RU174153U1

RU174153U1 - Drainage distribution device

Info

Publication number: RU174153U1
Application number: RU2017112166U
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Мартинцов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "СПЕЦМАШ" (ООО "СПЕЦМАШ")
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2017-04-11
Publication date: 2017-10-04

Abstract

Полезная модель относится к области фильтрации и может быть использована для механической или ионообменной очистки жидкости в насыпных фильтрах с сыпучим фильтрующим материалом. Технический результат полезной модели достигается тем, что дренажно-распределительное устройство содержит дренажные блоки, каждый из которых поперечно установлен на опорных стойках в полости вертикального цилиндрического корпуса. Каждый дренажный блок имеет периферийный и центральный участки. Периферийный участок каждого дренажного блока выполнен сплошным, а центральный участок - в виде набора вертикальных направляющих элементов, образующих между собой перепускные вертикальные щели. Опорные стойки установлены под сплошным периферийным участком каждого дренажного блока. Дренажный блок имеет форму кругового сектора, ограниченного дугой со стороны вертикального цилиндрического корпуса и двумя радиусами со стороны соответствующих радиусов круговых секторов смежных дренажных блоков. Вертикальные направляющие элементы каждого дренажного блока выполнены из проволок треугольного сечения, а образованные ими перепускные щели имеют переменную величину по высоте, увеличивающуюся в направлении сверху вниз. Установка опорных стоек под сплошным периферийным участком каждого дренажного блока, который имеет форму кругового сектора, ограниченного дугой со стороны вертикального цилиндрического корпуса и двумя радиусами со стороны соответствующих радиусов круговых секторов смежных дренажных блоков, обеспечивает выполнение промежуточного дна вертикального цилиндрического корпуса, практически полностью из дренажных блоков. Дренажные блоки работают при максимально пониженных скоростях фильтрата в перепускных щелях. Такие дренажные блоки не подвергаются гидроэрозионному износу направляющих элементов, в них резко снижается вероятность выноса частиц фильтрующего материала из фильтрующего слоя фильтра. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to the field of filtration and can be used for mechanical or ion-exchange liquid purification in bulk filters with bulk filter material. The technical result of the utility model is achieved by the fact that the drainage distribution device contains drainage blocks, each of which is transversely mounted on supporting posts in the cavity of a vertical cylindrical body. Each drainage block has peripheral and central sections. The peripheral section of each drainage block is solid, and the central section is in the form of a set of vertical guiding elements forming vertical bypass slots. Support racks are installed under the continuous peripheral section of each drainage block. The drainage block has the shape of a circular sector, bounded by an arc from the side of the vertical cylindrical body and two radii from the side of the corresponding radii of the circular sectors of adjacent drainage blocks. The vertical guiding elements of each drainage block are made of triangular cross-section wires, and the bypass slots formed by them have a variable height, increasing in the direction from top to bottom. The installation of support racks under the continuous peripheral section of each drainage block, which has the form of a circular sector bounded by an arc from the side of the vertical cylindrical body and two radii from the side of the corresponding radii of the circular sectors of adjacent drainage blocks, provides an intermediate bottom of the vertical cylindrical body, almost completely from the drainage blocks . Drainage blocks operate at the lowest possible filtrate speeds in the bypass slots. Such drainage blocks are not subjected to hydroerosive wear of the guide elements, in them the probability of removal of particles of the filter material from the filter layer of the filter is sharply reduced. 1 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области фильтрации и может быть использована для механической или ионообменной очистки жидкости в насыпных фильтрах с сыпучим фильтрующим материалом.The utility model relates to the field of filtration and can be used for mechanical or ion-exchange liquid purification in bulk filters with bulk filter material.

Работоспособность насыпных фильтров во многом определяется качеством отмывки и регенерации фильтрующего слоя, при этом качество, в свою очередь, зависит от равномерности распределения промывной жидкости по сечению фильтра. Равномерность распределения промывной жидкости во многом обеспечивается конструкцией нижнего дренажно-распределительного устройства.The efficiency of bulk filters is largely determined by the quality of washing and regeneration of the filter layer, while the quality, in turn, depends on the uniform distribution of the washing liquid over the cross section of the filter. The uniformity of the distribution of the washing liquid is largely ensured by the design of the lower drainage distribution device.

Из уровня техники известно дренажно-распределительное устройство, содержащее дренажный блок с периферийным и центральным участками, первый из которых выполнен сплошным и установлен в промежуточном дне вертикального цилиндрического корпуса, а второй - в виде набора проволок треугольного сечения, образующих между собой перепускные вертикальные щели, которые имеют переменную величину по высоте, увеличивающуюся в направлении сверху вниз (RU 103741 U1, 27.04.2011).A drainage distribution device comprising a drainage block with peripheral and central sections is known from the prior art, the first of which is solid and installed in the intermediate bottom of a vertical cylindrical body, and the second is in the form of a set of triangular wires that form vertical bypass gaps, which have a variable in height, increasing in the direction from top to bottom (RU 103741 U1, 04/27/2011).

Недостатком известного из уровня техники дренажно-распределительного устройства является повышенная его металлоемкость из-за повышенной толщины промежуточного дна, а также его низкая ремонтопригодность из-за громоздкости единственного дренажного блока.A disadvantage of the prior art drainage distribution device is its increased metal consumption due to the increased thickness of the intermediate bottom, as well as its low maintainability due to the bulkiness of a single drainage unit.

К настоящей полезной модели наиболее близким техническим решением из уровня техники (прототипом) является дренажно-распределительное устройство, содержащее дренажные блоки, каждый из которых поперечно установлен на опорных стойках в полости вертикального цилиндрического корпуса, причем каждый дренажный блок имеет периферийный и центральный участки, первый из которых выполнен сплошным, а второй - в виде набора вертикальных направляющих элементов, образующих между собой перепускные вертикальные щели (SU 1282385 А1, 27.02.1995).To the present utility model, the closest technical solution from the prior art (prototype) is a drainage distribution device containing drainage blocks, each of which is transversely mounted on supporting posts in the cavity of a vertical cylindrical body, with each drainage block having peripheral and central sections, the first of which is made continuous, and the second - in the form of a set of vertical guide elements forming vertical bypass slots between each other (SU 1282385 A1, 02.27.1995).

В прототипе за счет использования опорных стоек снижена толщина промежуточного дна. Однако металлоемкость дренажно-распределительного устройства остается повышенной за счет того, что дренажные блоки имеют неоптимальную форму, а неоптимальная форма блоков в свою очередь требует использования громоздкой опорной части промежуточного дна. Это повышает металлоемкость и усложняет ремонт дренажно-распределительного устройства.In the prototype through the use of support racks reduced the thickness of the intermediate bottom. However, the metal consumption of the drainage distribution device remains increased due to the fact that the drainage blocks have a non-optimal shape, and the non-optimal shape of the blocks, in turn, requires the use of a cumbersome supporting part of the intermediate bottom. This increases the metal consumption and complicates the repair of the drainage distribution device.

Кроме того, дренажные блоки неоптимальной формы - это блоки с пониженной суммарной площадью и соответственно пониженной пропускной способностью. Такие дренажные блоки работают при повышенных скоростях фильтрата в перепускных щелях, в которых наблюдается постепенное увеличение их ширины вследствие гидроэрозионного износа направляющих элементов, что неизбежно приводит к увеличению выноса из фильтрующего слоя, размещенного на промежуточном дне, частиц сыпучего фильтрующего материала.In addition, non-optimal drainage blocks are blocks with a reduced total area and, accordingly, reduced throughput. Such drainage blocks operate at increased filtrate speeds in the bypass slots, in which a gradual increase in their width is observed due to hydroerosive wear of the guide elements, which inevitably leads to an increase in the removal of particulate filter material from the filter layer located on the intermediate bottom.

В то же время при высоких динамических нагрузках на слой сыпучего фильтрующего материала, которые возникают в переходных режимах работы фильтра, частицы сыпучего фильтрующего материала, вклинившиеся в сравнительно неглубокие перепускные щели, легко вымываются и выносятся с фильтратом, тем самым загрязняя его.At the same time, at high dynamic loads on the layer of bulk filter material that occur during transient filter operation, particles of loose filter material that are wedged into relatively shallow bypass slots are easily washed out and carried out with the filtrate, thereby polluting it.

Кроме того, при использовании дренажных блоков с пониженной суммарной площадью и соответственно с повышенной площадью промежуточного дна, не занятого дренажными блоками, в фильтрующем слое насыпного фильтра, расположенном над дренажно-распределительным устройством, (при работе и промывке фильтра) неминуемо возникают «мертвые зоны», которые ухудшают эксплуатационную надежность насыпного фильтра.In addition, when using drainage blocks with a reduced total area and, correspondingly, with an increased area of the intermediate bottom not occupied by drainage blocks, “dead zones” inevitably occur in the filter layer of the bulk filter located above the drainage distribution device (when the filter is in operation and flushing) that impair the operational reliability of the bulk filter.

Таким образом, технической проблемой прототипа является повышенная металлоемкость дренажно-распределительного устройства и пониженная его эксплуатационная надежность, а также пониженный срок службы дренажно-распределительного устройства.Thus, the technical problem of the prototype is the increased metal consumption of the drainage distribution device and its reduced operational reliability, as well as the reduced service life of the drainage distribution device.

Технической задачей полезной модели является снижение металлоемкости дренажно-распределительного устройства и повышение его эксплуатационной надежности, а также повышение срока его службы дренажно-распределительного устройства.The technical task of the utility model is to reduce the metal consumption of the drainage distribution device and increase its operational reliability, as well as increase the life of the drainage distribution device.

Технический результат полезной модели достигается тем, что в дренажно-распределительном устройстве, содержащем дренажные блоки, каждый из которых поперечно установлен на опорных стойках в полости вертикального цилиндрического корпуса, причем каждый дренажный блок имеет периферийный и центральный участки, первый из которых выполнен сплошным, а второй - в виде набора вертикальных направляющих элементов, образующих между собой перепускные вертикальные щели, причем опорные стойки установлены под сплошным периферийным участком каждого дренажного блока, который имеет форму кругового сектора, ограниченного дугой со стороны вертикального цилиндрического корпуса и двумя радиусами со стороны соответствующих радиусов круговых секторов смежных дренажных блоков.The technical result of the utility model is achieved by the fact that in the drainage distribution device containing drainage blocks, each of which is transversely mounted on the support posts in the cavity of the vertical cylindrical body, each drainage block has peripheral and central sections, the first of which is solid and the second - in the form of a set of vertical guide elements forming vertical bypass slots between each other, and the support racks are installed under a continuous peripheral section of each a drainage block, which has the shape of a circular sector, bounded by an arc from the side of the vertical cylindrical body and two radii from the side of the corresponding radii of the circular sectors of adjacent drainage blocks.

Кроме того, вертикальные направляющие элементы каждого дренажного блока могут быть выполнены из проволок треугольного сечения, а образованные ими перепускные щели могут иметь переменную величину по высоте, увеличивающуюся в направлении сверху вниз.In addition, the vertical guiding elements of each drainage block can be made of triangular wires, and the bypass slots formed by them can have a variable height, increasing in the direction from top to bottom.

Установка опорных стоек под сплошным периферийным участком каждого дренажного блока, который имеет форму кругового сектора, ограниченного дугой со стороны вертикального цилиндрического корпуса и двумя радиусами со стороны соответствующих радиусов круговых секторов смежных дренажных блоков, обеспечивает выполнение промежуточного дна вертикального цилиндрического корпуса, практически полностью из дренажных блоков. Дренажные блоки работают при максимально пониженных скоростях фильтрата в перепускных щелях. Такие дренажные блоки не подвергаются гидроэрозионному износу направляющих элементов, в них резко снижается вероятность выноса частиц фильтрующего материала из фильтрующего слоя фильтра.The installation of support racks under the continuous peripheral section of each drainage block, which has the form of a circular sector bounded by an arc from the side of the vertical cylindrical body and two radii from the side of the corresponding radii of the circular sectors of adjacent drainage blocks, provides an intermediate bottom of the vertical cylindrical body, almost completely from the drainage blocks . Drainage blocks operate at the lowest possible filtrate speeds in the bypass slots. Such drainage blocks are not subjected to hydroerosive wear of the guide elements, in them the probability of removal of particles of the filter material from the filter layer of the filter is sharply reduced.

При высоких динамических нагрузках на слой фильтрующего материала, которые возникают в переходных режимах работы фильтра, благодаря повышенному суммарному сечению перепускных зазоров и пониженной скорости фильтрата в дренажных блоках, частицы фильтрующего материала фильтра не выносятся фильтратом, который поэтому остается чистым.At high dynamic loads on the layer of filter material that occur during transient filter operation, due to the increased total cross-section of the bypass gaps and the reduced filtrate speed in the drainage blocks, particles of the filter material of the filter are not removed by the filtrate, which therefore remains clean.

Выполнение направляющих элементов из проволоки треугольного сечения, которые образуют перепускные вертикальные щели переменной величины по высоте, увеличивающейся в направлении сверху вниз, обеспечивает форму зазоров с расширением фильтрата без его завихрений при незначительном гидравлическом сопротивлении потоку фильтрата, что также способствует повышению срока службы дренажно-распределительного устройства.The implementation of the guide elements from a wire of triangular cross section, which form a vertical bypass gap with a variable height increasing in the direction from top to bottom, provides the form of gaps with the filtrate expanding without swirls with insignificant hydraulic resistance to the filtrate flow, which also helps to increase the service life of the drainage distribution .

Кроме того, в фильтрующем слое насыпного фильтра, расположенном над дренажно-распределительным устройством, отсутствуют «мертвые зоны», что повышает эксплуатационную надежность насыпного фильтра при его работе и промывке.In addition, in the filter layer of the bulk filter located above the drainage distribution device, there are no "dead zones", which increases the operational reliability of the bulk filter during its operation and washing.

Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию «новизна», так как в уровне техники не известно средство того же назначения, что и созданное техническое решение, которому присущи все существенные признаки созданной полезной модели.Thus, the proposed technical solution meets the criterion of "novelty", since the prior art does not know the same purpose as the created technical solution, which is inherent in all the essential features of the created utility model.

Предлагаемое техническое решение является промышленно применимым, так как оно может быть использовано, например, в насыпных фильтрах для сбора и отвода из него фильтрата или регенерационного раствора, а также для подвода отмывочной воды или регенерационного раствора.The proposed technical solution is industrially applicable, since it can be used, for example, in bulk filters for collecting and discharging filtrate or regeneration solution from it, as well as for supplying washing water or regeneration solution.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено дренажно-распределительное устройство в составе насыпного фильтра, на фиг. 2 показан разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - дренажный блок; на фиг. 4 - разрез Б-Б фиг. 2.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a drainage distribution device as part of a bulk filter, FIG. 2 shows a section AA of FIG. one; in FIG. 3 - drainage block; in FIG. 4 is a section BB of FIG. 2.

В качестве примера использования предлагаемой полезной модели рассматривается дренажно-распределительное устройство, используемое в насыпном фильтре, который содержит вертикальный цилиндрический корпус 1 с верхним распределительным устройством 2, фильтрующим слоем 3 (слоем зернистой загрузки насыпного фильтра), под которым установлено предлагаемое дренажно-распределительное устройство.As an example of the use of the proposed utility model, a drainage distribution device used in a bulk filter is considered, which comprises a vertical cylindrical housing 1 with an upper distribution device 2, a filter layer 3 (a granular loading layer of a bulk filter), under which the proposed drainage distribution device is installed.

Дренажно-распределительное устройство содержит дренажные блоки 4, каждый из которых поперечно установлен в полости 5 вертикального цилиндрического корпуса 1 на опорных стойках 6, которые в свою очередь установлены с упором в днище 7 вертикального цилиндрического корпуса 1.The drainage distribution device contains drainage blocks 4, each of which is transversely mounted in the cavity 5 of the vertical cylindrical body 1 on the supporting posts 6, which in turn are installed with a stop in the bottom 7 of the vertical cylindrical body 1.

Каждый дренажный блок 4 имеет периферийный сплошной участок 8 и центральный участок 9, выполненный в виде набора вертикальных направляющих элементов 10, образующих между собой перепускные вертикальные щели 11.Each drainage block 4 has a peripheral continuous section 8 and a central section 9, made in the form of a set of vertical guide elements 10, forming a vertical bypass gap 11.

Опорные стойки 6 установлены под сплошным периферийным участком 8 каждого дренажного блока 4. Каждый дренажный блок 4 прикреплен к соответствующим опорным стойкам 6 своим периферийным участком 8 с возможностью съема при ремонтных работах.Support racks 6 are installed under the continuous peripheral section 8 of each drainage block 4. Each drainage block 4 is attached to the corresponding support racks 6 with its peripheral section 8 with the possibility of removal during repair work.

Дренажный блок 4 имеет форму кругового сектора, ограниченного дугой 12 со стороны вертикального цилиндрического корпуса 1 и двумя радиусами 13 со стороны соответствующих радиусов 13 круговых секторов смежных дренажных блоков 4.The drainage block 4 has the shape of a circular sector, bounded by an arc 12 from the side of the vertical cylindrical body 1 and two radii 13 from the side of the corresponding radii 13 of the circular sectors of adjacent drainage blocks 4.

Вертикальные направляющие элементы 10 каждого дренажного блока 4 выполнены из проволок треугольного сечения, а образованные ими перепускные щели 11 имеют переменную величину по высоте, увеличивающуюся в направлении сверху вниз.The vertical guiding elements 10 of each drainage block 4 are made of triangular cross-section wires, and the bypass slots formed by them 11 have a variable height, increasing in the direction from top to bottom.

Для отвода фильтрата от фильтра и подвода к нему промывной жидкости под дренажными блоками 4 по оси корпуса 1 установлена труба 14, а в днище 7 выполнено отверстие 15.To divert the filtrate from the filter and supply washing liquid under the drainage blocks 4 along the axis of the housing 1, a pipe 14 is installed, and a hole 15 is made in the bottom 7.

Дренажно-распределительное устройство изготавливается из нержавеющей стали или высококачественных пластиков: ABS (акрилбутадиенстирол), РР (полипропилен), PVC (поливинилхлорид).The drainage distribution device is made of stainless steel or high-quality plastics: ABS (acryl butadiene styrene), PP (polypropylene), PVC (polyvinyl chloride).

Возможно комбинированное исполнение дренажно-распределительного устройства с применением и стали и пластика одновременно.Perhaps a combined version of the drainage distribution device using both steel and plastic at the same time.

Дренажно-распределительное устройство в составе насыпного фильтра работает следующим образом.Drainage distribution device as part of the bulk filter operates as follows.

Очищаемая жидкость через верхнее распределительное устройство 2 подается в полость 5 корпуса 1 насыпного фильтра и равномерно распределяется по поперечному сечению полости 5 корпуса 1, имея примерно равные скорости течения во всех точках фильтрующего слоя 3. Так происходит благодаря наличию в конструкции насыпного фильтра дренажно-распределительного устройства. Выработка и истощение материала фильтрующего слоя 3 насыпного фильтра происходят также равномерно. При этом создаются условия для более полного использования материала фильтрующего слоя 3 при проведении фильтрования, что повышает производительность насыпного фильтра.The liquid to be cleaned is supplied through the upper distribution device 2 to the cavity 5 of the housing 1 of the bulk filter and is evenly distributed over the cross section of the cavity 5 of the housing 1, having approximately equal flow rates at all points of the filter layer 3. This is due to the presence of a drainage distribution device in the design of the bulk filter . The development and depletion of the material of the filter layer 3 of the bulk filter also occurs uniformly. This creates the conditions for a more complete use of the material of the filter layer 3 during filtering, which increases the performance of the bulk filter.

После прохождения через дренажные блоки 4 с оптимальной скоростью фильтрат собирается в полости 5 корпуса 1 в зоне расположения эллиптического днища 7 и далее через трубу 14 и отверстие 15 выводится из полости 5 корпуса 1.After passing through the drainage blocks 4 with an optimal speed, the filtrate is collected in the cavity 5 of the housing 1 in the area of the elliptical bottom 7 and then through the pipe 14 and the hole 15 is removed from the cavity 5 of the housing 1.

После окончания фильтрования осуществляется регенерация и отмывка материала фильтрующего слоя 3.After filtration is complete, regeneration and washing of the material of the filter layer 3 are carried out.

Промывная жидкость через трубу 14 поступает под дренажно-распределительное устройство и за счет гидравлического сопротивления щелей 11 дренажных блоков 4 равномерно распределяется по всему сечению фильтрующего слоя 3 насыпного фильтра. Равномерно распределенный восходящий поток жидкости взвешивает слой 3 фильтрующего материала насыпного фильтра, при этом за счет гидродинамического воздействия потока и взаимного соударения зерен частицы загрязнений отделяются от последних, поднимаются с восходящим потоком и далее через верхнее распределительное устройство 2 выводятся из фильтра.The washing liquid through the pipe 14 enters the drainage distribution device and due to the hydraulic resistance of the slots 11 of the drainage blocks 4 is evenly distributed over the entire cross section of the filter layer 3 of the bulk filter. A uniformly distributed upward fluid flow weighs the layer 3 of the filter material of the bulk filter, while due to the hydrodynamic effects of the flow and mutual impact of the grains, the particles of contaminants are separated from the latter, rise with the upward flow and then through the upper distribution device 2 are removed from the filter.

Claims

1. A drainage distribution device comprising drainage blocks, each of which is transversely mounted on supporting posts in a cavity of a vertical cylindrical body, each drainage block having peripheral and central sections, the first of which is solid and the second as a set of vertical guide elements forming intermittent vertical slots, characterized in that the support posts are installed under a continuous peripheral section of each drainage block, which has a circular shape a sector bounded by the arc of a vertical cylindrical housing and two radii from the respective radii of the circular sectors of adjacent drainage unit.

2. The device according to claim 1, characterized in that the vertical guide elements of each drainage block are made of triangular cross-section wires, and the bypass slots formed by them have a variable height, increasing in the direction from top to bottom.