РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ФИЛЬТРАЦИИ Советский патент 1934 года по МПК B01D23/26 

Регуляторы скорости фильтрации служат для поддержания постоянства скорости прохождения воды через загрузку фильтра, что совершенно необходимо для фильтров американского типа, являющихся наиболее распространенными в современных очистных сооружениях.

Лучшей конструкцией регулятора скорости фильтрации являются мембранные регуляторы, выпускаемые фирмами Сименс (Германия) и Симплекс (США).

Перечисленные регуляторы представляют собою сочетание трубы Вентури с двухседельным клапаном, снабженным резиновой эластичной мембраной, заключенной в коробку, разделенную ею на две камеры. Верхняя камера сообщается непосредственно с водой, проходящей к клапанной коробке. Нижняя камера сообщается медной трубкой с суженным сечением трубы Вентури, где движущаяся вода создает пониженное давление. Разность давления в клапанной коробке и в горле трубы Вентури прямо пропорциональна квадрату скорости воды в трубе.

Пониженное давление по соединительной трубке передается в нижнюю камеру под мембраной. Увеличение скорости воды в трубе дает увеличение разности давления в камерах над мембраной и под мембраной и втягивает ее вниз, благодаря чему клапаны, связанные жестко с мембраной, прикрываются, что уменьшает скорость движения воды в трубе и обратно.

Для установки регулятора на различные скорости служит рычаг с передвижным грузом, опирающийся призмой на соответствующую опору. Рычаг связан гибкой связью (лентой или тросом) с клапанным штоком, снабженным шарниром, и стремится вытянуть его кверху и открыть клапаны; этому противодействует сила, возникающая на мембране из-за наличия вышеуказанной разности давления.

Описанная конструкция обладает рядом недостатков, а именно:

1) вода, проходящая через трубу, несет с собой мелкий песок, а иногда и гравий, осаживающийся на мембране сверху, заклинивающийся по краям и искажающий ее работу;

2) этот же песок забивает соединительную трубку, что прекращает работу регулятора;

3) конструкция рычага с передвижным грузом, уравновешивающим силу на мембране, неудобна в эксплоатации на крупных очистных сооружениях, где имеется много фильтров и регуляторов, так как при желании изменить производительность фильтрационной установки приходится передвигать тяжелые (около 40 кг) грузы на всех регуляторах, что требует значительного времени и силы;

4) система рычага с грузом не свободна от трения (подтверждено испытанием), что дает отклонение скорости фильтрации от нормальной на 6-7%;

5) описанная конструкция регулятора неудобна в отношении ремонта, так как для того, чтобы снять мембрану, необходимо отнимать нижнюю крышку, нормально являющуюся опорой регулятора на фундаменте; при этом для снятия крышки надо снять весь регулятор;

6) система крепления штока к регулирующему рычагу с грузом дает иногда излом тонкой части штока.

Основной принцип работы предлагаемого регулятора - тот же, что и принцип регулятора, описанного выше. Конструктивные же изменения преследуют цель освобождения нового регулятора от перечисленных выше недостатков.

На чертеже изображена вся конструкция регулятора в разрезе.

Вода, поступающая от фильтра по трубопроводу, проходит горло трубы Вентури 1, где создается пониженное давление, передаваемое соединительной трубкой 2, снабженной фильтром 9 для улавливания песка в камеру 3 над мембраной 19, расположенной в верхней части регулятора (в противоположность регуляторам Сименс и Симплекс, где мембрана установлена внизу).

При увеличении (или уменьшении) скорости воды в трубе разность давления над мембраной и под ней соответственно увеличивается (или уменьшается), что вызывает прикрытие (или открытие) клапанов 4 и, следовательно, уменьшение (или увеличение) скорости до первоначальной.

Сила, возникающая на мембране, уравновешивается противодавлением гидравлического привода, расположенного в корпусе 5, над клапанной коробкой 7, и залитого водой. Изменение скорости фильтрации достигается изменением давления над поршнем 6 привода. Поршень привода представляет собой чугунный диск, входящий в цилиндр с большим зазором, каковой закрыт резиновой перепонкой 8, зажатой в поршне и в цилиндре.

Перепонка при движении поршня вниз отделяется от него без всякого трения и накладывается на цилиндр и обратно при движении поршня вверх.

Изменение давления над поршнем привода достигается путем изменения уровня воды в специальной гидравлической колонке 10.

Уровень воды в колонке поддерживается постоянным следующим образом: в колонку дается по трубке 11 постоянный приток воды (около 10-20 литров в час), каковая затем сливается по резиновому шлангу 12 в канализацию.

Шланг 12 идет от передвижного сосуда 14, сообщенного с колонкой шлангом 13.

Шланги 12 и 13 имеют сечение, вполне достаточное для пропуска вышеуказанного расхода воды без заметного ее подпора. Таким образом, уровень воды в колонке 10 будет соответствовать уровню верха перегородки 15 сосуда 14. Передвижение сосуда 14 посредством воротка 16 дает изменение уровня воды в колонке, а следовательно и изменение давления над поршнем 6 и скорости фильтрации.

Сосуд 14 снабжен указателем, движущимся по рейке 17, на которой нанесены соответствующие уровням воды скорости фильтрации.

1. Регулятор скорости фильтрации, снабженный двухседельным клапаном, соединенным с резиновой мембраной и укрепленным в трубе Вентури, отличающийся тем, что на поршень 6 на штоке двухседельного клапана 4, соединенный резиновой перепонкой 8 с корпусом 5, применен для гидравлического напора резервуар 10, снабженный приточной для воды трубкой 11 и передвижным на резиновом шланге 13 бачком 14 для регулирования высоты столба воды в резервуаре 10.

2. При регуляторе скорости фильтрации согласно п. 1 применение камеры 3 с резиновой мембраной 19 и соединительной трубкой 2 вверху двухседельного клапана 4 с целью предохранения от попадания в них песка.

3. При регуляторе скорости фильтрации согласно пп. 1 и 2 применение на соединительной трубке 2 фильтра 9 для улавливания песка.