Фільтр для очищення води “дана-фіз”

1. Фильтр для очистки воды, преимущественно для индивидуальных застроек, включающий внутреннюю и внешнюю емкости, загруженные фильтрующими зернистыми материалами и сообщающиеся через днище внутренней емкости, кран для отвода фильтрованной воды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что кран для отвода фильтрата расположен в средней или верхней части внешней Изобретение относится к технологии доочистки воды в бытовых условиях, на дачных участках, фермах, усадьбах, пищеблоках домов отдыха, детских и других учреждений. Известен фильтр для очистки воды, содержащий корпус, съемную крышку и фильтрующие патроны, соединенные с водоотводящим коллектором. (Авласович Ю.П. и др. Регенерация питьевой воды на емкости, а полезный объем фильтра разделен на зону фильтрования исходной воды с зернистым материалом и зону накопления фильтрованной воды, оптимальные размеры которых определены из соотношения Д/d-Y mi -t- гті2 ГП2 где Д и d - соответственно диаметры внешней и внутренней емкостей зоны накопления фильтрованной воды и з о н ы фильтрования исходной воды; пи и Ш2 - соответственно порозности контактных фильтрующих загрузок внутренней и внешней емкостей. 2. Фильтр по п . 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что отверстия для поступления воды из внутренней во внешнюю емкость частично перекрыты диафрагмой с регулировочным отверстием, а внешняя емкость снабжена отверстием и трубкой для сообщения с открытым воздухом. морских судах. Одесса, 1971, с. 106). Основным недостатком такого фильтра является быстрое загрязнение фильтрующих патронов вследствие отсутствия предварительной очистки. Известен фильтр для воды с обратной промывкой, содержащий нижний грубый фильтрующий слой, под которым расположена, распределительная труба для неочи с > о со 19632 щенной воды и два слоя тонкой очистки, разделенных дренажными приспособлениями для отбора очищенной воды (патент ФРГ № 1436291). Недостатками устройства являются 5 сложность и громоздкость конструкции. Кроме того, в этой конструкции используется верхняя или нижняя площадь фильтрующего материала, в то же время боковая поверхность его функций фильтрования не 10 выполняет. Известен фильтр для очистки воды, включенный в единую технологическую систему с емкостью исходной воды и сборником • фильтрата. В емкость исходной воды погру- 15 жен насос, прокачивающий воду через фильтр снизу-вверх (заявка Великобритании № 2257429, опублик. 13.01.93). Фильтрованная вода стекает в сборник, из которого отводится потребителю. После 20 исчерпания ресурса фильтр заменяется. Недостатком конструкции является то, что система перекачки громоздка и усложняет конструкцию водоочистной установки. Кроме того, подача воды в фильтр снизу- 25 вверх насосом без разрыва струи вызывает загазованность фильтрующего материала, ухудшающую условия его эксплуатации. Наиболее близким к предлагаемому фильтру является фильтр для очистки воды 30 "Роса", предназначенный преимущественно для садоводов (фильтр садовый ТУ 4859001-111.03.761-93 Санкт-Петербург). Фильтр включает внутреннюю и внешнюю емкости, загруженные фильтрующими зер- 35 нистыми материалами и сообщающиеся через отверстия в днище внутренней емкости, штуцер для отвода фильтрованной воды и герметические прокладки между емкостями. При этом в зазоре между наружной поверх- 40 ностью внутренней емкости и внутренней поверхности внешней емкости устанавливают герметическую прокладку из шланга. После отработки ресурса фильтр разбирается, загрузка отмывается и регенерируется. 45 Такая конструкция обеспечивает нерегулярную смену циклов фильтрования и стат и ч е с к и й к о н т а к т и с х о д н о й воды с загрузкой. Однако, невозможность контроля скорости фильтрования снижает надеж- 50 ность очистки воды, так как усиливается вероятность выноса загрязнений из слоя при резком отборе фильтрованной воды. Кроме того, при герметизации нижней емкости и закрытом выходе из нее вода из внут- 55 ренней емкости во внешнюю поступать не будет. Задачей настоящего*изобретения является повышение надежности и эффективности эксплуатации безнапорного фильтра для индивидуальных застроек, при обеспечении постоянного запаса очищенной в них воды. Поставленная задача осуществляется тем, что отвод фильтрата из внешней емкости осуществляется на расстоянии от днища, при этом полезный объем фильтра разделен на зону фильтрования (контакта) исходной воды с зернистым материалом и зону накопления фильтрованной воды и оптимальные размеры этих зон установлены в следующей зависимости y m i •• т г + ' ІЛ2 где D и d - соответственно диаметры внешней и внутренней емкости; mi и т г - соответственно порозности контактных фильтрующих загрузок внутренней и внешней емкости. Таким образом, фильтр работает в режимах фильтрования с отбором или накоплением фильтрата, а уровень размещения крана определяет наличие двух технологических зон в фильтре: зоны фильтрования (контакта) I и зоны накопления фильтрата II. Для соблюдения оптимальных технологических условий объем воды, находящейся в межпоровом пространстве загрузки зоны фильтрования I, должен быть равен объему воды в зоне накопления II, а при наличии контактной загрузки кольцевого пространства также объему воды в межпоровом пространстве этой загрузки. Диафрагма позволит обеспечить оптимальные скорость фильтрования и время контакта воды с загрузкой при ограничении максимальной величины скорости. Трубка позволит удалить воздух из зоны накопления, что обеспечивает полное заполнение внешней емкости водой. Таким образом обеспечивается постоянный запас очищенной воды в фильтре для потребителя. На чертеже изображен фильтр, общий вид. Фильтр для очистки воды содержит емкость 1 для сбора фильтрованной воды (сборник), внутри которой установлена емкость для подачи и фильтрования исходной воды (фильтр-патрон) 2, соединенная с приемной емкостью исходной воды (приемником) 3, закрытым сверху к р ы ш к о й 4. Фильтр-патрон имеет в днище дырчатое дренажное устройство (например, колпачок) 5 со сменной диафрагмой с регулированным отверстием 6. В днище приемника 3 также может быть установлено дренажное устройство 7. Фильтр-патрон 2 загружен контактным фильтрующим материалом 8, а кольцевое 19632 пространство 9 между наружной поверхностью внутренней емкости (фильтр-патрона) 2 и внутренней поверхностью сборника 1 при необходимости также может быть загружено зернистым фильтрующим материалом. 5 8 боковой стенке сборника 1 устроены кран для отвода очищенной воды 10, размещенный непосредственно над поверхностью фильтрующего материала, и штуцер для выпуска воды 11. Приемник 3 оборудован сиг- 10 н а л и з а т о р а м и уровня и п р е д о х р а н и тельными клапанами 12 стандартной конструкции. В верхней части крышки 4 установлен распределитель 13, а в боковых стенках уст- 15 роены вентиляционные окна 14. Сборник 1, фильтр-патрон 2 и приемник 3 соединены фланцами 15 с прокладками 16. Верхняя часть сборника 1 соединена с атмосферой с помощью трубки 17. 20 Таким образом, полезный объем фильтра разделен на зону фильтрования исходной воды 1 (фильтр-патрон 2) и зону накопления исходной воды II (емкость-сборник 1). Предложенный фильтр работает следу- 25 ющим образом. В приемник 3 заливают исходную воду, поступающую в фильтр-патрон 2 и со скоростью, ограниченной диафрагмой 6, фильтрующуюся через слой контактного материала 8. Первый фильтрат при необхо- 30 димости сбрасывается через штуцер 11. По мере заполнения кольцевого пространства 9 уровень воды в сборнике поднимается до крана 10 и при его закрытии - далее до фланца 15 фильтр-патрона 2. При этом даль- 35 нейшее поступление воды из приемника 3 через фильтр-патрон 2 в сборник 1 автоматически прекращается. Таким образом, в зависимости от того, открыт или закрыт кран 10 фильтр работает в режимах фильтрова- 40 ния с отбором или накоплением фильтрата, а уровень размещения крана 10 определяет наличие двух технологических зон в фильтре: зоны фильтрования (контакта) II и зоны накопления фильтрата II. При отборе очи- 45 щенной воды в зону накопления II автоматически начинают поступать новые порции фильтрата из зоны фильтрования I. Если не происходит отбор воды, зона II постепенно заполняется и исходная вода в зоне I стано- 50 вится на контакт с активным контактным материалом 8. Диафрагма с регулировочным отверстием 6 определяет скорость фильтрования и время контакта исходной воды во внутрен- 55 ней емкости фильтра. Отверстие с трубкой 17 во внешней емкости фильтра обеспечивает безнапорное фильтрование во внутренней емкости и предотвращает запирание зоны накопления воздухом. При отработке ресурса контактного фильтрующего материала или его засорении, крышку 4 фильтра снимают, отсоединяют приемник 3, вынимают фильтр-патрон 2 для замены, промывки и регенерации фильтрующих загрузок. Далее фильтр собирают и запускают в эксплуатацию в обратной последовательности. Для соблюдения оптимальных технопогичесчих условий объем воды, находящейся в межпоровом пространстве загрузки 8 зоны фильтрования, должен быть равен объему воды в зоне накопления II, а при наличии контактной загрузки кольцевого пространства 9 также объему воды в межпоровом пространстве этой загрузки. При этом при полном отборе очищенной воды из зоны накопления II устанавливают сбалансированный по объемам переток воды в цепи "приемник 1 зона фильтрования I - межкольцевое пространство 9 - зона накопления II". А в периоды между о т б о р а м и воды ( п р о с т о я ) обеспечивается попеременный контакт порций воды с активной контактной загрузкой. Указанные условия соблюдаются при обеспечении следующих базовых соотношений: D/d тт+ ГП2 где D и d - соответственно диаметры сборника 1 и фильтр-патрона 2 (см. чертеж); mi и т г - соответственно порозности загрузок фильтр-патрона 2 и кольцевого пространства 9. При отсутствии загрузки кольцевого пространства 9 порозность т г принимается равной 1. Задаваясь необходимым объемом контактной загрузки фильтр-патрона 2, можно определить основные геометрические параметры фильтра. П р и м е р . Для доочистки подземной воды от железа и марганца предусматривают применение в качестве контактной загрузки фильтр-патрона щебень объемом 10 дм 3 с порозностью mi - 0,5. Доочистку воды в кольцевом пространстве предусматривают осуществлять на "черном" песке с порозностью т г - 0,4. Оптимальное соотношение диаметров составит 1,5. Принимаем диаметр фильтр-патрона d = 150 мм, при этом высота зоны фильтрования составит hi - 0,57 м. Диаметр сборника составит D = 225 мм. Исходя из равенства 19632 объемов воды в зонах I и II, оптимальная высота зоны И определяется из соотношения 0.2252 -0,23м. С учетом необходимых конструктивных допусков принимаем к установке фильтр с условным диаметром корпуса 250 мм, высотой приемника с крышкой . -( № ) -0,5 -0,57-0,23. 0,7 м, высотой сборника - 0,9 м и фильтр0,225 2 -О,15 2 патрон с условным диаметром 150 мм, Минимальная высота приемника исход- 10 высотой 0,8 м. Общая высота фильтра соной воды определяется двойным объемом, ставит 1,6 м. необходимым для вытеснения воды из межИзготовленные опытные образцы фильпорового пространства, по соотношению: тра с указанными расчетными параметрами испытаны в натурных условиях и показали хорошие результаты. mi • hi пз Иг - —о—о х mi х hi D2-cr Упорядник Замовлення 4347 Техред М.Келемеш Коректор О. Густі Тираж Підписне Державне патентне відомство України, . 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл. 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101