RU2759007C1

RU2759007C1 - Combined filter device

Info

Publication number: RU2759007C1
Application number: RU2020143766A
Authority: RU
Inventors: Идгай Хасанович Мингазетдинов; Роман Андреевич Лисин; Камиль Ильнурович Шагимарданов
Original assignee: Муниципальное Бюджетное Общеобразовательное Учреждение "Лицей N145" Авиастроительного Района Г.Казани
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2020-12-28
Publication date: 2021-11-08

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to a combined filter device containing a cylindrical-conical housing, pipes for tangential supply of source water, removal of purified water, removal of sludge, a filter load and a pipe under the filter load for air supply, and the filter load is located in a vibrating hopper placed inside the cylindrical part of the housing, and is attached to the rod and the power frame, the rod is fixed to the power frame and passes coaxially through the vibrating hopper, the upper end of the rod passes through the foam concentrator, foam collector and connected to a vibrator, the filter loading is a vertical filter mesh in the form of a mesh frame made in the form of a set of spirals, with different pore sizes decreasing from the outer diameter of the spiral to the inner one, on which filter fibers are fixed, there is also a conical foam concentrator and a foam collector and a foam outlet pipe in the upper part of the body, there is an inclined reflector in front of the purified water outlet pipe, and a vibrator is installed on the power frame above the foam collector, a conical reflective skirt is located in the lower part of the vibrating bunker.

EFFECT: expansion of the range of filter units.

1 cl, 6 dwg

Description

Комбинированное фильтровальное устройство относится к аппаратам для очистки промышленных сточных вод от взвешенных загрязняющих веществ и может найти применение в машиностроении, приборостроении, строительной индустрии и других отраслях промышленности.The combined filtering device refers to devices for the purification of industrial wastewater from suspended pollutants and can be used in mechanical engineering, instrument making, construction industry and other industries.

Известны фильтровальные устройства с различными фильтроэлементами. Используют тканевые, насыпные, волокнисто-пористые фильтроэлементы. Основной недостаток всех фильтровальных устройств заключается в закупоривании проходных отверстий в тканевых фильтрах и заиливании насыпных и волокнисто-пористых фильтров, вследствии чего фильтровальные устройства необходимо отключать и подвергать регенерации, или заменять фильтроэлементы, что приводит к снижению производительности процесса очистки.There are known filtering devices with various filter elements. Use fabric, bulk, fibrous-porous filter elements. The main disadvantage of all filtering devices is the clogging of openings in fabric filters and silting of bulk and fibrous-porous filters, as a result of which filtering devices must be turned off and regenerated, or filter elements must be replaced, which leads to a decrease in the efficiency of the cleaning process.

Например, в кн. «Инженерно-экологический справочник».Т. 2. - Калуга, изд. H. Бочкаревой, 2003 г. 884 с. Приводится фильтр рис. 1.41 (стр. 479) и рис 1. 42 (стр. 481) с насыпным фильтроэлементом.For example, in the book. "Engineering and environmental reference book" .T. 2. - Kaluga, ed. H. Bochkareva, 2003 884 p. The filter is shown in Fig. 1.41 (p. 479) and Fig. 1. 42 (p. 481) with a loose filter element.

Известно устройство по а.с. №1701647 (бюл. №48 от 30.12.91 г.) « Устройство для очистки воды», в котором в качестве фильтроэлемента используется волокнистые насадки, выполненные в виде ершей из синтетического материала, например лавсана. Регенерация загрязненных волокон осуществляется за счет подачи сжатого воздуха при остановленном процессе очистки.Known device according to and.with. No. 1701647 (bull. No. 48 of 12/30/91) "A device for water purification", in which fibrous nozzles are used as a filter element, made in the form of ruffs made of synthetic material, such as lavsan. Regeneration of contaminated fibers is carried out by supplying compressed air when the cleaning process is stopped.

Данное устройство принято нами за прототип.We took this device as a prototype.

Основные недостатки прототипа следующие.The main disadvantages of the prototype are as follows.

Во-первых, при продувке сжатым воздухом процесс очистки воды приостанавливается, что снижает производительность очистки.First, when blowing with compressed air, the water purification process is suspended, which reduces the purification performance.

Во-вторых, при продувке сжатым воздухом, значительная часть задержанных загрязнителей будет подниматься вместе с пузырьками воздуха за счет процесса флотации и в водосборнике 6 будет скапливаться слой пены, образованный флотационным шламом, который потом, в процессе очистки будет попадать в отводной трубопровод 7 и качество очистки будет снижаться. Кроме того, встряхивание волокон ершей пузырьками воздуха может быть настолько слабым, что загрязняющие компоненты не срываются с них и волокнистая насадка будет все больше заиливаться, увеличивая гидравлическое сопротивление фильтроэлемента.Secondly, when blowing with compressed air, a significant part of the retained pollutants will rise together with air bubbles due to the flotation process and a layer of foam formed by flotation sludge will accumulate in the reservoir 6, which then, during the cleaning process, will enter the discharge pipeline 7 and quality cleaning will decrease. In addition, the shaking of the fibers of the ruffs by air bubbles can be so weak that the contaminating components do not come off them and the fiber packing will become more and more silted up, increasing the hydraulic resistance of the filter element.

Техническое решение заявленного устройства направлено на устранение отмеченных недостатков с целью повышения производительности процесса очистки и улучшения качества очищаемой воды.The technical solution of the claimed device is aimed at eliminating the noted disadvantages in order to increase the productivity of the purification process and improve the quality of the treated water.

Предложено комбинированное фильтровальное устройство, содержащее цилиндроконический корпус с вертикальной осью, патрубки тангенциального подвода исходной воды, отвода очищенной воды, сброса осадка, фильтрующей загрузки из волокон, в котором фильтрующая загрузка расположена в вибрационном бункере, находящегося внутри цилиндрической части корпуса и связанной штоком с кольцевым днищем бункера и радиальными ребрами с вибратором, а ниже бункера расположено кольцевое барботажное устройство, причем, фильтрующая загрузка из волокон, закрепленных на жестком каркасе, выполнена в виде спирали, а жесткий каркас представляет собой вертикальную фильтровальную сетку с различными размерами, уменьшающихся от наружного диаметра спирали к внутреннему, а в верхней цилиндрической части корпуса имеется пеносборник с пневматическим сдувом пены и патрубком отвода пены, а перед патрубком отвода очищенной воды имеется наклонный отражатель.A combined filtering device is proposed, containing a cylindrical-conical body with a vertical axis, branch pipes for tangential supply of initial water, discharge of purified water, discharge of sediment, filtering load from fibers, in which the filtering load is located in a vibration hopper located inside the cylindrical part of the body and connected by a rod with an annular bottom hopper and radial ribs with a vibrator, and below the hopper there is an annular bubbling device, moreover, the filtering load of fibers fixed on a rigid frame is made in the form of a spiral, and the rigid frame is a vertical filter mesh with various sizes, decreasing from the outer diameter of the spiral to internal, and in the upper cylindrical part of the body there is a foam collector with pneumatic blowing of foam and a branch pipe for removing the foam, and in front of the branch pipe for removing purified water there is an inclined reflector.

Предложенное комбинированное фильтровальное устройство представлено на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6.,The proposed combined filtering device is shown in FIG. 1, 2, 3, 4, 5, 6.,

где фиг. 1 - разрез устройства-общий вид,where fig. 1 - section of the device - general view,

фиг. 2 - поперечное сечение,fig. 2 - cross section,

фиг. 3 - спиральный каркас с волокнами,fig. 3 - a spiral frame with fibers,

фиг. 4 - силовой каркас вибробункера,fig. 4 - power frame of the vibrating hopper,

фиг. 5 - флотационное устройство,fig. 5 - flotation device,

фиг. 6 - гибкий элемент с уплотнителем.fig. 6 - flexible element with a seal.

Здесь: 1.-корпус, 2.-вибрационный бункер, 3.-патрубок отвода очищенной воды, 4.-отражатель, 5.-концентратор пены, 6.- воздухораспределитель для передувки, 7.- пеносборник, 8.-вибратор, 9.-силовые кронштейны, 10.-патрубок отвода пены, 11.-шток, 12.-уплотнитель, 13.-фильтрующая зарузка, 14.-гибкий элемент, 15.-патрубок подвода исходной воды, 16.-силовой каркас, 17.- флотацинное устройствао, 18.-нижнее днище, 19.-патрубок отвода шлама, 20.-отражательная юбка, 21.- патрубок подвода воздуха, 22.-гибкий элемент флотатора, 23.-спиральный каркас сетчатый, 24.-фильтровальные волокна.Here: 1.-housing, 2.-vibration hopper, 3.-purified water outlet, 4.-reflector, 5.-foam concentrator, 6.- air distributor for blowing, 7.- foam collector, 8.-vibrator, 9 .-power brackets, 10.-branch pipe of foam outlet, 11.-rod, 12.-seal, 13.-filtering charge, 14.-flexible element, 15.-branch pipe of initial water supply, 16.-power frame, 17. - flotation device, 18.-bottom bottom, 19.-sludge removal branch pipe, 20.-reflective skirt, 21.- air supply branch pipe, 22.-flexible flotator element, 23.-spiral mesh frame, 24.-filter fibers.

Комбинированное фильтровальное устройство представляет цилиндрический корпус 1 с концентратором пены 5 и пеносборником 7 в верхней части и нижним днищем 18 в нижней части. Внутри корпуса1 расположен вибрационный бункер 2, внутри которого имеется фильтрующая загрузка 13. Фильтрующая загрузка 13 представляет собой вертикальную фильтровальную сетку в виде сетчатого каркаса 23 с различными размерами пор, на котором закреплены фильтровальные волокна 24 в виде щеток, ершей. Сетчатый каркас 23 выполнен в виде набора спиралей и размеры пор уменьшаются от наружного диаметра спирали к внутреннему. Вся фильтрующая загрузка 13 в виде сетчатого каркаса 23 и фильтровальных волокон 24 крепится к штоку 11, и силовому каркасу 16. Шток 11 закреплен на силовом каркасе 16 и проходит коаксиально через вибрационный бункер 2. Верхний конец штока 11 проходит через концентратор пены 5, через пеносборник 7 и связан с вибратором 8. Все вертикальные стойки спирали сетчатого каркаса 23 соединены со штоком 11. Выше вибрационного бункера 2 расположен патрубок отвода очищенной воды 3, перед которым установлен наклонный отражатель 4. На корпусе 1, в верхней части имеется концентратор пены 5 с наклонными стенками, а на нем расположен пеносборник 7, оборудованный воздухораспределителем с щелевым соплом 6 и патрубок отьвода пены 10. Над пеносборником 7 имеется силовой кронштейн 9, на котором установлен вибратор 8. В нижней части корпуса 1 имеется патрубок подвода исходной загрязненной воды 15,расположенный тангенциально к корпусу 1.Далее, патрубок 15 имеет гибкий элемент 14,который соединяется с бункером 2.The combined filtering device is a cylindrical body 1 with a foam concentrator 5 and a foam collector 7 in the upper part and a lower bottom 18 in the lower part. Inside the housing 1 there is a vibrating hopper 2, inside of which there is a filtering load 13. The filtering load 13 is a vertical filtering mesh in the form of a mesh frame 23 with various pore sizes, on which filter fibers 24 are fixed in the form of brushes, ruffles. The mesh frame 23 is made in the form of a set of spirals and the pore sizes decrease from the outer diameter of the spiral to the inner one. The entire filtering load 13 in the form of a mesh frame 23 and filter fibers 24 is attached to the rod 11, and the load-bearing frame 16. The rod 11 is fixed on the load-bearing frame 16 and passes coaxially through the vibrating hopper 2. The upper end of the rod 11 passes through the foam concentrator 5, through the foam collector 7 and connected to the vibrator 8. All vertical posts of the mesh frame 23 are connected to the rod 11. Above the vibrating hopper 2 there is a purified water outlet 3, in front of which an inclined reflector is installed 4. On the body 1, in the upper part there is a foam concentrator 5 with inclined walls, and on it there is a foam collector 7 equipped with an air distributor with a slotted nozzle 6 and a foam removal pipe 10. Above the foam collector 7 there is a power arm 9, on which a vibrator is installed 8. In the lower part of the housing 1 there is a supply pipe for the original contaminated water 15, located tangentially to the body 1. Further, the branch pipe 15 has a flexible element 14, which is connected to the hopper 2.

Между корпусом 1 и вибробункером 2 имеется зазор, в котором имеются упругие уплотнители 12. Нижняя часть вибрационного бункера 2 имеет отражательную юбку 20 с наклонными стенками. Внутри юбки 20 расположено флотационное устройство 17, к которой подсоединен патрубок подвода воздуха 21 через гибкий элемент флотатора 22. Силовой каркас 16 и флотационное устройство 17 выполнены так, что не препятствуют прохождению воды и шлама к нижнему днищу 18 и попаданию их к патрубку отвода шлама 19.There is a gap between the body 1 and the vibrating hopper 2, in which there are elastic seals 12. The lower part of the vibrating hopper 2 has a reflective skirt 20 with inclined walls. A flotation device 17 is located inside the skirt 20, to which an air supply pipe 21 is connected through a flexible element of the flotation device 22. The load-bearing frame 16 and the flotation device 17 are made so that they do not impede the passage of water and sludge to the lower bottom 18 and their ingress to the sludge outlet 19 ...

Предложенное устройство работает следующим образом. В патрубок 15 начинает подаваться исходная загрязненная вода. Одновременно с этим, подается воздух в флотационное устройство 17 и включается вибратор 8. Сточная вода из патрубка 15 попадает в пространство спирального каркаса 23 и за счет тангенциального подвода и спиральной формы каркаса 23, начинает двигаться по спиральной траектории в верхнюю часть бункера 2. Проходя через фильтровальные волокна 24, выполненные из синтетических материалов (капрон, лавсан и др.), на волокнах наводиться заряд статического электричества, которое приводит к коагуляции и задержанию на волокнах. Часть загрязняющих веществ, не подвергнувшихся коагуляции и не осевших на волокнах 24 наружных слоев каркаса 23, проходит во внутренние слои, подвергаясь фильтрации на фильтровальной сетке каркаса 23 и такой процесс происходит при движении воды в пространстве фильтровальной загрузки 13 по восходящей спирали. Одновременно с этим, все пространство фильтровальной загрузки 13 начинают пронизывать пузырьки воздуха. выделяющиеся из флотационного устройства 13. Поднимающиеся пузырьки захватывают частицы загрязняющих компонентов и увлекают их в верхнюю часть бункера 2. Вибрация бункера 2 от вибратора 8 осуществляется от штока 11 через силовой каркас 16 и передается на сетчатый каркас 23. Механические колебания сетчатого каркаса 23 и находящихся на нем волокнах 24 обеспечивает освобождение коагулированных загрязнителей и вовлечение их в процесс флотации. Колебания бункера 2 обеспечивают эластичные уплотнители 12, а наличие гибких элементов 14 и 22 способствуют надежному контакту магистралей подачи воды и воздуха.The proposed device works as follows. The original polluted water begins to be supplied to the branch pipe 15. At the same time, air is supplied to the flotation device 17 and the vibrator 8 is turned on. Waste water from the branch pipe 15 enters the space of the spiral frame 23 and, due to the tangential supply and the spiral shape of the frame 23, begins to move along a spiral path to the upper part of the hopper 2. Passing through filter fibers 24, made of synthetic materials (nylon, lavsan, etc.), a charge of static electricity is induced on the fibers, which leads to coagulation and retention on the fibers. Some of the contaminants that have not undergone coagulation and have not settled on the fibers 24 of the outer layers of the frame 23 pass into the inner layers, being filtered on the filter mesh of the frame 23, and this process occurs when water moves in the space of the filter bed 13 along an ascending spiral. At the same time, air bubbles begin to penetrate the entire space of the filter bed 13. escaping from the flotation device 13. The rising bubbles capture particles of contaminating components and carry them to the upper part of the hopper 2. The vibration of the hopper 2 from the vibrator 8 is carried out from the rod 11 through the load-bearing frame 16 and is transmitted to the mesh frame 23. Mechanical vibrations of the mesh frame 23 and located on fiber 24 provides the release of coagulated contaminants and their involvement in the flotation process. The vibrations of the hopper 2 provide elastic seals 12, and the presence of flexible elements 14 and 22 contributes to reliable contact of the water and air supply lines.

Определенная часть загрязняющих веществ, не подвергнувшихся флотации, отпускается в нижнюю часть бункера и по отражательной юбке 20, по наклонным стенкам нижнего днища 18,удаляется через патрубок 19. Большая часть загрязняющих веществ, за счет процесса флотации поднимается в верхнюю часть корпуса 1 и далее попадает в пространство концентратора пены 5, где за счет сужающихся стенок пена уплотняется и попадает в пеносборник 7,где потоком воздуха из воздухораспределителя 6 передувкой направляется в патрубок отвода пены 10 и удаляется из аппарата. Очищенная вода отводится из фильтровальнного устройства через патрубок отвода очищенной воды 3, который для исключения попадания пеношлама имеет наклонный отражатель 4.A certain part of the pollutants that have not undergone flotation is released into the lower part of the bunker and along the baffle skirt 20, along the inclined walls of the lower bottom 18, is removed through the pipe 19. Most of the pollutants, due to the flotation process, rise to the upper part of the housing 1 and then enter into the space of the foam concentrator 5, where, due to the tapering walls, the foam is compacted and enters the foam collector 7, where the air flow from the air distributor 6 is blown into the foam outlet 10 and is removed from the apparatus. The purified water is discharged from the filtering device through the purified water outlet pipe 3, which has an inclined reflector 4 to exclude the ingress of foam sludge.

Таким образом, использование предлагаемого комбинированного фильтровального устройства позволяет повысить качество очистки, не останавливая процесс очистки на регенерацию.Thus, the use of the proposed combined filtering device allows you to improve the quality of cleaning without stopping the cleaning process for regeneration.

Claims

A combined filtering device containing a cylindrical-conical body, branch pipes for the tangential supply of initial water, removal of purified water, removal of sludge, a filtering load and a branch pipe under the filtering load for supplying air, characterized in that the filtering load is located in a vibration hopper located inside the cylindrical part of the housing, and is attached to the rod and the power frame, the rod is fixed to the power frame and passes coaxially through the vibrating hopper, the upper end of the rod passes through the foam concentrator, the foam collector and is connected to the vibrator, the filtering load is a vertical filter mesh in the form of a mesh frame made in the form of a set of spirals , with different pore sizes, decreasing from the outer diameter of the spiral to the inner one, on which the filter fibers are fixed, also in the upper part of the body there is a conical foam concentrator and a foam collector and a foam outlet, in front of the purified water outlet. There is an inclined reflector, and a vibrator is installed above the foam collector on the power frame, and a conical reflective skirt is located in the lower part of the vibrating hopper.