Ионитный фильтр Советский патент 1981 года по МПК B01D23/10 B01J47/10 

Изобретение относится к обработке воды по методу ионного обмена. Известен противоточный ионитиый фильтр для удаления из воды катионов и анионов растворенных солей, содержащий корпус, заполненный зернистой ионообменной-, массой, и распределительные устройства в виде системы труб, служащих, соответственно, для подвода исходной воды отвода отработанной воды и подачи регенерационного раствора. Трубы среднего и нижнего распределительных устройств снабжены щелями или щелевыми колпачками для отделения жидкости от зернистой ионообменной массы . В известной конструкции слой иони та гидравлически зажат водяной подуш кой, образованной над слоем ионита, благодаря расположению распределител ного устройства для отвода фильтрата погруженного на 200-400 мм в слой ионита, и наличию свободного объема между ним и верхним днищем. Однако при этом зажатие слоя недостаточно надежно,так как поток жидкости может .проходить через водяную подушку в виде струи, а затем возвращаться вниз на распределительное устройство. Лучшие результаты получаются при блокировке слоя ионита небольшим потоком обработанной воды, подаваемым сверху вниз и вместе с основным потоком жидкости удаляемым через среднее распределительное устройство 2. Однако полностью предотвратить расширение слоя ионита при этом не удается, так i как, несмотря на блокирующий поток, имеет место проход воды внизу в водяную подушку. Общим недостатком рассмостренньгх конструкций является вынос в обработанную воду измельченнь1Х частиц ионита, образующихся в результате химических и механических воздействий на него. 38 Скопление мелких частиц, образующихся в толще слоя ионита, лредставляет собой участки с большим сопротивлением, в результате чего распределение потока жидкости по сечению фильтра становится неравномерным, что снижает обменную емкость ионита. Поэтому для устранения гидравлической неравномерности производится взрыхляющая промывка ионита потоком воды снизу вверх. При этом происходит гидравлическая сортировка зерен: более крупные располагаются внизу, а мелкие - в верхней части фильтра. Но мелкие зерна ионита усиленно засоряют шели распределительного устройства, если их периодически во время взрыхляющих промывок не удалять Наиболее близким к предлагаемому изобретению является ионитный фильтр, содержащий корпус с загрузкой, подводящие и отводящие патрубки, установленную в корпусе с возможностью вертикального перемещения пористую прижимную плиту и средство для сбора и отведения воды при взрыхляющих промывках, размещенное в верхней части корпуса над плитой при верхнем ее положении З . Такая конструкция имеет следующи недостатки: при взрыхляющей промывке вследствие гидравлического разделени зерен ионита разной степени дисперсности, наиболее мелкие зерна будут концентрироваться вверху, часть их могла бы проходить затем в обработан ную воду, загрязняя ее; во избежание этого в известном устройстве осуществляется подача обрабатываемой воды сверху вниз, а регенерационного раствора - снизу вверх, однако при тако схеме эффективность противоточного ионирования существенно снижается. Дополнительным недостатком являет ся заиливание отверстий прижимной плиты при взрыхляющих промывках измельченным ионитом, которьш увлекает ся промывающей водой, движущейся сни зу вверх сквозь njiHTy. Цель изобретения - повышение наде ности фильтра в работе за счет.предотвращения заиления пор прижимной плиты. Поставленная цель достигается тем что средство для сбора и отведения во ды при взрыхляющих промывках выполнен в виде перфорированных труб с коллек тором и установлено на нижнем торце прижимной плиты, а выходной конец коллектора расположен на боковой поверхности плиты, при этом патрубок для отвода воды при взрыхляющих промывках размещен на боковой стенке корпуса на уровне выходного конца коллектора при верхнем положении плиты. Такая конструкция позволяет в ходе взрыхляющей промывки отводить воду вместе с увлекаемым ею измельченным ионитом, минуя прижимную плиту. Плита при этом не засоряется. На фиг. 1 изображен фильтр, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. ; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 при верхнем расположении прижимной плиты. Ионитный фильтр состоит из корпуса 1, нижнего распределительного устройства 2 для ддкости, на которое укладьшается слой ионита 3. Ионит прижимается сверху плитой 4 из пористого эластичного материала, например, из поропласта. В плоскости нижнего торца прижимной плиты 4 располагается средство для отвода жидкости при взрыхляющей промывке в виде, например, пересекающихся в центре фильтра труб 5 с заглушенными торцами, и ОТВ0ДНОЙ коллектор 6 с открытым выходным концом. По боковым образующим труб 5 выполнены отверстия. Отводнойколлектор 6 изогнут и заглублен в толщу плиты 4. Сверху плита 4 крепится к опорному кольцу 7 с ребрами 8 жесткости. Пористая эластичная плита 4 сжимается трубами 5 и кольцом 7, которые соединяются между собой шпильками 9 с регулируемым с помощью резьбового соединения 10 натягом. При этом обеспечивается плотность между боковыьш поверхностями плиты 4 и корпуса 1 фильтра. Механизм для перемещения прижимной плиты 4 представляет собой цилиндр 11 с поршнем 12. Крьшка 13 поршня с поршневым кольцом 14 из антифрикционного материала обеспечивают надежное отделение надпоршневого порстранства от жидкой среды внутри фильтра. Поршень 12 связан штоком 15 с опорным кольцом 7. Верхнее распределительное устройство 16 представляет собой перфорированную поверхность. Для снижения трения между пористой плитой и корпусом фильтра установлена обечайка 17,например, из пластмассы. Фильтр содержит также патрубок 18 для подачи обрабатываемой воды. 58 патрубок 9 для отвода фильтрата потребителю, патрубок 20 для подачи воды в цилиндр 11 механизма перемещения прижимной плиты. Патрубок 21 служит для отведения воды при взрыхляющих промывках. Патрубок 22 служит для подвода воды на взрыхляющую промывку, патрубок 23 - для подачи регенерационного раствора, патрубок 24 - для удаления отработанного регенерационного раствора и промывной воды, патрубок 25 - для подвода роды на отмь1вку ионита после регенерации, патрубок 26 служит для отвода промывной воды при взрыхляющих промывках. На подводящих и отводящих трубопроводах установлены-запорные вентили 27, трехходовой кран 28 обеспечивает соединение надпоршневого цилиндра I1 либо с атмосферой, либо с источником гидравлического давления, давления. Фильтр работает следующим образом, В режиме очистки воды ионированием прижимная плита 4 находится в нижнем положении, зажимая слой ионита и не допуская его ожижения. Обрабатываемая жидкость подается через патрубок 18 в корпус фильтра, проходит через нижнее распределительное устройство 2, слой ионита 3, в котором происходит ионообмен, пористую прижимную плиту 4, верхнее распределительное устройство 16 и направляется через патрубок 19 к потребителю. Во время регенерации, регенерацион ный раствор подается по патрубку 23, проходит через слой ионита сверху вниз и удаляется через патрубок 24. При отмывке отмывочная вода поступает через патрубок 25 и удаляется через патрубок 24. Операции ионирования, регенерации и отмывки составляют фильтроцикл. При мерно через каждые 30-40 фильтроцикло после ионирования производится взрыхля ющая промывка. При этом прижимная плита 4 устанавливается в верхнее положение так, что выходной конец коллектора 6 располагается против патрубка 21, через который вода по патрубку 26 удаляется в канализацию. Для установки прижимной плиты в верхнее положение надпоршневое пространство цилиндра 11 соединяется с атмосферой с помощью трехходового крана 28. При этом за счет давления жидкости внутри фильтра поршень 12 поднимается вверх. Вместе с ним приходит в движение опорное кольцо 7, трубы 5 и зажатая между ними пористая плита 4. По завершении взрыхляющейпромывки в цилиндр 11 путем переключения трехходового крана 28 подается под давлением вода по патрубку 20, з результате чего поршень 12 и связанная с ним плита 4 опускаются вниз. После достижения плитой 4 нижнего положения, при котором она сжимает слой ионита до рабочего состояния, осуществляется операция регенерации, затем отмывка и т.д. Предотвращение засорения прижимной плиты позволит существенно удлинить срок работы фильтра без остановок для очистки или замены прижимной плиты. Соответственно упростится его эксплуатация и снизятся эксплуатационные расходы. Формула изобретения Ионитный фильтр, содержащий корпус с загрузкой, подводящие и отводящие патрубки, установленную в корпусе с возможностью вертикального перемещения пористую прижимную плиту и средство для сбора и отведения воды при взрыхляющих промывках, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения надежности фильтра в работе за счет предотвращения заиления пор прижимной плиты, средство для сбора и отведения воды при взрыхляющих промывд ках выполнено в виде перфорированных труб с коллектором и установлено на нижнем торце прижимной плиты, а выходной конец коллектора расположен на боковой поверхности плиты, при этом патрубок для отвода воды при вэрыхляющих промывках размещен на боковой стенке корпуса на уровне выходного конца коллектора при верхнем положении питы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Гурвич С.М. Аппаратчик водоподготовки, М., Энергия, 1964, с. 179. 2.Патент ФРГ № 1275997, кл. 12 d 1/03, 1968. 3.Патент ФРГ № 1282603, кл. 12 d 1/03, 1968.

25

X

23