Фільтр для очищення води

Реферат: Фільтр для очищення води від завислих частинок включає корпус, в якому горизонтально розташована перфорована перегородка, плаваючу фільтруючу засипку із гранул спіненого полістиролу, розміщену під перфорованою перегородкою, розподільчу систему для води, розташовану на дні корпусу, сифон промивної води, висхідна гілка якого підключена до розподільчої системи, повітряну трубку, один кінець якої під'єднаний до верхньої частини сифона, а другий кінець заведений зверху до поверхні перфорованої перегородки, трубопровід подачі води на очищення, підключений до розподільчої системи, трубопровід очищеної води, розміщений у верхній частині корпусу. Верхня кромка сифона розміщена на рівні перфорованої перегородки, а на низхідній гілці сифона промивної води встановлено затворний клапан, нижче якого закріплена діафрагма з можливістю регулювання площі поперечного перерізу низхідної гілки сифона. UA 87671 U (12) UA 87671 U UA 87671 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв для очищення води від завислих частинок і може бути застосована для фільтрування стічних та природних вод, призначених для господарськопитних та виробничих цілей. Відома гідроавтоматична фільтрувальна установка [1], до складу якої входить: фільтр, завантажений плаваючим фільтраційним матеріалом, розподільна система, трубопроводи для подачі вихідної води і відводу фільтрату, регулятор швидкості фільтрування, систему гідроавтоматичної промивки установки, що включає сифон промивної води, верхня частина якого розміщена вище рівня води у надфільтровому просторі, повітряну трубку для зриву сифону, засіб для перемикання режимів роботи фільтра, який складається з прямокутного гідрозатвора промивної води, трубопроводу наповнення вихідною водою гідрозатвора, сифона спорожнення гідрозатвора та торцевої частини низхідної гілки сифона, розміщеної в гідрозатворі. Недоліком роботи даної фільтрувальної установки є тривалий час "зарядки" сифона промивної води, верхня частина якого розміщена вище рівня води у надфільтровому просторі, внаслідок недостатньої величини вакууму в сифоні для швидкого включення установки в режим промивки. Це пояснюється неможливістю регулювання інтенсивності та періодичності промивки плаваючого фільтраційного матеріалу в залежності від виду забрудненої води, оскільки рівень води у сифоні може бути недостатнім для його "зарядки". В результаті порушується робота сифону промивної води, особливо при подачі на фільтр забрудненої води, що вміщує різні за якісним та кількісним складом забруднюючі домішки. Спостерігається відсутність "зарядки" сифона при необхідності промивки фільтраційного матеріалу або його промивка із підвищеною інтенсивністю, що призводить до виносу фільтраційного матеріалу разом з промивною водою. Найбільш близьким до технічного рішення, що пропонується, є фільтр [2], який складається з корпуса, завантаженого плаваючим фільтраційним матеріалом, розподільної системи, трубопроводів для подачі вихідної води і відводу фільтрату, регулятора швидкості фільтрування, систему гідроавтоматичної промивки установки, що включає сифон промивної води, верхня частина якого розміщена вище рівня води у надфільтровому просторі, повітряну трубку, один кінець якої приєднаний до місця перегину сифона, а інший занурений в корпус фільтра над розподільною системою, засіб для перемикання режимів роботи фільтра, який складається з конусного гідрозатвора та трубопроводу наповнення вихідною водою гідрозатвора, сифон спорожнення гідрозатвора та торцевої частини низхідної гілки сифона, розміщеної в гідрозатворі. Конструкція даного фільтра дозволяє більш стабільніше проводити промивку фільтраційного матеріалу в умовах сталого якісного та кількісного складу домішок у забрудненій воді, зокрема під час знезалізнення підземної води. Однак при фільтруванні води, в якій концентрація забруднень змінюється або фільтр працює періодично, в роботі промивного сифона, верхня кромка якого знаходиться вище рівня води у надфільтровому просторі, спостерігається порушення, внаслідок чого вода не повністю заповнює сифон і вода переливається через нього не переходячи у промивний режим. Це пояснюється тим, що в умовах коливань складу домішок фільтруючий матеріал кольматується, вакууму, який утворюється у сифоні недостатньо для його "зарядки". При відсутності "зарядки" сифона запуск його у промивний режим досягається досить складно, оскільки необхідно провести розпушування плаваючого фільтраційного матеріалу з метою зниження його опору потоку промивної води. Крім цього, в зазначених умовах роботи фільтра під час його промивки можливе утворення наскрізних каналів у фільтраційному матеріалі, внаслідок чого сифон може постійно включатись у промивний режим без переходу у режим фільтрації або відбувається промивка фільтра із підвищеною інтенсивністю, що призводить до виносу фільтраційного матеріалу разом з промивною водою. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення ефективності промивки фільтраційного матеріалу в умовах коливань якісного та кількісного складу забруднюючих домішок у воді. Поставлена задача вирішується тим, що у фільтрі для очищення води від завислих частинок, що включає корпус, в якому горизонтально розташована перфорована перегородка, плаваючий фільтраційний матеріал, розміщений під перфорованою перегородкою, розподільчу систему для води, розташовану на дні корпусу, сифон промивної води, висхідна гілка якого підключена до розподільчої системи, повітряну трубку, один кінець якої під'єднаний до верхньої частини сифона, а другий кінець заведений зверху до поверхні перфорованої перегородки, трубопровід подачі води на очищення, підключений до розподільчої системи, трубопровід очищеної води, розміщений у верхній частині корпусу. При цьому верхня кромка сифона розміщена на рівні перфорованої перегородки, а на низхідній гілці сифона промивної води 1 UA 87671 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 встановлено затворний клапан, нижче якого закріплена діафрагма з можливістю регулювання площі поперечного перерізу низхідної гілки сифона. Діафрагма складається із двох пластин, що мають овальні отвори, і встановлені з можливістю обертання по осі одна відносно одної. Оскільки верхня кромка сифона розміщена на рівні перфорованої перегородки, під якою розміщена плаваючий фільтраційний матеріал, то сифон промивної води під час фільтрування води є постійно заповненим водою. Затворний клапан, встановлений на низхідній гілці сифона, не дозволяє витікати воді і сифон знаходиться у "зарядженому стані" незалежно від якості забрудненої води та концентрації і параметрів завислих частинок. При відкритті затворного клапана сифон включається в роботу і відбувається якісна промивка фільтраційного матеріалу незалежно від ступеня його кольматації. При цьому відкриття затворного клапана для промивки може проводитись із заданою періодичністю в залежності від якісних та кількісних показників забрудненої води вручну обслуговуючим персоналом або автоматично при встановленні електрифікованого клапану. Оскільки нижня кромка верхньої частини сифона розміщена нижче перфорованої перегородки, то промивка закінчується при зниженні рівня поверхні води у надфільтровому просторі до рівня, нижчого цієї перегородки. Це надає можливість осаду, який накопичувався під час фільтрування на поверхні перегородки проникнути у товщу плаваючого фільтраційного матеріалу і при наступній промивці скинутись разом із промивною водою, не допускаючи тим самим надлишкового накопичення осаду на поверхні перегородки, що може призвести до погіршення процесу промивки фільтра. Розміщення нижче затворного клапана діафрагми із двох пластин, що мають овальні отвори та встановлені з можливістю обертання по осі відносно одна одної, дозволяє регулювати площу поперечного перерізу низхідної гілки сифона і змінювати інтенсивність промивки в залежності від виду забрудненої води, якісних показників і концентрації забруднюючих домішок. На фігурах 1, 2 зображена схема фільтра для очищення води. Фільтр включає корпус 1, в якому горизонтально розташована перфорована перегородка 2, що втримає розміщену під нею плаваючий фільтраційний матеріал 3, який може бути виконаний із гранул спіненого полістиролу. На дні корпусу встановлена розподільча система, призначена подачі та розподілу забрудненої води та збору і відводу промивної води. Розподільча система складається із центрального колектора 4 та під'єднаних до нього бокових відгалужень трубопроводів 5, на яких виконано отвори або щілини. До колектора розподільчої системи підключена висхідна гілка сифона промивної води 6. Сифон може бути виконаний із труб круглої, квадратної або іншої форми. Верхня кромка сифона 6 розміщена на рівні перфорованої перегородки 2. Повітряна трубка 7 для зриву вакууму у сифоні 6 під'єднана до його верхньої частини, а другий кінець трубки заведений зверху до поверхні перфорованої перегородки 2. Трубопровід подачі води на очищення 8, підключений до розподільчої системи. Трубопровід відведення очищеної води 9, розміщений у верхній частині корпусу. На низхідній гілці сифона промивної води встановлено затворний клапан 10, який може бути ручним або електрифікованим і працювати від електричного сигналу, що надходить від програматора або промислового контролера згідно з заданою програмою. Нижче затворного клапана 10 закріплена діафрагма 11, що складається із двох пластин 12, які мають овальні отвори 13, і встановлені з можливістю обертання по осі відносно одна одної. Фільтр для очищення води працює таким чином. Вихідна забруднена вода подається по трубопроводу 8, попадає в центральний колектор 4 і далі розподіляється рівномірно по площі фільтра за допомогою бокових відгалужень 5 з отворами. Вода піднімається до плаваючого фільтраційного матеріалу 3, фільтрується знизу вверх і накопичується у надфільтровому просторі корпусу 1 фільтра. Очищена вода відводиться за допомогою трубопроводу 9. Періодично по мірі забруднення фільтраційного матеріалу 3 фільтр промивається за допомогою промивного сифону 6. Оскільки сифон 6 гідравлічно зв'язаний через розподільчу систему з водою, що знаходиться у корпусі 1 фільтра, то сифон 6 знаходиться у наповненому водою стані. Для промивки фільтраційного матеріалу 3 відкривається ручний клапан 10. Вода, що накопичилась у надфільтровому просторі, під гідравлічним тиском рухається вниз. Внаслідок цього рівень води у надфільтровому просторі знижується. Під тиском промивної води, що рухається зверху вниз, плаваючий фільтраційний матеріал 3 розширюється донизу. Забруднення, які були затримані у шарі гранул фільтраційного матеріалу 3, вимиваються потоком промивної води. Протікає процес регенерації фільтраційного матеріалу 3. Промивна вода збирається боковими відгалуженнями 5 з отворами, відводиться центральним колектором 4. Далі промивна вода проходить через сифон 6, "заряджає" його і скидається із заданою інтенсивністю. Після зниження рівня промивної води нижче рівня кінця повітряної трубки 7 до неї заходить повітря і сифон відключається від промивного режиму. 2 UA 87671 U 5 10 15 20 25 30 35 Оскільки нижня кромка верхньої частини сифону розміщена нижче перфорованої перегородки 2, то рівень води у надфільтровому просторі додатково знижується. Це дозволяє осаду, який накопичувався у процесі фільтрування води на поверхні перегородки 2 проникнути у товщу фільтраційного матеріалу 3 і під час наступної промивки скинутись разом із промивною водою, не допускаючи тим самим накопичення осаду на поверхні перегородки 2. Таким чином, вихід на режим фільтрації відбувається незалежно від накопиченого у фільтрі забруднення, якості води і завжди дозволяє якісно промити фільтр. При зміні режиму фільтрування, якісних та кількісних показників забрудненої води виникає необхідність регулювання тривалості та інтенсивності промивки шляхом зміни площі поперечного перерізу низхідної гілки промивного сифона 6, що проводиться за допомогою діафрагми 11, яка складається із двох частин 12 з овальними отворами 13. Для цього частини 12 діафрагми 11 обертаються по осі відносно одна одної і тим самим змінюється площа прохідного отвору низхідної гілки сифона 6. Таким чином, запропоноване технічне рішення мас суттєві відмінності від пристроїв аналогічного призначення. Так, розміщення верхньої кромки сифона промивної води на рівні перфорованої перегородки і встановлення на низхідній гілці сифону затворного клапану, дозволяє знаходитись сифону постійно у "зарядженому" стані і включатись у промивний режим незалежно від якості і показників забрудненої води і стану фільтраційного матеріалу. Окрім цього, це дозволяє закінчувати промивку при зниженні рівня поверхні води у надфільтровому просторі до рівня, нижчого цієї перегородки, що надає можливість осаду, який накопичувався на поверхні перегородки, проникнути у товщу фільтраційного матеріалу і під час наступної промивки скидатись разом із промивною водою, не допускаючи накопичення осаду на поверхні перегородки. Розміщення нижче затворного клапана діафрагми із двох пластин, що мають овальні отвори та встановлені з можливістю обертання по осі відносно одна одної, дозволяє регулювати площу поперечного перерізу низхідної гілки сифону і змінювати інтенсивність промивки в залежності від виду забрудненої води, якісних показників і концентрації забруднюючих домішок. В результаті пристрій дозволяє одержати якісно новий результат - підвищити ефективність промивки фільтраційного матеріалу фільтра в умовах коливань якісного та кількісного складу забруднюючих домішок у воді. Крім цього, використання запропонованого фільтра для очищення води, забрудненої домішками різного якісного та кількісного складу, дозволяє забезпечити його ефективне функціонування незалежно від пори року, при розміщенні на відкритому повітрі, при застосуванні коагулянтів, флокулянтів та інших реагентів. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР № 1386235, В01D 23/26, 1988. 2. Патент на корисну модель № 32074, В01D 21/00, C02F1/64, 2008 (прототип). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 1. Фільтр для очищення води від завислих частинок, що включає корпус, в якому горизонтально розташована перфорована перегородка, плаваючу фільтруючу засипку із гранул спіненого полістиролу, розміщену під перфорованою перегородкою, розподільчу систему для води, розташовану на дні корпусу, сифон промивної води, висхідна гілка якого підключена до розподільчої системи, повітряну трубку, один кінець якої під'єднаний до верхньої частини сифона, а другий кінець заведений зверху до поверхні перфорованої перегородки, трубопровід подачі води на очищення, підключений до розподільчої системи, трубопровід очищеної води, розміщений у верхній частині корпусу, який відрізняється тим, що верхня кромка сифона розміщена на рівні перфорованої перегородки, а на низхідній гілці сифона промивної води встановлено затворний клапан, нижче якого закріплена діафрагма з можливістю регулювання площі поперечного перерізу низхідної гілки сифона. 2. Фільтр за п. 1, який відрізняється тим, що діафрагма складається із двох пластин, що мають овальні отвори. 3. Фільтр за п. 2, який відрізняється тим, що дві пластини діафрагми встановлені на низхідній гілці з можливістю обертання по осі одна відносно одної. 3 UA 87671 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4