Фільтр для очистки води

1. Фільтр для очистки води, який включає в себе: корпус з кришкою і днищем, заповнений зернистим фільтруючим матеріалом (ЗФМ), центральну трубу, люк для загрузки ЗФМ із заглушкою, патрубки подачі води на очистку і води на промивку ЗФМ, патр убки відводу очищеної води і забрудненої промивної води, який відрізняється тим, що корпус виконаний зі знімним днищем, центральна труба з'єднана з камерою опромінення, розміщеною частково під кришкою, герметично з нею зістикованою, оснащеною бактерицидною лампою і патрубком відводу очищеної знезараженої води, до кришки прикріплений верхній дренажний пристрій у вигляді камери з перфорованими стінками, заповненої інертним зернистим матеріалом, патрубки подачі води на очистку і відводу забрудненої промивної води розташовані на кришці над верхнім дренажним пристроєм, люк для спрощеної загрузки ЗФМ, розташований на кришці корпусу, на днищі коаксиально корпусу встановлені патрубок спорожнення фільтра і нижній дренажний пристрій у вигляді кільцевої камери з перфорованими стінками, заповненої інертним зернистим матеріалом, в центральному каналі якої розміщений нижній кінець центральної труби. A (54) ФІЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДИ 33539 Найбільш близьким до пропонованого фільтра є фільтри фірми Rain Soft (США) Classic Apollo і Amazon [2]. Такий фільтр має корпус у формі балона. Кришка і днище корпусу виконані нероз'ємними як одне ціле з балоном. Більша частина висоти корпусу заповнена двома шарами зернистого матеріалу з різною величиною часток. Верхній, фільтруючий, шар містить дрібні частки розміром 0,31,2 мм іонообмінної смоли або іншого ЗФМ і служить для вилучення з води завислих і розчинених домішок. Нижній, дренуючий, шар складається із крупніших розмірами 2-5 мм часток вугілля і запобігає виносу дрібних часток ЗФМ в очищен у воду. У верхній частині корпусу є різьбовий отвір, через який відбувається заповнення корпусу ЗФМ і в якому встановлюється пристрій з клапанами, який автоматично керує роботою фільтра, оснащений патрубками подачі води на очистку, промивку і регенерацію відповідними розчинами ЗФМ і патрубками відводу очищеної води, а також відводу до каналізації забрудненої промивної води або відпрацьованого регенераційного розчину. По осі корпусу фільтра встановлена труба. Її нижній кінець оснащений перфорованим ковпачком з перфорацією у формі щілин розмірами 0,3-0,5 мм. Ковпачок призначений для запобігання виносу більш великих часток дренуючого шару, а також забезпечує збір і розподіл води і регенераційного розчину. Завдяки істотній відмінності розмірів часток дренуючого шару і ширині щілин усувається можливість їх закупорювання і досягається стала продуктивність фільтра. Верхній кінець центральної труби проходить через отвір в корпусі і з'єднаний з клапанами керуючого пристрою. Фільтр встановлюється під власною вагою на нижній розширеній частині корпусу. Фільтр працює у такий спосіб. Під час очистки вода подається під тиском до вхідного патрубка керуючого пристрою, через його клапани проходить до робочого простору фільтра над шаром ЗФМ, проходить шар ЗФМ у напрямку зверху-вниз. В результаті контакту із ЗФМ вода очи щується від домішок. Очищена вода проходить через дренуючий шар вугілля, щілини перфорованого ковпачка, по центральній трубі піднімається в клапани керуючого пристрою і через його вихідний патрубок відводиться споживачам. Домішки, вилучені з води, затримуються ЗФМ і поступово у ньому накопичуються, погіршуючи в подальшому очистку води. Тому періодично проводиться промивка чи регенерація ЗФМ відповідними розчинами і водою, що призводить до відновлення очисних властивостей ЗФМ. Під час промивки чи регенерації ЗФМ використовується потік води, що піднімається, в робочому просторі фільтра. Початкова вода під тиском подається до вхідного патрубка керуючого пристрою. При відповідному положенні його клапанів вода надходить вниз по центральній трубі і далі через щілини ковпачка і нижній дренуючий шар вгор у до шару ЗФМ. При цьому останній розширюється і з нього вимиваються забруднення. Вода після промивки, яка містить забруднення, із внутрішнього простору корпусу фільтра потрапляє в клапани керуючого пристрою і через відповідний патрубок відводиться до каналізації. Після закінчення промивки керуючий пристрій переключає клапани в положення, в якому відновлюється описаний раніше процес фільтрації води з потоком води в корпусі фільтра зверху вниз. Недоліками фільтра [2] є: - обмежена швидкість промивки через можливість виносу дрібних часток ЗФМ через клапани керуючого пристрою, що призводить до погіршення ефективності промивки ЗФМ від завислих часток; - відсутність пристрою знезараження води, що обмежує можливість використання фільтра при небезпеці епідемій; - складність обслуговування фільтра, особливо при діаметрі корпусу більше ніж 450 мм: під час заміни ЗФМ необхідні демонтаж і розбирання фільтра, його перекидання, вилучення ЗФМ гідравлічним методом, оскільки робочий простір фільтра недоступний, а також роботи з відновлення фільтра до стану, придатного для продовження експлуатації; подібні роботи зазвичай не можуть проводитися користувачем, оскільки вимагається певна кваліфікація персоналу і значні затрати ручної праці. Мета запропонованого винаходу - підвищення ефективності промивки ЗФМ, спрощення заміни ЗФМ у фільтрі та знезараження очищеної води. Викладена вище мета досягається тим, що корпус фільтра виконаний з нижнім фланцем і знімним днищем, центральна труба з'єднана з камерою опромінення, яка розміщена частково під кришкою, герметично з нею зістикована, оснащеною бактерицидною лампою і патрубком відводу очищеної знезараженої води, до кришки прикріплений верхній дренажний пристрій у виді камери з перфорованими стінками, заповненої інертним зернистим матеріалом, патрубки подачі води на очистку і відводу забрудненої промивної води розташовані на кришці над верхнім дренажним пристроєм, люк зі знімною заглушкою для спрощеної загрузки у фільтр ЗФМ та його промивки розташований на кришці корпусу над або збоку від верхнього дренажного пристрою, на днищі коаксиально корпусу встановлений патрубок спорожнення фільтра і нижній дренажний пристрій у вигляді кільцевої камери з перфорованими стінками, яка заповнена інертним зернистим матеріалом, в центральному каналі якої розміщений нижній кінець центральної труби. Викладена вище мета досягається завдяки тому, що корпус фільтра виконаний зі знімною кришкою, верхній дренажний пристрій виготовлений у вигляді кільцевої камери, складеної вертикально розміщеною циліндричною обичайкою, яка прикріплена до кришки зсередини, і двома перфорованими кільцевими перегородками, встановленими горизонтально із зазором одна від одної і від кришки корпусу і які прикріплені до циліндричної обичайки і стінки камери опромінення, причому інертним зернистим матеріалом заповнений простір між двома перфорованими кільцевими перегородками, а кільцева камера нижнього дренажного пристрою, що заповнена інертним зернистим матеріалом, складена із вертикально розташованих перфорованих зовнішньої і внутрішньої циліндричних обичайок і прикріплених до їх торців горизонтально розташованих кільцевих перегородок, причому внутрішня перфорована обичайка утворює у 2 33539 нижньому дренажному пристрої центральний канал, патрубок спорожнення фільтра виконаний виступаючим з обох боків днища, а частина патрубка, яка розміщена зсередини фільтра, знаходиться в центральному каналі нижнього дренажного пристрою. Викладена мета досягається також тим, що корпус виконаний із нижнім фланцем, який має різьбові отвори, в яких встановлені підйомні гвинти, а в днищі передбачені отвори діаметром більшим за діаметр підйомних гвинтів, розташовані під різьбовими отворами. Викладена мета досягається також тим, що до заглушки люку для завантаження ЗФМ прикріплені верхній дренажний пристрій у вигляді камери з перфорованими стінками та патрубок подачі води на очистку і відводу забрудненої промивної води. З'єднання центральної труби фільтра з камерою опромінювання, розміщеної частково під кришкою, герметично з нею зістикованою, оснащеною бактерицидною лампою і патрубком відводу очищеної знезараженої води і промивної води, розміщення під кришкою верхнього дренажного пристрою у вигляді камери з перфорованими стінками, яка заповнена інертним зернистим матеріалом, розташування патрубків подачі води на очистку і відводу забрудненої промивної води на кришці корпусу або в знімній заглушці люку над верхнім дренажним пристроєм, встановлені на днищі коаксиально корпусу патрубок спорожнення фільтру і нижній дренажний пристрій у вигляді кільцевої камери з перфорованими стінками, яка заповнена інертним зернистим матеріалом, в центральному каналі якої розміщені нижній кінець центральної труби, - при розміщенні цих елементів конструкції в корпусі зі знімним днищем в описаному вище сполученні в відомих фільтрах не зустрічається. Новим в конструкції фільтра є також дренажні пристрої, виконані у вигляді камер з перфорованими стінками, заповненими інертним зернистим матеріалом, які прикріплюються до кришки зсередини або до знімної заглушки загрузочного люку. Зокрема, виконання верхнього дренажного пристрою у вигляді кільцевої камери, складеної вертикально розташованою циліндричною обичайкою, прикріпленою до кришки зсередини, та з двома перфорованими кільцевими перегородками, встановленими горизонтально із зазором один від одного і від кришки корпусу, прикріпленими до циліндричної обичайки і стінки камери опромінення, причому інертним зернистим матеріалом заповнено простір між двома перфорованими перегородками, при використанні знімної кришки в технічній літературі не описано. Не описаний також нижній дренажний пристрій у вигляді загруженої інертним зернистим матеріалом кільцевої камери, складеної із вертикально розташованих нижньої і верхньої обичайок і прикріплених до їх торців горизонтально розташованих кільцевих перегородок, причому внутрішня перфорована обичайка утворює в нижньому дренажному пристрої центральний канал. Невідоме встановлення патрубка спорожнення фільтра на днищі, який виступає по обидва боки від днища, з розташуванням частини цього патрубка в центральному каналі нижнього дренажного пристрою. Не описане встановлення підйомних гвинтів фільтра в різьбових отворах нижнього фланця корпусу з отворами в знімному днищі, діаметром більшим, ніж діаметр підйомних гвинтів, і розташованими під різьбовими отворами. Новим у конструкції фільтру є конструкція люку зі знімною заглушкою для завантаження ЗФМ, заглушка якого виконана спільно з верхнім дренажним пристроєм, який має вигляд камери з перфорованими стінками, і оснащена патрубком для подачі води на очистку або відводу забрудненої промивної води. Тому винахід відповідає критерію "новизна". Описані вище нові елементи конструкції фільтра та їх нове поєднання в сукупності зі знімним днищем чи знімними днищем і кришкою забезпечують підвищення продуктивності промивки ЗФМ, спрощення заміни ЗФМ у фільтрі і знезараження очищеної води. Тому винахід, що заявляється, відповідає критерію "істотні відмінності". Схеми конструкцій фільтра, що пропонується, показані на фіг. 1-3. На фіг. 1 показана схема конструкції зі знімним днищем, верхнім і нижнім дренажними пристроями. На фіг. 2 показана схема конструкції зі знімними кришкою і днищем, верхнім і нижнім дренажними пристроями у вигляді кільцевих камер. На фіг. 3 показана схема конструкції зі знімним днищем і нижнім дренажним пристроєм у вигляді кільцевої камери та люком для завантаження ЗФМ зі знімною заглушкою, яку виконано спільно зі знімним верхнім дренажним пристроєм та оснащену патрубком подачі води на очистку і відводу забрудненої промивної води. Фільтр містить (див. фіг. 1) корпус 1 з кришкою 2, яка виконана як одне ціле з корпусом або знімною, нижній фланець 3, знімне днище 4, герметично зістиковане з фланцем 3 за допомогою прокладки 5, болтів 6 і гайок 7. До кришки 2 герметично прикріплена камера опромінення 8, розміщена по осі корпусу 1 частково під кришкою 2, частково над нею. Камера опромінення оснащена ультрафіолетовою бактерицидною лампою 9, придатною для роботи в зануреному у воду стані. З камерою опромінення 8 сполучена центральна труба 10. Під кришкою 2 прикріплений верхній дренажний пристрій 11 у вигляді камери з перфорованими стінками, заповненими інертним зернистим матеріалом 12. Над верхнім дренажним пристроєм розташовані патрубки 13 і 14 для подачі води на очистку і відводу забрудненої промивної води. На кришці 2 передбачений люк 15 для загрузки робочого простору фільтра ЗФМ із заглушкою 16. На стінках камери опромінення 8 вище кришки 2 передбачений патрубок 17, через який відводиться із фільтра очищена і знезаражена вода. На днищі 4 встановлені коаксиально, тобто по одній осі симетрії з віссю симетрії корпусу 1, патрубок 18 спорожнення фільтра і нижній дренажний пристрій 19 у вигляді кільцевої камери з перфорованими стінками, заповненої тим же інертним зернистим матеріалом 12, що й верхній дренажний пристрій 11. На знімному днищі 4 нижній дренажний пристрій 19 встановлений таким чином, що в його центральному каналі 20 розміщений перфорований ковпачок 21, закріплений на нижній частині центральної труби 10 або відкритий нижній кінець цієї труби (на фіг. 1 не показано) за відсутності потреби в ковпа 3 33539 чку 21. При цьому патрубок 18 сполучається з каналом 20 нижнього дренажного пристрою 19. В нижньому фланці 3 корпусу 1 передбачені різьбові отвори 22, в яких встановлені підйомні гвинти 23, а в днищі 4 виконані отвори 24 більшого діаметру, розташовані під різьбовими отворами 22, в яких підйомні гвинти переміщуються при їх обертанні. Всередині фільтра на днищі 4 розміщений ЗФМ у вигляді шару 25, який заповнює більшу частину висоти внутрішнього простору фільтра. У фільтрах з корпусом невеликого діаметру, наприклад, меншого за 300 мм, для ефективності роботи верхнього дренажного пристрою і раціонального розміщення патрубків 13 і 14 доцільно корпус 1 (фіг. 2) виготовляти з верхнім фланцем, а також передбачати зйомку кришку 4, верхній дренажний пристрій 11 у вигляді кільцевої камери, складеної із вертикально розташованої циліндричної обичайки 26, прикріпленої до кришки 4 зсередини, двох перфорованих кільцевих перегородок 27 і 28. Нижній дренажний пристрій 19 фільтра виконаний у вигляді заповненої інертним зернистим матеріалом 12 кільцевої камери, складеної із вертикально розташованих зовнішньої 29 і внутрішньої 30 обичайок і кільцевих перегородок 31 і 32, причому внутрішня перфорована обичайка 30 утворює в нижньому дренажному пристрої 19 центральний канал 20. Патрубок 18 спорожнення фільтра герметично закріплений на днищі 4 і виступає з обох сторін днища, і тому частина патрубка 18 розташована в центральному каналі 20 нижнього дренажного пристрою 19. У разі необхідності спрощеного демонтажу верхнього дренажного пристрою 11 (фіг. 3) останній доцільно виконувати у вигляді камери з перфорованими стінками 33, яка прикріплена до знімної заглушки люку 15 і у верхній частиш якої розташований патрубок 34, який призначений для подачі води на очистку і відводу забрудненої промивної води. Цикл роботи запропонованого фільтра складається зі стадії очистки води і стадії промивки ЗФМ. Під час очистки вода під тиском надходить через патрубок 13 (фіг. 1, 2) або 34 (фіг. 3) до верхнього дренажного пристрою 11, проходить інертний зернистий матеріал 12, надходить до внутрішнього простору фільтра, проходить шар 25 ЗФМ в напрямку зверху-вниз, де очищується від домішок. Очищена вода проходить в нижній дренажний пристрій 19, через його шар інертного зернистого матеріалу, перфорацію стінок дренажного пристрою, щілини перфорованого ковпачка 21 і по центральній трубі 10 надходить до камери опромінення 8, де знезаражується ультрафіолетом. Очищена знезаражена вода під тиском через патрубок 17 направляється споживачу. Наявність в нижньому дренажному пристрої 19 шару інертного зернистого матеріалу запобігає виносу дрібних часток ЗФМ в очищен у воду. При здійсненні стадії очистки води у фільтрі патрубки 14 і 18 перекриті відповідною арматурою, що на фіг. 1-3 не показано. Під час промивання ЗФМ від затриманих в процесі очистки забруднень, вода на промивку подається під тиском через патрубок 17 чи 18. При цьому один із вказаних патрубків закритий відповідною арматурою. Вода проходить в центральний канал 20 нижнього дренажного пристрою 19, його інертний зернистий матеріал 12 і перфоровані стінки, шар ЗФМ в напрямку знизу-вгору. При цьому відбувається розпушування шару ЗФМ, відрив забруднень з поверхні часток ЗФМ, а також, в разі використання замість води відповідних розчинів, десорбція розчинених домішок. Забруднена вода, що містить завислі частки або використаний розчин, через перфоровані стінки верхнього дренажного пристрою 11, інертний зернистий матеріал 12 і патрубок 14 або 34 (фіг. 3) вилучається із фільтра. В процесі промивання ЗФМ патрубок 13 і один з патрубків 17 чи 18 перекриті відповідною арматурою, що на фіг. 1-3 не показано. Завдяки наявності у вер хньому дренажному пристрої 11 інертного зернистого матеріалу 12 запобігається виніс часток ЗФМ при великій швидкості промивки, що не досягається у відомому фільтрі [2]. Періодично проводиться заміна у фільтрі ЗФМ. Для цього, за умови підключення фільтра до водопровідної мережі гнучкими армованими трубками, обертанням гвинтів 23 фільтр піднімається над підлогою на необхідну висоту. Через патрубок 18 фільтр спорожнюється, відкручуються гайки 5, видаляються болти 6. Днище 4 фільтра разом з патрубком 18 опускається на підлогу, знімається нижній дренажний пристрій 19 і видаляється з-під корпусу фільтра, ЗФМ без утруднень вигружається у відповідну тару, яка підставляється під корпус фільтра. Потім у зворотній послідовності відбувається збір перелічених вище деталей нижньої частини фільтра. Для загрузки фільтра новим ЗФМ з утворенням всередині фільтра шару 25 знімається заглушка 16 з люка 15. Через цей люк до внутрішнього простору фільтра засипають ЗФМ, після чого заглушка 16 знову встановлюється на люці 15. Як видно з наведеного опису, заміна ЗФМ у фільтрі, що пропонується, порівняно з відомим фільтром [2] спрощена за рахунок механізації підйому, наявності спеціального люка, повного розкриття поперечного перерізу фільтра, відсутності потреби в перекиданні фільтра під час вигрузки ЗФМ, що особливо суттєво для фільтрів з корпусом великого діаметра. Фільтр, що пропонується, під час його поширення дасть можливість забезпечити якісною питною водою чисельні об'єкти колективного користування, у т. ч. харчоблоки дитячих і лікувальних закладів, підприємств і організацій. Джерела інформації: 1. Авторское свидетельство СССР № 1546101, кл. B01D 24/38 от 28.08.1990 г. 2. Проспекти фірми Rain Soft. 4 33539 Фіг. 1 5 33539 Фіг. 2 6 33539 Фіг. 3 7 33539 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 8