SU858870A1 - Ионитный фильтр - Google Patents

Description

Изобретение относится к обработке воды по методу ионного обмена.

Известен противоточный ионитный фильтр для удаления из воды катионов и анионов растворенных солей, содержащий корпус, заполненный зернистой ® ионообменноймассой, и распределительные устройства в виде системы труб, служащих, соответственно, для подвода исходной воды отвода отработанной воды и подачи регенерационного раствора. Трубы среднего и нижнего распределительных устройств снабжены щелями или щелевыми колпачками для отделения жидкости от зернистой · ионообменной массы £1 ] .

В известной конструкции слой ионита гидравлически зажат водяной подушкой, образованной над слоем ионита, благодаря расположению распределительного устройства для отвода фильтрата, погруженного на 200-400 мм в слой ионита, и наличию свободного объема между ним и верхним днищем. Однако при этом зажатие слоя недостаточно надежно,так как поток жидкости может .проходить через водяную подушку в виде струи, а затем возвращаться вниз на распределительное устройство.

Лучшие результаты получаются при блокировке слоя ионита небольшим потоком обработанной воды, подаваемым сверху вниз и вместе с основным потоком жидкости удаляемым через среднее распределительное устройство [2].

Однако полностью предотвратить расширение слоя ионита при этом не удается, так ι как, несмотря на блокирующий поток, имеет место проход воды внизу в водяную подушку.

Общим недостатком рассмотренных конструкций является вынос в обработанную воду измельченных частиц ионита, образующихся в результате химических и механических воздействий на него.

858;

Скопление мелких частиц, образующихся в толще слоя ионита, представляет собой участки с большим сопротивлением, в результате чего распределение потока жидкости по сечению фильтра становится неравномерным, что снижает обменную емкость ионита.

Поэтому для устранения гидравлической неравномерности производится взрыхляющая промывка ионита потоком воды снизу вверх. При этом происходит гидравлическая сортировка зерен: более крупные располагаются внизу, а мелкие - в верхней части фильтра. Но мелкие зерна ионита усиленно засоряют шели распределительного устройства, если их периодически во время взрыхляющих промывок не удалять.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является ионитный фильтр, содержащий корпус с загрузкой, подводящие и отводящие патрубки, установленную в корпусе с возможностью вертикального перемещения пористую прижимную плиту и средство для сбора и отведения воды при взрыхляющих промывках, размещенное в верхней части корпуса над плитой при верхнем ее положении [3 ].

Такая конструкция имеет следующие недостатки: при взрыхляющей промывке вследствие гидравлического разделения зерен ионита разной степени дисперсности, наиболее мелкие зерна будут концентрироваться вверху, часть их могла бы проходить затем в обработан ную воду, загрязняя ее; во избежание этого в известном устройстве осуществляется подача обрабатываемой воды сверху вниз, а регенерационного раствора - снизу вверх, однако при такой схеме эффективность противоточного ионирования существенно снижается.

Дополнительным недостатком является заиливание отверстий прижимной плиты при взрыхляющих промывках измельченным ионитом, который увлекается промывающей водой, движущейся снизу вверх сквозь плиту.

Цель изобретения - повышение надежности фильтра в работе за счет.предотвращения заиления пор прижимной плиты.

Поставленная цель достигается тем, что средство для сбора и отведения воды при взрыхляющих промывках выполнено в виде перфорированных труб с коллектором и установлено на нижнем торце прижимной плиты, а выходной конец о/О 4 коллектора расположен на боковой поверхности плиты, при этом патрубок для отвода воды при взрыхляющих промывках размещен на боковой стенке корпуса на уровне выходного конца коллектора при верхнем положении плиты.

Такая конструкция позволяет в ходе взрыхляющей промывки отводить воду вместе с увлекаемым ею измельченным ионитом, минуя прижимную плиту. Плита при этом не засоряется.

На фиг. 1 изображен фильтр, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез

Б-Б на фиг. 1 при верхнем расположении прижимной плиты.

Ионитный фильтр состоит из корпуса 1, нижнего распределительного устройства 2 для гидкости, на которое укла20 дывается слой ионита 3. Ионит прижимается сверху плитой 4 из пористого эластичного материала, например, из поропласта.

В плоскости нижнего торца прижим25 ной плиты 4 располагается средство для отвода жидкости при взрыхляющей промывке в виде, например, пересекающихся в центре фильтра труб 5 с заглушенными торцами, и отводной коллектор

6 с открытым выходным концом. По боковым образующим труб 5 выполнены отверстия. Отводной’коллектор 6 изогнут и заглублен в толщу плиты 4. Сверху плита »4 крепится к опорному кольцу 7 с ребрами 8 жесткости. Пористая эластичная плита 4 сжимается трубами 5 и кольцом 7, которые соединяются между собой шпильками 9 с регулируемым с помощью резьбового соединения 10 натягом. При этом обеспечивается *

плотность между боковыми поверхностями плиты 4 и корпуса 1 фильтра.

Механизм для перемещения прижимной плиты 4 представляет собой цилиндр 11 с поршнем 12. Крышка 13 ⁴⁵ поршня с поршневым кольцом 14 из антифрикционного материала обеспечивают надежное отделение надпоршневого порстранства от жидкой среды внутри фильтра. Поршень 12 связан што50 ком 15 с опорным кольцом 7.

Верхнее распределительное устройство 16 представляет собой перфорированную поверхность. Для снижения трения между пористой плитой и кор55 пусом фильтра установлена обечайка I7например, из пластмассы.

Фильтр содержит также патрубок 18 для подачи обрабатываемой воды, патрубок 19 для отвода фильтрата потребителю, патрубок 20 для подачи воды в цилиндр 11 механизма перемещения прижимной плиты. Патрубок 21 служит для отведения воды при взры- 5 хляющих промывках. Патрубок 22 служит для подвода воды на взрыхляющую промывку, патрубок 23 - для подачи регенерационного раствора, патрубок 24 - для удаления отработанного реге- ¹⁰ нерационного раствора и промывной воды, патрубок 25 - для подвода роды на отмывку ионита после регенерации, патрубок 26 служит для отвода промывной воды при взрыхляющих промывках. 15 На подводящих и отводящих трубопроводах установлены-запорные вентили 27, трехходовой кран 28 обеспечивает соединение надпоршневого цилиндра 11 либо с атмосферой, либо с источником 20 гидравлического давления.

давления.

Фильтр работает следующим образом.

В режиме очистки воды ионированием прижимная плита 4 находится в нижнем 25 положении, зажимая слой ионита и не допуская его ожижения. Обрабатываемая жидкость подается через патрубок 18 в . корпус 1 фильтра, проходит через нижнее распределительное устройство 2, ³⁰ слой ионита 3, в котором происходит ионообмен, пористую прижимную плиту 4, верхнее распределительное устройство 16 и направляется через патрубок 19 к потребителю. 35

Во время регенерации, регенерацион ный раствор подается по патрубку 23, проходит через слой ионита сверху вниз и удаляется через патрубок 24.

При отмывке отмывочная вода поступает через патрубок 25 и удаляется через патрубок 24.

Операции ионирования, регенерации и отмывки составляют фильтроцикл. Примерно через каждые 30-40 фильтроциклов*⁵ после ионирования производится взрыхляющая промывка. При этом прижимная плита 4 устанавливается в верхнее положение так, что выходной конец коллектора 6 располагается против патрубка 21, ^; через который вода по патрубку 26 удаляется в канализацию.

Для установки прижимной плиты в верхнее положение надпоршневое пространство цилиндра 11 соединяется с атмосферой с помощью трехходового крана 28. При этом за счет давления жидкости внутри фильтра поршень 12 под нимается вверх. Вместе с ним приходит в движение опорное кольцо 7, трубы 5 и зажатая между ними пористая плита 4.

По завершении взрыхляющей'промывки в цилиндр 11 путем переключения трехходового крана 28 подается под давлением вода по патрубку 20, в результате чего поршень 12 и связанная с ним плита 4 опускаются вниз. После достижения плитой 4 нижнего положения, при котором она сжимает слой ионита до рабочего состояния, осуществляется операция регенерации, затем отмывка и т.д.

Предотвращение засорения прижимной плиты позволит существенно удлинить срок работы фильтра без остановок для очистки или замены прижимной плиты. Соответственно упростится его эксплуатация и снизятся эксплуатационные расходы.

Claims (3)

1. Изобретение относитс  к обработке воды по методу ионного обмена. Известен противоточный ионитиый фильтр дл  удалени  из воды катионов и анионов растворенных солей, содержащий корпус, заполненный зернистой ионообменной-, массой, и распределительные устройства в виде системы труб, служащих, соответственно, дл  подвода исходной воды отвода отработанной воды и подачи регенерационного раствора. Трубы среднего и нижнего распределительных устройств снабжены щел ми или щелевыми колпачками дл  отделени  жидкости от зернистой ионообменной массы . В известной конструкции слой иони та гидравлически зажат вод ной подуш кой, образованной над слоем ионита, благодар  расположению распределител ного устройства дл  отвода фильтрата погруженного на 200-400 мм в слой ионита, и наличию свободного объема между ним и верхним днищем. Однако при этом зажатие сло  недостаточно надежно,так как поток жидкости может .проходить через вод ную подушку в виде струи, а затем возвращатьс  вниз на распределительное устройство. Лучшие результаты получаютс  при блокировке сло  ионита небольшим потоком обработанной воды, подаваемым сверху вниз и вместе с основным потоком жидкости удал емым через среднее распределительное устройство 2. Однако полностью предотвратить расширение сло  ионита при этом не удаетс , так i как, несмотр  на блокирующий поток, имеет место проход воды внизу в вод ную подушку. Общим недостатком рассмостренньгх конструкций  вл етс  вынос в обработанную воду измельченнь1Х частиц ионита, образующихс  в результате химических и механических воздействий на него. 38 Скопление мелких частиц, образующихс  в толще сло  ионита, лредставл ет собой участки с большим сопротивлением , в результате чего распределение потока жидкости по сечению фильтра становитс  неравномерным, что снижает обменную емкость ионита. Поэтому дл  устранени  гидравлической неравномерности производитс  взрыхл юща  промывка ионита потоком воды снизу вверх. При этом происходит гидравлическа  сортировка зерен: более крупные располагаютс  внизу, а мелкие - в верхней части фильтра. Но мелкие зерна ионита усиленно засор ют шели распределительного устройства , если их периодически во врем  взрыхл ющих промывок не удал ть Наиболее близким к предлагаемому изобретению  вл етс  ионитный фильтр, содержащий корпус с загрузкой, подвод щие и отвод щие патрубки, установленную в корпусе с возможностью вертикального перемещени  пористую прижимную плиту и средство дл  сбора и отведени  воды при взрыхл ющих промывках , размещенное в верхней части корпуса над плитой при верхнем ее положении З . Така  конструкци  имеет следующи недостатки: при взрыхл ющей промывке вследствие гидравлического разделени зерен ионита разной степени дисперсности , наиболее мелкие зерна будут концентрироватьс  вверху, часть их могла бы проходить затем в обработан ную воду, загр зн   ее; во избежание этого в известном устройстве осуществл етс  подача обрабатываемой воды сверху вниз, а регенерационного раствора - снизу вверх, однако при тако схеме эффективность противоточного ионировани  существенно снижаетс . Дополнительным недостатком  вл ет с  заиливание отверстий прижимной плиты при взрыхл ющих промывках измельченным ионитом, которьш увлекает с  промывающей водой, движущейс  сни зу вверх сквозь njiHTy. Цель изобретени  - повышение наде ности фильтра в работе за счет.предотвращени  заилени  пор прижимной плиты. Поставленна  цель достигаетс  тем что средство дл  сбора и отведени  во ды при взрыхл ющих промывках выполнен в виде перфорированных труб с коллек тором и установлено на нижнем торце прижимной плиты, а выходной конец коллектора расположен на боковой поверхности плиты, при этом патрубок дл  отвода воды при взрыхл ющих промывках размещен на боковой стенке корпуса на уровне выходного конца коллектора при верхнем положении плиты. Така  конструкци  позвол ет в ходе взрыхл ющей промывки отводить воду вместе с увлекаемым ею измельченным ионитом, мину  прижимную плиту. Плита при этом не засор етс . На фиг. 1 изображен фильтр, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. ; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 при верхнем расположении прижимной плиты. Ионитный фильтр состоит из корпуса 1, нижнего распределительного устройства 2 дл  ддкости, на которое укладьшаетс  слой ионита 3. Ионит прижимаетс  сверху плитой 4 из пористого эластичного материала, например, из поропласта. В плоскости нижнего торца прижимной плиты 4 располагаетс  средство дл  отвода жидкости при взрыхл ющей промывке в виде, например, пересекающихс  в центре фильтра труб 5 с заглушенными торцами, и ОТВ0ДНОЙ коллектор 6 с открытым выходным концом. По боковым образующим труб 5 выполнены отверсти . Отводнойколлектор 6 изогнут и заглублен в толщу плиты 4. Сверху плита 4 крепитс  к опорному кольцу 7 с ребрами 8 жесткости. Пориста  эластична  плита 4 сжимаетс  трубами 5 и кольцом 7, которые соедин ютс  между собой шпильками 9 с регулируемым с помощью резьбового соединени  10 нат гом. При этом обеспечиваетс  плотность между боковыьш поверхност ми плиты 4 и корпуса 1 фильтра. Механизм дл  перемещени  прижимной плиты 4 представл ет собой цилиндр 11 с поршнем 12. Крьшка 13 поршн  с поршневым кольцом 14 из антифрикционного материала обеспечивают надежное отделение надпоршневого порстранства от жидкой среды внутри фильтра. Поршень 12 св зан штоком 15 с опорным кольцом 7. Верхнее распределительное устройство 16 представл ет собой перфорированную поверхность. Дл  снижени  трени  между пористой плитой и корпусом фильтра установлена обечайка 17,например, из пластмассы. Фильтр содержит также патрубок 18 дл  подачи обрабатываемой воды. 58 патрубок 9 дл  отвода фильтрата потребителю , патрубок 20 дл  подачи воды в цилиндр 11 механизма перемещени  прижимной плиты. Патрубок 21 служит дл  отведени  воды при взрыхл ющих промывках. Патрубок 22 служит дл  подвода воды на взрыхл ющую промывку, патрубок 23 - дл  подачи регенерационного раствора, патрубок 24 - дл  удалени  отработанного регенерационного раствора и промывной воды , патрубок 25 - дл  подвода роды на отмь1вку ионита после регенерации, патрубок 26 служит дл  отвода промывной воды при взрыхл ющих промывках. На подвод щих и отвод щих трубопроводах установлены-запорные вентили 27, трехходовой кран 28 обеспечивает соединение надпоршневого цилиндра I1 либо с атмосферой, либо с источником гидравлического давлени , давлени . Фильтр работает следующим образом, В режиме очистки воды ионированием прижимна  плита 4 находитс  в нижнем положении, зажима  слой ионита и не допуска  его ожижени . Обрабатываема  жидкость подаетс  через патрубок 18 в корпус фильтра, проходит через нижнее распределительное устройство 2, слой ионита 3, в котором происходит ионообмен, пористую прижимную плиту 4, верхнее распределительное устройство 16 и направл етс  через патрубок 19 к потребителю. Во врем  регенерации, регенерацион ный раствор подаетс  по патрубку 23, проходит через слой ионита сверху вниз и удал етс  через патрубок 24. При отмывке отмывочна  вода поступает через патрубок 25 и удал етс  через патрубок 24. Операции ионировани , регенерации и отмывки составл ют фильтроцикл. При мерно через каждые 30-40 фильтроцикло после ионировани  производитс  взрыхл  юща  промывка. При этом прижимна  плита 4 устанавливаетс  в верхнее положение так, что выходной конец коллектора 6 располагаетс  против патрубка 21, через который вода по патрубку 26 удал етс  в канализацию. Дл  установки прижимной плиты в верхнее положение надпоршневое пространство цилиндра 11 соедин етс  с атмосферой с помощью трехходового крана 28. При этом за счет давлени  жидкости внутри фильтра поршень 12 поднимаетс  вверх. Вместе с ним приходит в движение опорное кольцо 7, трубы 5 и зажата  между ними пориста  плита 4. По завершении взрыхл ющейпромывки в цилиндр 11 путем переключени  трехходового крана 28 подаетс  под давлением вода по патрубку 20, з результате чего поршень 12 и св занна  с ним плита 4 опускаютс  вниз. После достижени  плитой 4 нижнего положени , при котором она сжимает слой ионита до рабочего состо ни , осуществл етс  операци  регенерации, затем отмывка и т.д. Предотвращение засорени  прижимной плиты позволит существенно удлинить срок работы фильтра без остановок дл  очистки или замены прижимной плиты. Соответственно упроститс  его эксплуатаци  и сниз тс  эксплуатационные расходы. Формула изобретени  Ионитный фильтр, содержащий корпус с загрузкой, подвод щие и отвод щие патрубки, установленную в корпусе с возможностью вертикального перемещени  пористую прижимную плиту и средство дл  сбора и отведени  воды при взрыхл ющих промывках, о т л и ч а ющ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности фильтра в работе за счет предотвращени  заилени  пор прижимной плиты, средство дл  сбора и отведени  воды при взрыхл ющих промывд ках выполнено в виде перфорированных труб с коллектором и установлено на нижнем торце прижимной плиты, а выходной конец коллектора расположен на боковой поверхности плиты, при этом патрубок дл  отвода воды при вэрыхл ющих промывках размещен на боковой стенке корпуса на уровне выходного конца коллектора при верхнем положении питы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Гурвич С.М. Аппаратчик водоподготовки , М., Энерги , 1964, с. 179.
2. 2.Патент ФРГ № 1275997, кл. 12 d 1/03, 1968.
3. 3.Патент ФРГ № 1282603, кл. 12 d 1/03, 1968.

   25

   X

   23