Дренажно-распределительное устройство - RU174153U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к области фильтрации и может быть использована для механической или ионообменной очистки жидкости в насыпных фильтрах с сыпучим фильтрующим материалом.

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.

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).

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.

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).

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.

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.

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.

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.

Таким образом, технической проблемой прототипа является повышенная металлоемкость дренажно-распределительного устройства и пониженная его эксплуатационная надежность, а также пониженный срок службы дренажно-распределительного устройства.

Технической задачей полезной модели является снижение металлоемкости дренажно-распределительного устройства и повышение его эксплуатационной надежности, а также повышение срока его службы дренажно-распределительного устройства.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Дренажно-распределительное устройство изготавливается из нержавеющей стали или высококачественных пластиков: ABS (акрилбутадиенстирол), РР (полипропилен), PVC (поливинилхлорид).

Возможно комбинированное исполнение дренажно-распределительного устройства с применением и стали и пластика одновременно.

Дренажно-распределительное устройство в составе насыпного фильтра работает следующим образом.

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.

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.

После окончания фильтрования осуществляется регенерация и отмывка материала фильтрующего слоя 3.

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.

Реферат

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.

Формула