RU155961U1 - Устройство для очистки морской воды - Google Patents

Abstract

Устройство для очистки морской воды, содержащее корпус с патрубками подвода очищаемой воды и отвода фильтрата, многослойный насыпной фильтр с различной зернистостью слоев, патрубки подвода и отвода промывной воды, отличающееся тем, что корпус выполнен конической формы с верхней крышкой и двумя симметрично расположенными в нижней его части патрубками с сетчатыми направляющими для отвода шлама; вход патрубка отвода фильтрата и выход патрубка подвода промывной воды оснащены сетчатыми перегородками; насыпной фильтр выполнен трехслойным, причем каждый слой фильтрующего материала расположен на отдельной сетчатой перегородке, соединенной при помощи металлических переходников с двумя вибромоторами, устройство дополнительно снабжено перфорированной насадкой с отверстиями круглой формы, имеющими винтовую нарезку по высоте отверстия, вкрученной в патрубок подвода очищаемой воды.

Description

Полезная модель относится к устройствам для фильтрования и может быть использована в линиях подготовки морской воды на рыбоперерабатывающих и рыбоводных предприятиях.

Известно устройство для очистки воды, которое содержит корпус камеры с патрубками ввода и вывода стоков, насыпной фильтр со средством регенерации фильтра и средство сброса загрязнений. Насыпной фильтр выполнен многослойным, с разной зернистостью слоев, размещенных на опорной перфорированной пластине, закрепленной в нижней части очистной камеры, причем слой фильтра, примыкающий к опорной пластине, выполнен мелкозернистым, а вышерасположенные слои выполнены с последовательно увеличивающейся зернистостью в направлении от нижнего к верхнему слою. Средство регенерации фильтра выполнено в виде воздушного распределительного патрубка, подключенного к источнику сжатого воздуха и размещенного в пространстве между опорной перфорированной пластиной и дном корпуса камеры, патрубки ввода и вывода очищенных стоков снабжены электроклапанами, а средство сброса загрязнений выполнено в виде патрубка со входным срезом, расположенным на уровне расположения верхней поверхности и оборудованного электроклапаном. (Пат. RU №36938, кл. A01K 63/04, F04F 1/18, 10.04.2004 г.).

Устройство обладает следующими недостатками: из-за заиливания песочного слоя фильтра, эффективность очистки воды со временем снижается; фильтр не предусмотрен для работы с агрессивными средами (морская вода).

Наиболее близким к заявляемому устройству, является устройство для очистки питьевой воды. Устройство содержит корпус с патрубками подвода воды и отвода очищенной воды, насыпной многослойный фильтр с различной зернистостью слоев и со средством регенерации фильтра и патрубок слива промывочных вод. Патрубок подвода воды подключен к корпусу через аэратор. В нижней части корпуса расположены патрубки отвода очищенной воды, подвода промывочных вод и слива в канализацию. Верхний слой фильтра составляет шунгит, второй слой - кварцевый песок или антрацит, а третий слой состоит из щебня. На поверхности частиц загрузки размещен слой двуокиси марганца. В третьем слое зернистой загрузки расположена дренажная система. (Пат. RU №2371233, B01D 24/00, C02F 1/64, C02F 103/04, 27.10.2009 г.).

Поскольку в качестве реагента в данном устройстве используется двуокись марганца, то фильтр не может применяться для очистки морской воды. Содержание марганца в морской воде незначительно (1·10^-8 - 1·10^-6%), но при использовании в качестве реагента двуокиси марганца его содержание в морской воде резко повышается. Использование профильтрованной морской воды, например для культивирования гидробионтов, может привести к негативным последствиям. Также в процессе фильтрования происходит активное забивание зернистой загрузкой и механическими примесями отверстий в дренажной системе, а поскольку в конструкции не предусмотрена очистка противотоком, то периоды необслуживаемой работы, а так же эксплуатационные затраты резко повышаются. Общий выход патрубков отвода очищенной воды, подвода промывочных вод и слива в канализацию, расположенный с боку в нижней части корпуса отличается ненадежностью в работе. Во-первых, шлам, который должен отводиться в патрубок слива в канализацию, может под воздействием воды проскочить в патрубок отвода очищенной воды, во-вторых общий выход патрубков отвода очищенной воды, подвода промывочных вод и слива в канализацию исключает отвод шлама под воздействием силы тяжести.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является увеличение эффективности очистки фильтрата через насыпные зернистые материалы, а также повышение надежности работы устройства при работе с агрессивными средами, такими как морская вода, снижение себестоимости процесса фильтрования.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для очистки морской воды, содержащем корпус с патрубками подвода очищаемой воды и отвода фильтрата, многослойный насыпной фильтр с различной зернистостью слоев, патрубки подвода и отвода промывной воды согласно полезной модели корпус выполнен конической формы с верхней крышкой и двумя, симметрично расположенными в нижней его части, патрубками с сетчатыми направляющими для отвода шлама, вход патрубка отвода фильтрата и выход патрубка подвода промывной воды дополнительно оснащены сетчатыми перегородками; фильтр выполнен трехслойным, при чем каждый слой фильтрующего материала расположен на отдельной сетчатой перегородке, соединенной при помощи металлических переходников с двумя вибромоторами, устройство дополнительно снабжено перфорированной насадкой с отверстиями круглой формы, имеющими винтовую нарезку по высоте отверстия, вкрученной в патрубок подвода очищаемой воды.

Конический корпус устройства выполнен из материалов, устойчивых к воздействию агрессивной среды (морской воды) например: морская латунь (оловянистая), монель-металл, нержавеющая сталь, оцинкованная сталь, бронза и др. и покрыт специальной антикоррозийной краской. Корпус имеет верхнюю плоскую крышку, предусмотренную для замены фильтрующих материалов на сетчатых перегородках.

Корпус устройства снабжен двумя, симметрично расположенными в нижней его части, патрубками отвода шлама с сетчатыми направляющими, что полностью исключает попадание примесей в фильтрат.

Патрубок для отвода фильтрата может переключаться в режим противотока и подавать промывную воду, а поскольку в нижней части устройства есть патрубок подвода промывной воды, то в режиме промывки фильтрующего материала получается два симметричных патрубка для подачи промывной воды, что позволяет равномерно распределить промывную воду по поверхности сетчатых перегородок с фильтрующей загрузкой и максимально увеличить, тем самым, качество регенерации загрузки.

В трехслойном насыпном фильтре каждый слой фильтрующего материала расположен на отдельной сетчатой перегородке, в отличие от прототипа, где все три слоя фильтрующего материала расположены на одной дренажной системе. Толщина слоя каждого фильтрующего материала, расположенного на отдельной сетчатой перегородке, одинаковая. Вышерасположенные слои выполнены с последовательно увеличивающейся зернистостью в направлении от нижнего к верхнему слою. На верхней сетчатой перегородке расположен самый крупный фильтрующий материал, например: биошары или керамзит; на средней - более мелкий, например: колотый гравий или цеолиты, и на нижней - самый мелкий, например: морской песок или сульфоуголь. Размеры ячеек сетчатых перегородок меньше, размеров частиц фильтрующего материала, для исключения вымывания фильтрующей загрузки.

Сетчатые перегородки при помощи металлических переходников присоединены к вибромоторам (по два вибромотора на каждую перегородку). Поскольку зарастание пор фильтрующих материалов на сетчатых перегородках происходит неравномерно, требуются различные режимы вибрации. Количество колебаний регулируется путем изменения веса нагрузки в вибромоторах (количества эксцентриковых грузов на валу вибромотора от 1 до 4). Так на вибромоторах, соединенных с верхней сетчатой перегородкой, на которой зарастание пор происходит наиболее интенсивно, требуется повышенный режим вибрации (число эксцентриковых грузов на валах вибромоторов четыре). Число грузов на вибромоторах, соединенных со средней сетчатой перегородкой, где зарастание пор менее интенсивно, чем на верхней сетчатой перегородке (число эксцентриковых грузов на валах вибромоторов два или три). Число грузов на вибромоторах, соединенных с нижней сетчатой перегородкой, где зарастание пор менее интенсивно, чем на средней сетчатой разделительной перегородке (число эксцентриковых грузов на валах вибромоторов один).

Устройство снабжено перфорированной насадкой с отверстиями круглой формы, имеющими винтовую нарезку по высоте отверстия, что позволяет подкручивать потоки морской воды. Насадка вкручена в патрубок подвода морской воды, обеспечивает равномерное распределение морской воды по всей поверхности сетчатой перегородки с фильтрующим материалом. За счет подкручивания потоков воды, проходящей через насадку, вода проходит через фильтрующую загрузку более медленно, большая часть механических примесей за счет центробежной силы отбрасывается к стенкам фильтра и под действием силы тяжести скатывается со стенок в патрубки для отвода шлама.

Технический результат полезной модели заключается в увеличении эффективности очистки фильтрата (морской воды), повышении надежности работы устройства при работе с агрессивными средами и снижение себестоимости процесса, и достигается за счет снижения скорости зарастания пор фильтрующих материалов и ячеек разделительных сетчатых перегородок не менее, чем в 12 раз, путем включения в конструкцию вибромоторов, обеспечивающих вибрацию сетчатым перегородкам. За счет равномерной подачи морской воды, при помощи перфорированной насадки, по всей поверхности фильтрующего материала, и создаваемой вибрации, обеспечивается равномерное зарастание пор по всей поверхности фильтрующего материала, что способствует продлению его срока службы. Повышение надежности работы устройства при работе с морской водой, обеспечивается за счет использования в конструкции долговечных материалов, устойчивых к воздействию агрессивных сред, грибков и водорослей. Снижение себестоимости процесса фильтрования достигается путем использования недорогих природных зернистых материалов и безреагентной регенерации фильтрующей загрузки.

Устройство для очистки морской воды поясняется чертежом, где на фиг. представлено устройство в продольном разрезе.

Устройство для очистки морской воды состоит из конического корпуса 1 с верхней плоской крышкой 2. В верхней крышке устройства расположен патрубок для подачи морской воды 3 и симметричные патрубки для отвода промывной воды 4, а в нижней части фильтра расположен патрубок отвода фильтрата 5, патрубок подвода промывной воды 6 и два симметрично расположенных патрубка отвода шлама 7. Во внутренней части устройства расположены три сетчатые перегородки 8, 9 и 10, различающиеся размерами ячеек.

Сетчатые перегородки обрамлены уплотнительными контурами 11. На верхнюю сетчатую перегородку 8 засыпан слой крупнозернистого фильтрующего материала 12 например, биошары или керамзит, на среднюю 9 засыпан слой среднезернистого фильтрующего материала например колотый гравий или цеолиты 13, на нижнюю 10 засыпан слой мелкозернистого фильтрующего материала 14 например, морской песок или сульфоуголь. Толщина слоя фильтрующего материала на каждой сетчатой перегородке одинаковой высоты.

Вибромоторы 15 располагаются за пределами корпуса и соединяются с сетчатыми перегородками при помощи металлических переходников 16. Поскольку вибромоторы постоянного тока, то скорость вращения валов с эксцентриковыми грузами регулируют два потенциометра 17, которые повышают или понижают напряжение.

В патрубок для подачи морской воды ввинчена перфорированная насадка 18, обеспечивающая равномерное распределение морской воды (при подачи ее в фильтр) по всей поверхности сетчатой перегородки с фильтрующим материалом. Отверстия в насадке 19 имеют круглую форму и винтовую нарезку по высоте отверстия, что позволяет подкручивать потоки морской воды.

В нижней части фильтра имеются сетчатые направляющие 20 патрубков отвода шлама, расположенные параллельно наклонным стенкам фильтра, с целью создания барьера. Эти сетчатые направляющие не дают примесям, скатывающимся за счет силы тяжести по наклонным стенкам фильтра попадать в патрубок отвода фильтрата.

Патрубки для подачи промывной воды и отвода фильтрата имеют сетчатые перегородки 21, обеспечивающие дополнительную защиту от примесей, легко промываются при режиме противотока.

Верхняя крышка имеет фланцы 22, которые стянуты шпильками 23, закрепленные гайками 24.

Поскольку в сети переменный ток, а применяемые в конструкции, вибромоторы постоянного тока, то перед потенциометрами предусмотрены адаптеры (выпрямители) 25.

Корпус и сетчатые разделительные перегородки выполнены из металлов, устойчивых к воздействию морской воды (например: оцинкованная сталь, монель-металл, морская латунь - оловянистая, бронза, титан и др.).

Уплотнительный контур сетчатых перегородок выполнен из паронита общего назначения (ПОН) или многослойного армированного покрытия из стекловолокна (АПС). Эти материалы относятся к гидроизолирующим уплотнителям. Они долговечны и устойчивы агрессивным средам, грибкам и водорослям.

Устройство для очистки морской воды работает следующим образом. Морская вода поступает в устройство для очистки через патрубок подачи морской воды 3, расположенный в верхней плоской крышке 2 конического корпуса 1, в патрубок ввинчена перфорированная насадка 18, которая обеспечивает равномерное распределение морской воды при подачи ее в фильтр. Отверстия в насадке 19 имеют круглую форму, а по высоте (h) винтовую нарезку, что позволяет подкручивать потоки морской воды.

Одновременно с подачей морской воды включают вибромоторы 15 постоянного тока, которые передают вибрацию сетчатым разделительным перегородкам, через металлические переходники 16. Количество колебаний регулируется путем изменения веса нагрузки в вибромоторах (количества эксцентриковых грузов на валу вибромотора от 1 до 4). Адаптеры (выпрямители) 25 преобразуют переменный ток из сети в постоянный ток. Скорость вращения валов с экцентриковыми грузами вибромоторов регулируют два потенциометра 17, которые повышают или понижают напряжение.

Морская вода начинает просачиваться через слой крупнозернистого фильтрующего материала 12, расположенного на сетчатой разделительной перегородке 8, где задерживаются наиболее крупные механические примеси.

Пройдя через слой крупного зернистого фильтрующего материала 10 и разделительную перегородку 8, морская вода начинает просачиваться через слой фильтрующего зернистого материала 13 со средними размерами частиц, расположенную на сетчатой разделительной перегородке 9.

Пройдя через слой среднего зернистого фильтрующего материала 13 и разделительную перегородку 9, морская вода начинает просачиваться через слой фильтрующего зернистого материала 14 с мелкими размерами частиц, расположенную на сетчатой разделительной перегородке 10.

Вибрация, передаваемая сетчатым разделительным перегородкам вибромоторами через металлические переходники, способствует снижению скорости и равномерному зарастанию пор по всей поверхности фильтрующего материала, тем самым сокращает срок между периодами регенерации зернистой фильтрующей загрузки.

Пройдя через слой зернистого фильтрующего материала 16, очищенная морская вода попадает в нижнюю часть корпуса и выходит из устройства через патрубок отвода фильтрата 5, в котором расположена мелкоячеистая сетчатая перегородка 21, которая создает дополнительную защиту от оставшихся примесей.

При необходимости регенерации фильтрующего материала, через патрубок подвода промывной воды 6, в котором расположена мелкоячеистая сетчатая перегородка 21, и патрубок отвода фильтрата 5, который переключается в режим противотока, равномерно под напором подается промывная вода, которая отводится из фильтра через симметричные патрубки отвода фильтрата 4 в верхней плоской крышке 2.

Часть примесей за счет конической формы корпуса 1 под действием силы тяжести скатываются по стенкам и при помощи сетчатых направляющих 20 попадают в патрубки отвода шлама 7.

Преимущества заявленного устройства:

- патрубок подвода промывной воды и патрубок отвода фильтрата имеют сетчатые перегородки, обеспечивающие дополнительную защиту от примесей.

- каждый слой фильтрующего материала расположен на отдельной сетчатой перегородке, размеры ячеек, в которых меньше, размеров частиц фильтрующего материала, что исключает вымывание фильтрующей загрузки.

- верхняя плоская крышка корпуса предназначена для полной замены фильтрующей загрузки.

- за счет равномерного распределения морской воды, при помощи перфорированной насадки, по всей поверхности фильтрующего материала, и создаваемой вибрации, сетчатых разделительных перегородок, на которых расположены фильтрующие материалы, обеспечивается снижение скорости зарастания пор фильтрующих материалов, что сокращает срок между периодами регенерации зернистой загрузки и способствует продлению его срока службы.

- использование недорогих природных зернистых материалов и безреагентной регенерации фильтрующей загрузки способствует снижению себестоимости процесса фильтрования.

Claims (1)

1. Устройство для очистки морской воды, содержащее корпус с патрубками подвода очищаемой воды и отвода фильтрата, многослойный насыпной фильтр с различной зернистостью слоев, патрубки подвода и отвода промывной воды, отличающееся тем, что корпус выполнен конической формы с верхней крышкой и двумя симметрично расположенными в нижней его части патрубками с сетчатыми направляющими для отвода шлама; вход патрубка отвода фильтрата и выход патрубка подвода промывной воды оснащены сетчатыми перегородками; насыпной фильтр выполнен трехслойным, причем каждый слой фильтрующего материала расположен на отдельной сетчатой перегородке, соединенной при помощи металлических переходников с двумя вибромоторами, устройство дополнительно снабжено перфорированной насадкой с отверстиями круглой формы, имеющими винтовую нарезку по высоте отверстия, вкрученной в патрубок подвода очищаемой воды.

   

Images