ФИЛЬТРАЦИОННАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к установкам для фильтрации жидкостей и может быть использовано для очистки природных и сточных вод, концентрирования растворов в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Известно устройство для ультрафильтрации (а.св. № 1667912, опубл. 07.08.91, бюл. № 29), в котором повышение эффективности фильтрации достигается за счет обратной промывки мембран, выполняемой при помощи гидропневматического аккумулятора с вибрационным прерывателем, но указанный результат достигается за счет промывочного устройства, сложного по конструкции и дорогого в изготовлении.

Более близким по технической сущности и достигаемому результату является установка для фильтрации жидкости (патент РФ № 2144422, опубл. 20.01.2000, бюл. № 2). Установка для фильтрации жидкости содержит фильтр, гидроаккумулятор для обратной промывки фильтра, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной жидкостей с регулирующими вентилями, насос исходной воды, электроклапан обратной промывки и, по крайней мере, один таймер.

Достоинством указанной установки является увеличение срока службы фильтра за счет промывки обратным током очищенной воды, промывка происходит без выключения установки, промывка осуществляется простым в изготовлении и в эксплуатации оборудованием.

К недостаткам установки для фильтрации жидкости следует отнести то, что при промывке работающий насос создает дополнительное давление в фильтре, что уменьшает перепад на фильтре при промывке, а значит снижает ее эффективность. Промывка осуществляется по наперед заданной временной циклограмме, которая не учитывает состав (концентрацию взвешенных веществ, вид загрязнения и др.) конкретной исходной воды и его возможное изменение в процессе фильтрования. Это приводит либо к чрезмерному расходу очищенной жидкости на обратные промывки, либо к быстрому падению проницаемости фильтра из-за слишком большого времени между промывками.

Цель изобретения - повышение эффективности использования установки благодаря увеличению выхода очищенной жидкости, увеличение ресурса фильтра установки за счет повышения разницы давлений на фильтре при промывке.

Указанная цель достигается тем, что фильтрационная установка, содержащая фильтр, гидравлический аккумулятор, трубопроводы исходной, очищенной и неочищенной жидкостей с вентилями, насос, байпасный регулирующий вентиль, электроклапан, установленный на трубопроводе неочищенной жидкости, снабжена датчиками давления установленными на трубопроводах очищенной и неочищенной жидкостей с возможностью передачи сигнала на электроклапан, кроме этого, на трубопроводе исходной жидкости установлен клапан, поддерживающий расход исходной жидкости при промывке на таком же уровне, как и при фильтровании.

Наличие датчиков давления на трубопроводах очищенной и неочищенной жидкостей позволяет осуществлять промывку фильтра в зависимости от давления на фильтре, а рост давления свидетельствует о растущем загрязнении фильтра. Следовательно, промывки осуществляются по мере загрязнения фильтра, что уменьшает объем очищенной воды, затраченной на проведение промывок, и увеличивает объем очищенной воды отведенной к потребителю.

Клапан на трубопроводе исходной жидкости в автоматическом режиме поддерживает расход исходной жидкости при промывке на таком же уровне, как и при фильтровании. Это позволяет понизить давление в фильтре при обратной промывке, что увеличивает перепад давления на фильтре. Чем выше перепад давления, тем интенсивнее промывается фильтр, тем больше осадка с него смывается, т.о. ресурс фильтра возрастает.

Схема предлагаемой фильтрационной установки приведена на чертеже. Установка состоит из насоса 1 и клапана расхода 2, установленных на трубопроводе исходной жидкости, фильтра 3, байпасного регулирующего вентиля 4, гидроаккумулятора 5, датчика давления 6 и вентиля 7, установленных на трубопроводе очищенной жидкости, вентиля 8, электроклапана 9 и датчика давления 10, установленных на трубопроводах неочищенной жидкости, а на трубопроводах очищенной и неочищенной жидкостей установлены манометры 11 и 12.

Установка работает в двух режимах: фильтрования и обратной промывки. Переход установки из одного режима в другой происходит автоматически.

В режиме фильтрования установка работает следующим образом. При запуске установки исходная жидкость с помощью насоса 1 через клапан расхода 2 подается на вход фильтра 3. Одна часть прошедшей через фильтр 3 жидкости заполняет гидроаккумулятор 5, другая часть очищенной жидкости через вентиль 7 направляется к потребителю. Неочищенная жидкость через вентиль 8 отводится на повторную очистку или сливается в канализацию. Расходы и давления очищенной и неочищенной жидкостей регулируются при помощи вентилей 7 и 8. Байпасный регулирующий вентиль 4 используется при настройке установки на рабочий режим. Если при настройке установки на рабочий режим насос 1 начинает работать вне своей расходной характеристики, часть неочищенной жидкости через байпасный регулирующий вентиль 4 перенаправляется на вход насоса 1. По манометрам 11 и 12 осуществляется контроль над давлениями в трубопроводах очищенной и неочищенной жидкостей.

По мере заполнения гидроаккумулятора 5 давление очищенной жидкости растет. При достижении заданного давления, свидетельствующего о полном заполнении гидроаккумулятора, датчик давления очищенной жидкости 6 дает разрешение на проведение обратной промывки фильтра 3. Значение заданного давления зависит от конструктивных особенностей конкретной фильтрационной установки.

Во время работы установки при очистке исходной жидкости взвешенные вещества, содержащиеся в ней, задерживаются на фильтре и вызывают рост давления на фильтре. Давление фиксируется датчиком давления 10. При достижении заданного давления, обусловленного конструкцией установки, режимом фильтрования, по сигналу от датчика давления 10 происходит открытие электроклапана 9, что переводит установку в режим промывки.

В режиме промывки давление в трубопроводе неочищенной жидкости становится меньше давления в трубопроводе очищенной жидкости. За счет разницы давлений очищенная жидкость из гидроаккумулятора 5 проходит через фильтр 3, промывает его и отводится по трубопроводу неочищенной жидкости.

Во время промывки давление очищенной жидкости, фиксируемое датчиком давления 6, падает и при достижении заданного значения давления, обусловленного конструкцией установки, по сигналу от датчика 6 происходит закрытие электроклапана 9. Промывка окончена и установка снова переходит в режим фильтрования.

Пример. Установка по приведенному выше описанию, в которой установлен фильтроэлемент типа 7-1, очищает модельный раствор с концентрацией взвешенных веществ 10 мг/л и осуществляет промывку при возрастании перепада давления до 0,07 МПа. При этом время между промывками в среднем составляет 7 мин, производительность установки по очищенной жидкости 500 л/ч и на промывку затрачивается 10% очищенной жидкости.