воды принимают равновесное положение, отвечающее минимальному гидравлическому на них воздействию,и в случае захвата ими длинномерных плавающих тел в виде водорослей, либо с помощью вращающегося барабана 5, либо за счет нарушения своего равновесного состояния в воздействующем на них обтекаемом потоке, проворачиваются в своих подшипниках 15 или 16 соответственно, способствуя этим потоку воды снять (смыть) с поплавков задержанные длинномерные плавающие тела и унести по пути движения

потока.

В процессе работы элементы барабана 5, фильтрующий материал 6, поплавки 3 и 4, подвергаются воздействию на них встряхивающего устройства, работающего на принципе трещетки. Подпружиненные стержни 26 и 27 при вращении барабана 5 опорными выступами упоров 23 отводятся на определенный угол, относительно своего исходного положения, при котором концы стержней

26 и 27 соскальзывают с контактирующих с ними выступов упоров 23 и при своем возвратном движении соударяются с очередными, движущимися им навстречу выступам упоров 23 приводя систему к вздрагиванию чем и достигается эффект встряхивания. Частота таких ударных импульсов зависит как от скорости вращения ш барабана 5, так и от числа подпружиненных стержней 26 и 27, их неодинаковости длины и

числа опорных выступов упоров 23.

Преимущество предлагаемой конструкции заборного фильтра, по сравнению с прототипом, помимо его малой материалоемкости, простоты конструкции, технологичности в изготовлении, ремонтоспособно- сти и надежности в работе, заключается в том, что он допускает возможность следить за изменением уровня потока обеспечивая, в определенном интервале, постоянство за- глубления водозаборной части относительно поверхности воды и, являясь предфильтром, позволяет потоку осуществлять непрерывную регенерацию фильтрующего материала и промывку водоприемных частей устройства, не требует дополнительных рыбозащитных устройств.

Формула изобретения 1. Водозаборный фильтр, содержащий камеру осветленной воды, камеру регенера- ции, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных свойств путем использования энергии потока для саморегенерации фильтрующего материала, камера осветленной воды выполнена в виде Т-образного трубопровода, вертикальная часть которого перфорирована, камера регенерации выполнена в виде двух дисков и установленных вертикально между ними по их периметру осей и снабжена лопастями, шарнирно закрепленными на последних,

упорами, жестко присоединенными к дискам, крупно- и мелкоячеистыми сетчатыми цилиндрами, охватывающими вертикальную часть трубопровода, гирляндами лепе- стково-ершового фильтрующего материала, расположенного на диагонально закрепленных нитях, и игольчато-ершовыми гирляндами, чередующимися с последними.

2.Фильтр по п.1,отличающийся тем, что он снабжен верхним и нижним поплавками, установленными с возможностью вращения в горизонтальной плоскости на вертикальной части Т-образного трубопровода при помощи подшипников.

3.Фильтр по п.1,отличающийся тем, что горизонтальный участок Т-образного трубопровода снабжен дополнительным неподвижным трубопроводом и соединен с ним двумя парами шарнирных соединений.

4.Фильтр по п.1,отличающийся тем, что он снабжен подпружиненными стержнями, установленными на вертикальном участке Т-образного трубопровода и своими свободными концами опирающимися на выступы упоров.

В ид А

Сущность изобретения: фильтрующий материал 6, размещенный между сетчатыми цилиндрами 24 и 25, присоединенными к &tl О , дискам 19 и 20 барабана 5 и охватывающими перфорированную часть 14 Т-образного трубопровода 13, омывается потоком исходной воды, находясь при этом во вращательном движении. Периодическое встряхивание элементов устройства осуществляется за счет встряхивающего устройства, работающего на принципе трещетки, у которого подпружиненные стержни 26 и 27 соскальзывают с выступов упоров 23 и в своем возвратном движении соударяются с очередными, движущимися им навстречу выступами упоров 23, приводя систему к вздрагиванию. Барабан 5 постоянно заглублен на определенном уровне за счет поплавков 3 и 4. 3 з.п.ф-лы, 2 ил. СО с VI ON 00 ю ю № Фие.1