CN101400421A

CN101400421A - 多段过滤装置

Info

Publication number: CN101400421A
Application number: CNA2007800088881A
Authority: CN
Inventors: M·Y·库德里亚夫采夫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2007-04-02
Publication date: 2009-04-01
Also published as: DE112007000886T5; US20080277331A1; WO2007120077A1; RU2304014C1

Abstract

本发明涉及用于分离混合在可过滤流体介质中的材料的系统，例如用于发电厂中净化水的系统。本发明中用于分离混合在可过滤流体介质中的材料的过滤装置包含多个节段，以及置于这些节段中的吸附剂，这些节段彼此连接并且其内具有用于供料的空腔和用于移出的空腔，其中所述节段具有相同的尺寸并且每一节段均为具有六角形底面和成对相似且平行的面的棱柱形式，所述节段的底面形成了所述装置的两个互相平行的底壁，所述节段以分隔两个相邻节段的侧壁为两者共有的壁的方式彼此邻接，并且所有所述壁彼此刚性连接。所述发明使得能够通过增加每单位所述装置在生产空间中占据体积中的吸附剂体积来降低所述装置的单位性能的成本。

Description

多段过滤装置

技术领域

本发明涉及用于分离混合在所过滤的流体介质中的材料的系统，例如用于发电站的水净化。

背景技术

已知用于液体净化的径向过滤器(radial filter)，在其圆柱形容器中放置有中心分布的腔，以及填充有疏松的吸附剂的、同轴且彼此间隔一定距离分布的环形过滤腔(节段)(参见版权证书SU1816474，B01D24/08，5/23/1993)。

由于该过滤器是多段的，其密集性高于每一容器内具有一个过滤器节段的过滤装置，其中所述过滤器节段具有选择性过滤初始介质和节段选择性再生的功能。

然而，为了对该过滤器进行维修，需要中断过滤过程。由于在各过滤器之间存在空间，并且在过滤器维修期间所维修过滤器内的所有过滤段都不能工作，因此，为了确保过滤的连续性，必须保留过滤器以相应降低过滤器密集性。

在技术实质和所得结果上与本发明最接近的是用于分离混合在所过滤的流体介质中的材料的多段过滤装置，其包含彼此连接的多个节段以及置于节段内的吸附剂，其中在每一节段内设有引入(bringing)和移出(removing)的空腔(参见版权证书SU №.1346193、D01D25/06、23/10/1987)。

所述过滤装置制成为多块的形式，并且包含多个节段和过滤元件(吸附剂)，在这些节段内设有用于引入和用于移出的空腔，其中所述节段具有将各节段彼此连接的元件，此外每一节段具有外壳，而过滤元件具有封闭形式(环)，且以与壁间隔一定距离的方式安装在外壳内，引入通道与位于过滤元件和外壳壁之间的空腔连接，而移出通道与过滤元件内的空腔连接，且在每一通道中都安装有阀门。所述设计使得能交替地去除(例如，为了维修或再生)，以及替换所述过滤器的各节段而无需停止其他节段中的过滤，并且由于减少了再生或维修期间同时不能工作的过滤元件数目而再次提升过滤装置的密集性。然而，在该设计中，通过置换(displacement)进行的通道连接和脱离不能满足达到通道在各节段的工作位置的接合紧密性。此外，在一个节段中有大量带阀门的通道降低了指定过滤装置的生产适应性，并且为了确保预设的强度(例如抗内压强度)，沿周边具有接合点的平行六面体形式的节段外壳的设计需要相当的材料强度(material-intensive)。

上述过滤装置的共同缺陷是：

●吸附剂的工作体积(working volume)的封闭形式(所述吸附剂在其内部关闭了入口空腔和出口空腔，且其本身被出口空腔或入口空腔所包围)需要很大的环形空腔体积来调准(alignment)过滤正面(on front of a filtration)的介质的速度，并且这会降低装置的密集性；

●改变各节段的连接方案的构造的复杂性，例如，在周期性运作(过滤周期-再生周期)的装置的多级过滤中，其中在所述周期性运作中关闭以进行第一级节段的再生，而其再生后打开作为最后一级；

●不能应用于半连续方式的过滤(分批将大量吸附剂从过滤节段移入再生节段，再移回)，相比在周期性运作的装置上进行的过滤，半连续方式过滤在许多情况下具有最佳的技术和经济参数。

发明内容

本发明的目的在于提高过滤装置的密集性和生产适应性。

所实现的过滤装置的技术效果是减小其质量和尺寸，并提高其工作可靠性。

所提到的问题得以解决且达到了所述技术效果，因为用于分离混合在所过滤的流体介质中的材料的多段过滤装置包含多个节段，以及位于所述节段中的吸附剂，所述节段彼此连接并且每一节段内设有用于引入和用于移出的空腔，此外所述节段具有相同的尺寸，并且每一节段均制成具有六角形底面和成对地平行且相同的壁的棱柱状，所述节段的底面形成了所述装置的两个互相平行的底壁(butts’wall)，所述节段彼此邻接从而使得分隔两个相邻节段的侧壁为两者共有，并且所有壁彼此刚性连接。

在节段内设置的用于引入和用于移出的空腔可位于吸附剂工作体积的外部。

节段壁可制成两个相对的片，在所述片之间放置有加强件和/或填料，以使这些片彼此紧固。

在形成装置底壁之一的节段底面上可形成开口(hatches)。

至少两个相邻节段由至少一个穿过分隔所述节段的侧壁设置的通道彼此连接。

所述装置可具有支持体，此外至少一个支持体被制成容器。

所述装置可由3个、6个、10个或15个节段组成，其中所述节段的底面中心以1、2、3或4步的底面中心间距排列成行，形成等边三角形。

通常，工业过滤装置是一组通过管线连接，且位于工业建筑内的过滤器。装置成本对其生产能力的比率取决于生产适应性以及装置的密集性，其中装置的密集性可表征为吸附剂工作体积对装置在建筑物内所占空间体积的比率。

所述装置的高密集性首先来源于使过滤器之间的空间最小，并且减少再生或维修期间同时不能工作的节段的数目。

其次，与原型相比密集性也得到提高，因为用于引入和用于移出所过滤介质的空腔位于吸附剂的工作体积的外部。这种位置减小了这些空腔的体积，同时保持了校准过滤正面的介质的速度。例如，在装置底壁的垂直位置，节段内吸附剂的工作体积可占据垂直侧壁之间的所有空间，而保持在吸附剂外部的空腔则占据了最小的具有三角形底面的棱柱形式的体积，其分布过滤正面的介质的装置内水压损失最小。在这种情况下，由于所述节段的多层设置，过滤正面(filtering front)的面积对建筑物(premises)面积的比率也显著提高。

再次，所述节段的底面形成了装置的两个平行底壁，使得不仅能减小装置与建筑物的平面壁或地面之间的距离至最小，并且在某些情况下能够使用该装置作为墙壁或地面，即，不仅能提高装置的密集性，还能够减小总的材料消耗。

装置生产的高度适应性来源于节段尺寸的同一性使得结构元件具有一致性。

该过滤装置各节段之间不能相互移动，实现了各节段接合的可靠性，以及改变各节段连接方案的简便性，使得能将连接各节段的通道数量减至最低，并且对于节段底面内的通道能够使用标准的管线接头和标准的管线加强件(armature)。这也可以提高装置的生产适应性。

所述节段为具有六角形底面的棱柱形式，使得与和本发明最接近的装置相比，能够在预设的节段体积条件下减小节段侧壁的宽度，并且因此能够在保持预设强度(例如，抗内压强度)的条件下减少各节段间隔壁的材料消耗。为了降低装置的生产成本，可将所述壁制成两个相对的片，其中在所述片之间放置加强件和/或填料以将这些片彼此紧固。

由于用于引入和用于移出所过滤介质的空腔位于吸附剂工作体积的外部，使得能够组织所过滤介质与吸附剂之间的反向运动，从而提供半连续过滤。

因此，本装置的特点是高密集性、通道接合的可靠性、生产适应性和改变节段连接方案的简便性、较少的材料消耗以及对半连续过滤的适用性。

可在形成装置底壁之一的节段底面内形成用于节段维修(例如更换吸附剂)的开口。开口的单侧设置减小了没有开口的那个底壁的维修区，即减小了装置占用的空间并提高了密集性。

如果没有必要改变某些节段的连接方案，那么至少两个相邻节段可以通过至少一个穿过分隔它们的侧壁的通道来相互连接。这可以减少建筑物内的管线所占据的空间。

所述装置可具有多个支持体，此外至少一个支持体可制成容器。使用这些用于再生介质的容器可以降低对独立设置的与过滤装置相连的容器的需求，即从整体上提高过滤系统的密集性。可以选择这些容器的形式，从而最大程度地减小装置外部轮廓在建筑物内的空间。

所述装置可由3个、6个、10个或15个节段构成，其中所述节段的底面中心以1、2、3或4步的底面中心间距排列成行，形成等边三角形。通过这种装置可以在建筑物中构建具有高密集性复杂形式的复杂过滤系统。

附图说明

图1示意性地显示了所述的过滤装置。

在附图中，显示了周期性运作的，从上至下过滤的多段过滤装置垂直剖面图，其用于通过离子交换进行水的净化。

具体实施方式

所述节段的底面和每一节段的两个侧壁是垂直的。切面与底面平行。带箭头的虚线显示了连接各节段底面内的通道的管线，以及位于过滤器之间的管线，并显示了所过滤介质在这些管线中的运动。单箭头显示了这些介质通过所述节段侧壁内的通道的运动。

在该装置中包括了：

由两个第一步节段(1)和一个第二步节段(2)构成的阳离子过滤器，在这些节段中包含有阳离子交换剂(exchanger)(3)；

由两个第一步节段(4)和一个第二步节段(5)构成的阴离子过滤器，在这些节段中包含有阴离子交换剂(anionite)(6)；

由包含机械吸附剂(8)的节段(7)构成的机械过滤器。

所述装置具有支持体(9)，其制成用于再生介质的容器。这些支持体建立在地面(10)上。

对于关闭节段以用于吸附剂再生的情况，可将相应位置的管线连接到包括在其他相同装置内的其他相同节段的管线上。

所述装置的工作方式如下。

所过滤介质(如水)通过并联的管线流入阳离子过滤器第一步的两个节段(1)的上部。在第一步的阳离子交换剂(3)中净化后，水由节段(1)的底部通过侧壁内的通道流入阳离子过滤器第二步的节段(2)的上部。在第二步的阳离子交换剂(3)中净化后，水由节段(2)的底部通过并联的管线流入阴离子过滤器第一步的两个节段(4)的上部。在阴离子交换剂(6)中净化后，水由节段(4)的底部通过侧壁内的通道流入阴离子过滤器第二步的节段(5)的上部。在第二步的阴离子交换剂(6)中净化后，水由节段(5)的底部通过管线流入机械过滤器的节段(7)的上部。在机械吸附剂(8)中净化后，净化水由节段(7)的底部流到消费者处。

为了进行任一节段内的吸附剂的再生，该节段必须从所过滤介质的管线中断开。如果必须连续过滤，所过滤介质可以流入与被断开节段并联的其他相同装置的相同节段，以替代该被断开的节段。之后，以计算得到的量将再生介质输入从所过滤介质断开的节段内。当再生介质供应停止时，对再生的节段进行清洗，去除残余的再生介质。将清洗后的节段再次连接到所过滤介质的管线上。

工业应用性

本发明可用于机械工程、电力工业和需要分离混合的介质、以及净化液态介质的其他工业。

Claims

1、用于分离混合在所过滤流体介质中的材料的多段过滤装置，其包括多个节段以及位于所述节段中的吸附剂，所述节段彼此连接并且每一节段内都设有用于引入和用于移出的空腔，其特征在于所述节段具有相同的尺寸，并且每一节段均制成具有六角形底面和成对地平行且相同的壁的棱柱状，所述节段的底面形成了所述装置的两个互相平行的底壁，所述节段彼此邻接从而使得分隔两个相邻节段的侧壁为两者共有，并且所有的壁彼此刚性连接。

2、权利要求1的装置，其特征在于设置在节段内的用于引入和用于移出的空腔位于吸附剂的工作体积的外部。

3、权利要求1的装置，其特征在于所述节段的壁制成两个相对的片，在所述片之间放置有加强件和/或填料，以使这些片彼此紧固。

4、权利要求1的装置，其特征在于在形成所述装置的底壁之一的节段底面内形成开口。

5、权利要求1的装置，其特征在于至少两个相邻节段由至少一个穿过分隔它们的侧壁设置的通道彼此连接。

6、权利要求1的装置，其特征在于所述装置具有支持体，此外至少一个支持体制成为容器。

7、权利要求1的装置，其特征在于所述装置由3个、6个、10个或15个节段构成，其中所述节段的底面中心以1、2、3或4步的底面中心间距排列成行，形成等边三角形。