фильтр для очистки воды с водовоздушной промывкой

Формула изобретения

1. Фильтр для очистки воды с водовоздушной промывкой, включающий корпус, в котором размещены: фильтрующая мелкозернистая загрузка, поддерживающий слой гравия, а также промывное устройство, расположенное ниже или внутри поддерживающего слоя, отличающийся тем, что промывное устройство выполнено в виде набора пористых труб, перекрывающего площадь под мелкозернистой загрузкой, при этом внутри каждой пористой трубы набора расположена сплошная полутруба, обращенная выпуклой поверхностью вверх и имеющая торцевое соединение с коллектором, выполненным для подачи в нее воды и воздуха.

2. Фильтр для очистки воды с водовоздушной промывкой по п.1, отличающийся тем, что по длине двух продольных плоскостей стенки полутрубы выполнены гребенчатые выступы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии приготовления осветленной воды на водоподготовительных установках и предназначено для механических фильтров, используемых в промышленном водоснабжении, на станциях доочистки сточных вод, а также для подготовки питьевой воды.

Заявляемое устройство может быть применено также для реконструкции фильтров, в которых используется промывка фильтрующей загрузки водой, под режим водовоздушной промывки.

Известна конструкция для реализации способа водовоздушной промывки фильтра, заключающегося в том, что в дренажную распределительную систему фильтра подают сначала воду и воздух, а затем только воду для вытеснения защемленного воздуха (патент США № 3631983, кл. 210-80, 274, 275, опубл. 4.01.72.).

Однако конструкция фильтра сложна, так как должна содержать дополнительную дренажную систему для распределения воздуха.

Известно устройство для осуществления способа, предусматривающего обратную промывку зернистой загрузки фильтра путем пульсирующего перемещения потока промывной воды (патент США № 3533507, кл. 210-140, опубл.1970).

Однако анализ гидродинамики процесса показывает, что статические связи между зернами загрузки фильтра не нарушаются полностью, поэтому необходим монтаж дополнительного устройства специальной напорной емкости для сжатого воздуха.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является конструкция фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой, содержащего: корпус, мелкозернистую загрузку, поддерживающий слой гравия, а также промывное устройство, расположенное ниже или внутри поддерживающего слоя и выполненное в виде двух перфорированных трубопроводов для подачи воздуха и промывной воды (патент СССР № 1834677 № 1634677. кл. В01D 24/46, опубл. 15.08.93. - прототип).

При промывке такого фильтра подаваемые по трубопроводам вода и воздух при перемешивании образуют водовоздушный поток с неравномерным распределением в нем пузырьков воздуха, которые, с большой скоростью поднимаясь вверх, увлекают за собой воду. При прохождении поддерживающего слоя, воздушные пузырьки, вследствие прогрессирующей неравномерности их распределения, оказывают вместе с потоками воды смещающие воздействия и перемешивание фильтрующей мелкозернистой загрузки с этим слоем, что приводит и выносу фильтрующего материала и к выходу фильтра из строя. При этом большая скорость подъема водовоздушной смеси создает нестабильность промывки фильтрующей загрузки.

В результате указанных недостатков конструкция фильтра, выбранного в качестве прототипа, обладает недостаточной надежностью.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание новой конструкции фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой, обладающего высокой надежностью в работе.

Техническая задача решается при создании фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой, включающего корпус, в котором размещены: фильтрующая мелкозернистая загрузка, поддерживающий слой гравия, а также промывное устройство, расположенное ниже или внутри поддерживающего слоя, в котором, согласно изобретению, промывное устройство выполнено в виде набора пористый труб, перекрывающего площадь под мелкозернистой загрузкой, при этом внутри каждой пористой трубы набора расположена сплошная полутруба, обращенная выпуклой поверхностью вверх и имеющая торцевое соединение с коллектором, выполненным для подачи в нее воды и воздуха.

В такой конструкции фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой по длине двух продольных плоскостей стенки полутрубы могут быть выполнены гребенчатые выступы.

При такой конструкции фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой при остановке процесса фильтрации и начале процесса водовоздушной промывки загрузки фильтра, вода и воздух из коллектора поступают в сплошную полутрубу. Из нее вода через поры в нижней части наружной трубы поступает в полость корпуса. В то же время воздух из коллектора распространяется по длине полутрубы и затем, достигнув внутренней поверхности наружной трубы, через ее поры поступает в виде пузырьков в полость корпуса, заполненную водой, образуя водовоздушную смесь.

Так как пористая стенка трубы оказывает одинаковое сопротивление проходу воздуха через поры по всей ее длине, то снаружи трубы инициируется поток с равномерным распределением пузырьков воздуха, устремленный к очищаемой мелко-зернистой фильтрующей загрузке и не оказывающий смещающего воздействия на поддерживающий слой, что предотвращает потерю части загрузки и перемешивание ее с поддерживающим слоем. При этом прохождение воздуха из полости сплошной полутрубы через поры наружной трубы предполагает получение мелкопузырчатого воздушного компонента смеси, чем достигается снижение скорости подъема пузырьков и более стабильная промывка мелкозернистой смеси.

Возможное выполнение по длине двух продольных плоскостей стенки полутрубы гребенчатых выступов обеспечивает равно -мерное распределение воздуха, поступающего к внутренней поверхности стенки наружной трубы.

Выше указанные конструктивные особенности фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой обеспечивают повышение надежности его работы.

Сопоставительный анализ заявляемого изобретения и прототипа выявляет наличие отличительных признаков заявляемого устройства по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию изобретения "новизна ".

Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, заключающийся в создании новой конструкции фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой, обладающего высокой надежностью в работе.

Поскольку при исследовании объекта изобретения по патентной и научно-технической литературе не выявлено решений, содержащих признаки заявляемого изобретения, отличные от прототипа, следует сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию изобретения " существенные отличия".

Использование заявляемого изобретения в технологии приготовления осветленной воды обеспечивает заявляемому изобретению соответствие критерию " промышленная применимость".

Заявляемое изобретение изображено на чертеже, где: на фиг.1 показан общий вид фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой; на фиг.2 - промывное устройство в разрезе.

Фильтр для очистки воды с водовоздушной промывкой, включает корпус 1, в котором размещены: фильтрующая мелко-зернистая загрузка 2, поддерживающий слой 3 гравия, а, также промывное устройство, расположенное ниже или внутри поддерживающего слоя 3 и выполненное в виде набора пористых труб 4, перекрывающего площадь под мелкозернистой загрузкой 2, при этом внутри каждой пористой трубы 4 набора расположена сплошная полутруба 5, обращенная выпуклой поверхность в вверх и имеющая торцевое соединение с коллектором 6 для подачи в нее воды и воздуха.

Возможно выполнение по длине двух продольных плоскостей стенки полутрубы 5 гребенчатых выступов 7.

Наружная пористая труба может быть выполнена из волокнисто-пористого полиэтилена или другого пористого материала с низким гидравлическим сопротивлением. В качестве фильтрующего мелкозернистого материала могут быть использованы традиционные материалы, например, песок или мелкораздробленный уголь.

При водовоздушной промывке фильтра перекрывается подача на мелкозернистую загрузку 2 фильтруемой воды и производится подача воды и воздуха из коллектора 6 в полутрубу 5 промывного устройства.

При этом вода из полости полутрубы 5 через поры трубы 4 поступает за пределы промывного устройства. Воздух, распространяясь по длине полутрубы 5, достигает затем внутренней поверхности пористой трубы 4 и, встречая одинаковое сопротивление по всей ее длине, выходит через поры в водное пространство в виде равномерно распределенных в воде мелких пузырьков воздуха, которые устремляются вверх, увлекая за собой воду.

Таким образом на промывку фильтрующей мелкозернистой загрузки поступает с замедленной скоростью равномерно распределенная по ее площади водовоздушная промывная среда, что исключает смещение поддерживающего слоя гравия и его перемешивание с фильтрующей мелкозернистой загрузкой, обеспечивая стабильную очистку зерен фильтрующей загрузки.

Из выше изложенного очевидно преимущество в надежности работы заявляемого фильтра для очистки воды с водовоздушной промывкой по сравнению с прототипом.