IT9048128A1

IT9048128A1 - Complesso a filtro per drenaggio.

Info

Publication number: IT9048128A1
Application number: IT048128A
Authority: IT
Inventors: Alfonso J Soriente
Original assignee: Graver Co
Priority date: 1989-07-11
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1992-01-10
Also published as: IT1241991B; AU5794390A; CA2016404A1; US5028322A; AU627045B2; GB2233575B; CA2016404C; GB2233575A; GB9011979D0; IT9048128A0; JPH03114502A

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "COMPLESSO A FILTRO PER DRENAGGIO"

Campo dell'invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un migliorato complesso a filtro per drenaggio, per l'impiego in un filtro oppure demineralizzatore per liquidi del tipo avente un letto filtrante con materiali granulari attraverso il quale il liquido che deve venire trattato fluisce per di lì verso il basso.

Fondamento dell'invenzione

Filtri e demineralizzatori con materiali granulari, come impiegati ampiamente per la purificazione di acqua, comprendono tipicamente un letto filtrante con materiali di particelle accuratamente selezionati di sabbia, antracite, resine scambiatrici di ioni ecc, il quale letto filtrante è sostenuto su una soletta posizionata in un serbatoio di filtrazione in modo tale da dividere il serbatoio in una camera di entrata superiore ad esso ed in una camera di uscita inferiore ad esso. Nell'esercizio, come l'acqua che deve venire trattata viene fatta passare verso il basso attraverso il letto filtrante, i solidi sospesi e, oppure le impurità disciolte vengono asportate e trattenute entro i materiali granulari. Periodicamente è necessario asportare i solidi sospesi raccolti nel letto filtrante mediante lavaggio a controcorrente del letto filtrante in modo tale da impedire che il letto filtrante si intasi e cessi di funzionare appropriatamente, oppure da rigenerare un letto di resina scambiatrice di ioni esausta. Il lavaggio a controcorrente è convenzionalmente ottenuto facendo passare acqua di lavaggio a controcorrente verso l'alto attraverso i materiali filtranti, preferibilmente preceduto oppure accompagnato da un lavaggio a controcorrente di gas, quale aria.

La raccolta del filtrato e la distribuzione di aria e, oppure acqua di lavaggio a controcorrente viene comunemente ottenuta mediante filtri oppure distributori per drenaggio particolarmente progettati, i quali sono accolti attraverso a3960Hfiltrazione

e collegati con tubi oppure con uno spazio di ristagno al di sotto della soletta. E' particolarmente vantaggioso che i distributori per drenaggio si adattino strettamente alla soletta e che essi distribuiscano in modo uniforme l'aria e, oppure l'acqua di lavaggio a controcorrente sull'intera area del letto filtrante. Esempi di filtri e distributori per drenaggio della tecnica precedente sono descritti nei brevetti USA n° 3.730.348, 4.214.992 e 4.707.237.

Mentre i filtri e i distributori per drenaggio finora proposti sono stati efficaci nell'orientare verso l'alto aria e, oppure acqua di lavaggio a controcorrente verso il letto filtrante, essi hanno dato come risultato una azione a "getto" facendo in modo che la deposizione dello strato superiore più leggero del letto con materiali filtranti muova la sua via in basso attorno ai filtri dando come risultato elevate cadute di pressione attraverso i filtri e possibile perdita di materiali durante il ciclo di esercizio. Tali filtri hanno quindi richiesto l'impiego di un maggior numero di filtri più piccoli distanziati a breve distanza per evitare punti morti con la creazione di problemi di distribuzione e aumento del costo.

Sommario dell'invenzione

Secondo la presente invenzione, viene fornito un migliorato complesso a filtro il quale incorpora un elemento solido a basso profilo avente una costruzione a due gradini, il gradino di fondo avente un diametro più grande del gradino superiore. Ciascuno dei gradini ha formata in esso una serie di aperture scanalata, generalmente verticali, distanziate in modo sostanzialmente eguale. L'area totale delle aperture nel gradino di fondo è di circa 3 fino a 15 volte più grande dell'area totale delle aperture del gradino superiore, allo scopo di fornire una distribuzione di liquido e di gas. Il profilo relativamente basso dell'elemento solido assicura buona pulizia dei materiali di filtrazione giù sulla soletta.

La presente invenzione fornisce anche un mezzo perfezionato di distribuzione/fissaggio per orientare un fluido attraverso di esso nell'elemento solido e per trattenere l'elemento solido in posizione sopra la soletta.

La presente invenzione è anche intesa per l'impiego in demineraiizzatori a letto profondo i quali comprendono un letto filtrante di resine scambiatrici di ioni sostenuto sopra una soletta.

La invenzione, sia per quanto riguarda la sua costruzione che il metodo di funzionamento, sarà compresa con riferimento alla descrizione che segue presa in unione con i disegni annessi, Descrizione dei disegni

La figura 1 è una vista in elevazione schematica, parzialmente in sezione, illustrante un filtro che il complesso a filtro della presente invenzione incorpora.

La figura 2 è una vista in elevazione in esploso, parzialmente in sezione, che mostra una realizzazione di un complesso a filtro costruito secondo l'invenzione.

La figura 3 è una vista in elevazione in sezione del complesso a filtro illustrato nella figura 2 montato in unione con una piastra di filtro.

La figura 4 è una vista in sezione simile alla figura 3, che illustra il complesso a filtro in unione con una soletta cementata.

Descrizione delle realizzazioni preferite Con riferimento ora ai disegni, e più particolarmente alla figura 1, viene illustrato un filtro 10 semplificato a titolo di esempio utilizzando un complesso a filtro per drenaggio della presente invenzione. Il filtro 10 ha un letto filtrante 12 attraverso il quale il liquido influente che deve venire trattato viene fatto passare durante il ciclo di esercizio per asportare da esso materiali solidi estranei oppure impurità disciolte. Il liquido effluente trattato dal filtro 10 viene fatto passare in esercizio. Dopo che il letto filtrante 12 si è intasato con particelle estranee asportate dal liquido influente oppure dopo che il letto si è esaurito, viene iniziato un ciclo di lavaggio a controcorrente in cui gas pressurizzato e, oppure acqua di lavaggio a controcorrente vengono fatti passare attraverso di esso verso l'alto per rimuovere materiale estraneo nel letto 12 e, oppure per classificare il letto.

Più specificatamente, il filtro 10 comprende un serbatoio 11 di filtrazione avente una piastra di acciaio a doppio fondo oppure una soletta cementata 13 che divide il serbatoio 11 in una camera 14 di entrata superiore ad esso ed una camera 15 di uscita oppure di drenaggio inferiore ad esso. Il letto filtrante 12 di materiali filtranti idonei, quali sabbia, antracite, resina scambiatrice di ioni o similari, è sostenuto nella camera 14 di entrata sopra la soletta 13. Un tubo 16 di entrata si estende all'interno e comunica con la camera 14 di entrata per orientare il liquido grezzo influente nella camera 14. Un tubo 17 di uscita comunica con la camera 15 di uscita per orientare il liquido effluente dalla camera 15 all'esercizio. Un tubo 18 di entrata di lavaggio ha una sua estremità in comunicazione fluidica con il tubo 17 di uscita e l'altra sua estremità in comunicazione fluidica con una fonte di gas pressurizzato (non mostrata).'Un tubo 19 di entrata per lavaggio a controcorrente ha una sua estremità in comunicazione fluidica con il tubo di uscita 17 e l'altra sua estremità in comunicazione fluidica con un serbatoio di stoccaggio di liquido per il lavaggio a controcorrente (non mostrato) . Un tubo 20 di trasferimento comunica con il tubo 16 di entrata per portare liquido di lavaggio a controcorrente dalla camera 14 . Valvole di controllo convenzionali 21, 22, 23, 24 e 25 sono rispettivamente collegate con i tubi 16, 17, 18, 19 e 20 per regolare attraverso di essi il flusso di fluido.

Una molteplicità di complessi 30 a filtro per drenaggio, che realizza gli aspetti della presente invenzione, è fissata alle e si estende attraverso le aperture 31 formare nella soletta 13. Con riferimento alle figure 1-3, il complesso 30 a filtro, costruito secondo una realizzazione preferita dell'invenzione, comprende un elemento solido 32 di filtro cavo, un elemento 34 di piastra di base ed un elemento 36 di distribuzione/ fissaggio.

L'elemento solido 32 di filtro è formato in modo tale da definire una porzione 38 di fondo sostanzialmente cilindrica, una porzione 40 anulare sostanzialmente orizzontale ed una porzione 42 superiore sostanzialmente cilindrica. La porzione 40 anulare si estende tra il bordo superiore della porzione 38 di fondo e il bordo inferiore della porzione 42 superiore. La estremità inferiore della porzione 38 di fondo è aperta ed è formata con una porzione 44 di bordo attorno al suo bordo inferiore. La estremità superiore della porzione 42 superiore è chiusa mediante una porzione 46 anulare avente una apertura 48 formata in essa. In accordo con una realizzazione preferita dell'invenzione, il diametro esterno della porzione di fondo è circa 12,85 cm (5,62 pollici) e il diametro interno della porzione 42 superiore è circa 7,62 cm (3,0 pollici) . Una molteplicità di esterna 50 di sostegno, sostanzialmente verticali, si estende tra la superficie inferiore della porzione 40 anulare adiacente al suo bordo interno fino ad una elevazione sostanzialmente eguale alla elevazione della porzione 38 di fondo.

Una prima serie di aperture scanalate 52, generalmente verticali, distanziate in modo sostanzialmente uguale, è formata per tutta la porzione 38 di fondo, ed una seconda serie di aperture scanalate 54, generalmente verticali, distanziate in modo sostanzialmente eguale, è formata per tutta la porzione 42 superiore. L'area totale delle aperture 52 è da circa 3 fino a 25 volte l'area totale delle aperture 54. In accordo con una realizzazione preferita dell'invenzione, l'area totale delle aperture 52 è circa 8 volte l'area totale delle aperture 54. Vi sono approssimativamente cento aperture 52 e approssimativamente sedici aperture 54, con le aperture 52 essendo approssimativamente lunghe 1,25 cm (0,5 pollici) e larghe 0,20 cm (0,08 pollici), e le aperture 54 essendo approssimativamente lunghe 0,63 cm (0,25 pollici) e larghe 0,20 cm (0,08 pollici) .

L'elemento 34 di piastra di base include una porzione 56 anulare superiore avente formata in esso una apertura 58. Il diametro esterno della porzione 56 è tale da consentire l'accoglimento di essa nella porzione 4 di bordo, come meglio visto nella figura 3. Un elemento 60 di anello elastico di espansione si estende verso il basso dalla porzione 56 in allineamento verticale con l'apertura 58. La porzione superiore dell'elemento 60 di anello è formata con filettature interne 62 e la porzione inferiore di esso è formata con superfici 64 distanziate che si estendono verso 1 'interno.

L'elemento 36 di distribuz ione/fissaggio include una porzione 66 tubolare ad estremità aperta avente filettature esterne 68 formate in adiacenza alla sua porzione terminale superiore. Una apertura 70 di dosaggio è formata nella porzione tubolare 66 a breve distanza al di sotto delle filettature 78 ed una apertura di scarico 72 è formata nella porzione tubolare 66 attraverso le filettature 78. La porzione superiore dell'elemento 36 di distribuzione/fissaggio include zone 74 aperte, separate da elementi 76 distanziatori longitudinali che si estendono dal bordo superiore della porzione tubolare 66 ad una porzione 78 di flangia di ritenuta a gradini. La porzione 78 di flangia è dimensionata per essere accolta in una porzione 80 di recesso a gradini collegata con la apertura 48. La superficie superiore della porzione 78 di flangia è formata con una idonea porzione 82 di bloccaggio per accogliere mezzi di bloccaggio, come una chiave a mano, per la rotazione selettiva dell'elemento 36.

Con riferimento alla figura 4, il complesso 30 a filtro è mostrato installato in una spessa soletta 13 cementata. Il complesso 30 a filtro è accolto in un inserto 84 che è colato nella soletta cementata. L'inserto 84 comprende una porzione 86 tubolare che è chiusa via in corrispondenza della sua estremità superiore da una porzione 88 superiore anulare che definisce una apertura 90. Un tratto centrale della porzione 88 superiore è formato con un recesso 92. La superficie superiore della porzione 88 superiore è sostanzialmente alla stessa elevazione come la superficie superiore della soletta 13. Un elemento 94 di guarnizione flessibile idoneo è accolto nel recesso 92. L'apertura 90 corrisponde all'apertura 31 della realizzazione mostrata nella figura 3. e la discussione del montaggio e installazione del complesso 30 a filtro che segue è applicabile anche a questa realizzazione.

Riferendosi ora alle figure 2 e 3, verrà ora illustrato il complesso degli elementi 32, 34 e 36 per formare il complesso 30 a filtro e la installazione dello stesso sulla soletta 13. L'elemento solido 32 di filtro e l'elemento 34 di piastra di base sono montati insieme posizionando la porzione 56 dell'elemento 34 di piastra di base nel recesso definito dalla porzione 44 di bordo, Questo complesso viene poi posizionato sulla sommità della soletta 13 con elemento 60 di anello elastico che si estende attraverso l'apertura 31 e la superficie di fondo della porzione 56 in contatto con la superficie superiore della soletta 13. L'elemento 36 di distribuzione/fissaggio viene poi spinto in basso attraverso l'apertura 48 nell'elemento 60 di anello. Come l'estremità di testa dell'elemento 36 entra in contatto con le superfici 64, l'elemento di anello 60 fa in modo di separarsi lungo linee prestabilite provocando che le porzioni di fondo si allarghino all'esterno e quindi fissino saldamente l'elemento 34 di piastra di base in posizione sopra la soletta 13. L'elemento 36 viene poi fatto ruotare impiegando una chiave a mano accolta intorno la porzione 82 di bloccaggio, la guale successivamente fa in modo che la porzione 68 filettata esterna venga accolta dalla porzione 62 filettata interna. La rotazione continuata dell'elemento 36 fa in modo che esso si sposti verso il basso finché la flangia 78 di ritenuta è saldamente accolta nella porzione 80 di recesso in modo tale da fissare saldamente l'elemento solido 32 all'elemento 34 di piastra di base.

Nel funzionamento del filtro 10, durante la filtrazione oppure il ciclo di esercizio, le valvole 21 e 22 sono aperte e le valvole 23, 24 e 25 sono chiuse. Il liquido influente passa attraverso il tubo 16 di entrata nella camera 14 di entrata e poi passa in basso attraverso il letto filtrante 12. Il liquido filtrato passa attraverso le aperture 52 e 54 nell'elemento 32 solido e poi attraverso le aperture 74 e la porzione tubolare 66 nella camera 15 di uscita e fuori all'esercizio attraverso il tubo di uscita 17. Dopo che il letto filtrante 12 si è intasato con particelle estranee asportate dal liquido grezzo e, oppure esauste nel caso di un letto filtrante con resina scambiatrice di ioni, viene iniziato un ciclo di lavaggio a controcorrente. Durante il ciclo di lavaggio a controcorrente, un liquido di lavaggio a controcorrente viene fatto passare verso l'alto attraverso i materiali filtranti. Il liquido di lavaggio a controcorrente è tipicamente accompagnato con oppure preceduto da un flusso verso l'alto di un gas di lavaggio a controcorrente quale aria. Mentre la descrizione del ciclo di lavaggio a controcorrente che segue sarà per un sistema in cui il liquido di lavaggio a controcorrente è accompagnato con il lavaggio a controcorrente di aria la presente invenzione contempla il fatto che il liquido di lavaggio a controcorrente e l'aria di lavaggio a controcorrente possono venire fatti passare separatamente attraverso il letto filtrante, se le circostanze lo garantiscono.

Il ciclo di lavaggio a controcorrente viene iniziato aprendo le valvole 23, 24 e 25 e chiudendo le valvole 21 e 22. Un gas pressurizzato, quale aria, viene fatto gorgogliare attraverso i tubi 18 e 17 nella camera 15 di drenaggio. L'aria di lavaggio a controcorrente e l'acqua di lavaggio a controcorrente si separano nella camera 15 di drenaggio formando una camera di aria superiore ed

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Complesso a filtro per l'impiego in un filtro avente un letto con materiali granulari sostenuto sopra una soletta, che definisce una camera di entrata superiore ad essa ed una camera di uscita inferiore ad esso, detto complesso di filtro comprendendo : un elemento solido di filtro cavo avente una estremità superiore sostanzialmente chiusa ed una estremità di fondo sostanzialmente aperta in relazione frontale verso una apertura formata nella soletta, detto elemento solido avente una prima serie di aperture scanalate, generalmente verticali, distanziate in modo sostanzialmente uguale, formate in esso attorno alla periferia di una sua porzione inferiore ed una seconda serie di aperture scanalate, generalmente verticali, distanziate formate in esso intorno alla periferia di una sua porzione superiore, detta seconda serie di aperture è posizionata verso l'interno di detta prima serie di aperture. Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 1, in cui l'area totale delle aperture indetta prima serie è più grande dell'area totale delle aperture in detta seconda serie di aperture . Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 2, in cui l'area totale delle aperture in detta prima serie è da circa 3 a 15 volte più grande dell'area totale delle aperture in detta seconda serie di aperture. Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 1, in cui detto elemento solido ha una porzione di fondo sostanzialmente cilindrica, in cui sono formate detta prima serie di aperture, ed una porzione superiore sostanzialmente cilindrica, in cui è formata detta seconda serie di aperture . Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 4, in cui detto elemento solido ha una porzione di transizione anulare sostanzialmente orizzontale che si estende tra il bordo superiore di detta porzione cilindrica di fondo e il bordo inferiore di detta porzione cilindrica superiore. 6. Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 1, in cui detto complesso a filtro include un elemento di piastra di base posizionato in stretta relazione a detta estremità di fondo di detto elemento solido, detto elemento di piastra di base avendo una apertura formata in esso in comunicazione con la apertura nella soletta. Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 6 in cui detto elemento di piastra di base ha un elemento di anello che si estende verso il basso da detta apertura formata in esso e dentro l'apertura nella soletta. Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 7, in cui detto elemento solido ha una porzione anulare superiore sostanzialmente orizzontale che si estende verso l'interno dal bordo superiore di detta porzione superiore cilindrica, detta porzione anulare superiore avendo una apertura formata in esso sostanzialmente in allineamento verticale con detto elemento di anello. Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 8, che include ulteriormente un elemento di distribuzione/fissaggio per orientare un fluido attraverso dalla camera di uscita in detto elemento solido e per trattenere detto elemento solido e detto elemento di piastra di base in posizione sopra la soletta. 1.0 Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 9, in cui detto elemento di distribuzione/fissaggio include una porzione sostanzialmente tubolare che si estende verso il basso attraverso l’apertura in detta porzione cilindrica superiore e attraverso detto elemento di anello. Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 10, in cui detta porzione tubolare ha filettature esterne formate intorno ad una sua porzione intermedia, che sono accolte da filettature interne formate in detto elemento di anello. 12. Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 11, in cui detto elemento di anello è un disco di anello elastico di espansione tale che l'accoglimento filettato di detta porzione tubolare in esso fa in modo che la sua porzione inferiore si espanda e con ciò trattenga detto elemento di piastra di base in contatto con la superficie superiore della soletta. Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 12, in cui l'estremità superiore di detto elemento tubolare è formata con una flangia di ritenuta la quale mette in contatto una superficie superiore di detto elemento solido in modo tale che l'accoglimento filettato di detta porzione tubolare in detto elemento di anello fa in modo che detto elemento solido venga trattenuto in posizione sopra detto elemento di piastra di base. 14. Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 10, in cui detta porzione tubolare ha una estremità inferiore aperta e aperture formate attraverso, in corrispondenza di una sua porzione superiore in comunicazione fluidica con l'interno di detto elemento solido. 15. Complesso a filtro come definito nella rivendicazione 13, in cui l'estremità superiore di detta porzione tubolare è formata con mezzi per facilitare la rotazione di detta porzione tubolare.