RU2480265C1

RU2480265C1 - Water intake filter

Info

Publication number: RU2480265C1
Application number: RU2011147268/05A
Authority: RU
Inventors: Игорь Александрович Губарев; Вячеслав Владиславович Шалаев; Вячеслав Александрович Почтарь; Эмануил Иосифович Жигун; Николай Николаевич Павлов
Original assignee: Соломонов Сергей Александрович
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2013-04-27

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to waterworks and is intended for water intake from open water bodies and its filtration. Proposed filter comprises casing with central shell provided with branch pipe for connection with water intake system manifold, filtration elements, distributor, and filter regeneration device. Filtration element represents a slotted shield made of V-section wire. Section of every filtration element represents an oval; distribution device is composed of variable-perforation tube; regeneration device is composed of backwash tube made up of manifold and tubes connected thereto to rest of stiffness rings of filtration elements with rows of conical nozzles facing the surface of filtration elements.

EFFECT: higher efficiency of water filtration.

4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому строительству, к устройствам очистки природных вод, и предназначено для забора и фильтрации воды из открытых водоемов.The invention relates to hydraulic engineering, to devices for the purification of natural waters, and is intended for the intake and filtration of water from open reservoirs.

Известны конструкции водозаборных фильтров, общим признаком которых является наличие фильтрующих воду поверхностей - сетчатых, перфорированных или жалюзийных.There are known designs of water intake filters, a common feature of which is the presence of water-filtering surfaces - mesh, perforated or louvered.

Известен водозаборный фильтр с динамическим модулем, содержащий корпус, установленный в нем ряд колец последовательно уменьшающегося диаметра, размер щелей между кольцами является постоянным, эжектор, штуцер для входа загрязненной жидкости, штуцер для выхода очищенной воды, штуцер для выхода примесей, отличающийся тем, что эжектор соединен с насосом и установлен внутри штуцера для выхода примесей, закрепленного в сквозном отверстии днища корпуса, штуцер для входа загрязненной жидкости представляет собой стабилизатор потока, присоединенный одним концом к корпусу, на другой конец установлено защитное устройство в виде сетчатого цилиндра, на конце которого закреплен обтекатель, представляющий собой конический отбойник, а установленный в корпусе ряд колец последовательно уменьшающегося диаметра образует динамический модуль, при этом кольца соединены между собой с помощью опорных элементов, расположенных снаружи и присоединенных к обечайке в виде усеченного конуса, внутренняя поверхность каждого кольца имеет обтекаемую форму со стороны движения потока очищаемой жидкости.A water filter with a dynamic module is known, comprising a housing, a series of rings of successively decreasing diameter installed in it, the size of the slots between the rings is constant, an ejector, a nozzle for the entrance of contaminated liquid, a nozzle for the outlet of purified water, a nozzle for the exit of impurities, characterized in that the ejector connected to the pump and installed inside the fitting for the release of impurities, fixed in the through hole of the bottom of the housing, the fitting for the input of contaminated liquid is a flow stabilizer, at one end to the housing, a protective device in the form of a mesh cylinder is installed at the other end, at the end of which a cowl is mounted, which is a conical chipper, and a series of rings of successively decreasing diameter mounted in the housing forms a dynamic module, while the rings are interconnected by support elements located outside and attached to the shell in the form of a truncated cone, the inner surface of each ring has a streamlined shape on the side of the flow of the cleaned liquid awns.

Патент РФ 2335326, МПК B01D 24/44, опубликован 10.10.2008.RF patent 2335326, IPC B01D 24/44, published October 10, 2008.

Известен водозаборный фильтр, содержащий горизонтально вращательно смонтированный в водопроводящем лотке полый усеченный сетчатый конус, средства его вращения и средства промывки его сетки, отличающийся тем, что лоток выполнен в виде цилиндрической трубы, разомкнутой по ее верхней образующей, средствами вращения сетчатого конуса служат радиально закрепленные на нем винтовые лопасти, а средства промывки представлены гидродинамическими плоскостями, размещенными на поверхности воображаемого конуса, коаксиально вращательно смонтированного относительно снабженного скрепленными с плоскостями другими винтовыми лопастями, шаг винта которых обратен шагу лопастей сетчатого конуса.A water intake filter is known that contains a hollow truncated mesh cone horizontally rotationally mounted in a water supply tray, means for rotating it and means for washing its mesh, characterized in that the tray is made in the form of a cylindrical pipe open along its upper generatrix, and the means for rotating the mesh cone are radially mounted on helical blades, and the flushing means are represented by hydrodynamic planes located on the surface of an imaginary cone, coaxially rotationally mounted nnogo provided with relatively bonded with the planes of the other helical blades, propeller pitch which is opposite pitch of the blades of the mesh cone.

Патент РФ на полезную модель 20110, МПК E02B 8/06, опубликовано 20.10.2001.RF patent for utility model 20110, IPC E02B 8/06, published October 20, 2001.

Недостатками устройств являются сложность конструкции и низкая эффективность промывки фильтров.The disadvantages of the devices are the design complexity and low washing efficiency of the filters.

Известен водозаборный фильтр, представляющий собой неподвижный сетчатый барабан, внутри которого расположено устройство регенерации фильтра в виде смонтированной соосно вращательно водоструйной флейты (средства промывки сетчатого полотна барабана). Во время работы мусор, прижатый потоком воды к внешней стенке барабана, периодически отбивается струями воды высокого давления, истекающими радиально барабану из отверстий флейты.A water intake filter is known, which is a fixed mesh drum, inside of which there is a filter regeneration device in the form of a mounted coaxially rotationally water-jet flute (means for washing the mesh cloth of the drum). During operation, the debris, pressed by a stream of water to the outer wall of the drum, is periodically beaten off by high-pressure water jets flowing radially from the flute holes to the drum.

А.С. СССР 1528853, МПК E02B 8/08, опубликовано 15.12.1989 г.A.S. USSR 1528853, IPC E02B 8/08, published December 15, 1989

Известен фильтр водозаборного сооружения, включающий водозаборную трубу с всасывающим отверстием, расположенную горизонтально в водотоке, соосно с ней расположенный всасывающий оголовок, выполненный из нескольких коаксиально установленных колец разного диаметра, при этом каждое кольцо меньшего диаметра расположено внутри кольца большего диаметра со смещением его торцевой части вдоль оси водозаборной трубы, имеющие всасывающие отверстия, образованные в пространстве между внешней поверхностью колец меньшего диаметра и внутренней поверхностью колец большего диаметра.A filter of a water intake structure is known, including a water intake pipe with a suction hole located horizontally in a watercourse, a suction head coaxially arranged with it, made of several coaxially mounted rings of different diameters, with each ring of a smaller diameter located inside a ring of a larger diameter with an offset of its end part along the axis of the intake pipe having suction openings formed in the space between the outer surface of the rings of smaller diameter and the inner surface rings of larger diameter.

Патент US 6051131, МПК E02B 5/08, опубликовано 18.04.2000.Patent US 6051131, IPC E02B 5/08, published April 18, 2000.

Недостатками этих устройств является сложность конструкции, неравномерная скорость фильтрации и большой расход промывной жидкости при регенерации фильтрующих элементов.The disadvantages of these devices are the design complexity, uneven filtration rate and high flow rate of the washing liquid during the regeneration of filter elements.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в упрощении конструкции, повышении производительности и срока службы фильтра, сокращение затрат на его профилактическое обслуживание.The problem to which the invention is directed, is to simplify the design, increase productivity and service life of the filter, reducing the cost of its preventive maintenance.

Поставленная задача решается за счет того, что в водозаборном фильтре, содержащем корпус, с центральной обечайкой с патрубком для присоединения к коллектору системы водозабора, фильтрующие элементы, распределительное устройство, устройство регенерации фильтра, фильтрующий элемент, представляет собой сварной щелевой экран из проволоки V-образного профиля, при этом сечение каждого фильтрующего элемента имеет овальность, распределительное устройство представляет собой трубу с переменной перфорацией, устройство регенерации выполнено в виде трубопровода обратной промывки, состоящего из коллектора и присоединенных к нему труб, опирающихся на кольца жесткости и расположенных с овальностью, соответствующей овальности фильтрующих элементов, с расположенными на трубах рядами конических форсунок, развернутых к поверхности фильтрующих элементов.The problem is solved due to the fact that in the intake filter containing the housing, with a central shell with a pipe for connecting to the collector water intake systems, filter elements, switchgear, filter regeneration device, filter element, is a welded slotted screen made of V-shaped wire profile, while the cross section of each filter element has an ovality, the switchgear is a pipe with variable perforation, the regeneration device is made in in the form of a backwash pipeline, consisting of a collector and pipes connected to it, supported by stiffening rings and arranged with an ovality corresponding to the ovality of the filter elements, with rows of conical nozzles located on the pipes deployed to the surface of the filter elements.

Кроме того, овальность фильтрующего элемента составляет 2-6% в зависимости от габаритов водозаборного фильтра.In addition, the ovality of the filter element is 2-6%, depending on the dimensions of the intake filter.

Кроме того, длина трубы с переменной перфорацией составляет 3/4 длины фильтрующего элемента, при этом диаметр всех перфорационных отверстий одинаков, а переменная перфорация обеспечивается за счет увеличения числа перфорационных отверстий от свободного края трубы до конца трубы, приваренного к кольцевому торцу центральной обечайки.In addition, the length of the pipe with variable perforation is 3/4 of the length of the filter element, while the diameter of all perforation holes is the same, and variable perforation is provided by increasing the number of perforations from the free edge of the pipe to the end of the pipe welded to the annular end of the central shell.

Кроме того, трубопровод обратной промывки снабжен электрическим нагревательным элементом.In addition, the backwash line is equipped with an electric heating element.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Фиг.1 - водозаборный фильтр, общий вид.Figure 1 - water intake filter, General view.

Фиг.2 - корпус водозаборного фильтра с снятым фильтрующим элементом.Figure 2 - body of the intake filter with the removed filter element.

Фиг.3 - распределительное устройство с переменной перфорацией.Figure 3 - switchgear with variable perforation.

Фиг.4 - система трубопроводов промывкиFigure 4 - flushing piping system

Водозаборный фильтр имеет корпус Т-образной формы, с центральной обечайкой 1 с патрубком 2 для присоединения к коллектору системы водозабора, обечайки 3, к которым присоединены днище коническое 4 и днище эллиптическое 5, фильтрующие элементы 6, установленные на усиливающем каркасе 7, представляющие собой сварной щелевой экран из проволоки V-образного профиля, обеспечивающие особые гидравлические свойства фильтрующего элемента. Образование над щелью, сформированной проволокой V-образного профиля, так называемых «мостиков» из частиц фильтрующего материала размером не более 1/3 ширины щели (эффект Коберли). Сечение каждого фильтрующего элемента 6 имеет овальность 2-6% в зависимости от габаритов водозаборного фильтра. Внутри фильтра расположены распределительное устройство 8, представляющее собой трубу с переменной перфорацией, приваренную к кольцевому торцу центральной обечайки 1, длина трубы составляет 3/4 длины фильтрующего элемента 6, при этом диаметр всех перфорационных отверстий одинаков, а переменная перфорация обеспечивается за счет увеличения числа перфорационных отверстий от свободного края трубы до конца трубы, приваренного к кольцевому торцу центральной обечайки 1.The intake filter has a T-shaped housing, with a central shell 1 with a pipe 2 for connecting to the collector of the intake system, a shell 3, to which are attached a conical bottom 4 and an elliptical bottom 5, filter elements 6 mounted on a reinforcing frame 7, which are welded slotted screen made of V-shaped wire providing special hydraulic properties of the filter element. Formation of the so-called “bridges” of particles of filtering material with a size of not more than 1/3 of the width of the slit above the slit formed by a V-shaped wire wire (Koberli effect). The cross section of each filter element 6 has an ovality of 2-6%, depending on the dimensions of the intake filter. Inside the filter there is a switchgear 8, which is a pipe with variable perforation welded to the annular end of the central shell 1, the pipe length is 3/4 of the length of the filter element 6, while the diameter of all perforation holes is the same, and variable perforation is provided by increasing the number of perforations holes from the free edge of the pipe to the end of the pipe welded to the annular end of the Central shell 1.

Внутри фильтра расположено устройство регенерации фильтра в виде трубопровода обратной промывки 9, состоящего из коллектора 10 и присоединенных к нему труб 11, опирающихся на кольца жесткости 12 и расположенных с овальностью, соответствующей овальности фильтрующих элементов 6, проходящих от края одного фильтрующего элемента до края противоположного фильтрующего элемента. На каждой трубе расположен ряд конических форсунок, развернутый к поверхности фильтрующих элементов. Трубопровод обратной промывки обмотан электрическим нагревательным элементом (на чертеже не показан).Inside the filter there is a filter regeneration device in the form of a backwash pipeline 9, consisting of a collector 10 and pipes 11 connected to it, supported by stiffening rings 12 and arranged with an ovality corresponding to the ovality of the filter elements 6, extending from the edge of one filter element to the edge of the opposite filter element item. Each tube has a series of conical nozzles deployed to the surface of the filter elements. The backwash pipe is wrapped with an electric heating element (not shown in the drawing).

Работа водозаборного фильтра заключается в следующем.The operation of the intake filter is as follows.

Поток воды проходит через щели фильтрующих элементов 6, попадает затем через распределительное устройство 8 в центральную обечайку 1 и через патрубок 2 поступает в коллектор системы водозабора.The water flow passes through the slots of the filter elements 6, then flows through the switchgear 8 into the central shell 1 and through the pipe 2 enters the collector of the intake system.

Для недопущения зарастания загрязнениями поверхности фильтрующих элементов в трубопровод обратной промывки 9, состоящий из коллектора 10 и присоединенных к нему труб 11, подается промывочная жидкость (вода) или воздух, и через ряды конических форсунок, развернутых к поверхности фильтрующих элементов, промывочная жидкость или воздух очищают фильтрующие элементы. Промывка водой позволяет скрыть место установки водозабора и обеспечить безопасность судоходства на судоходных водоемах.To prevent the surface of the filtering elements from clogging up with dirt, a backwash pipeline 9, consisting of a collector 10 and pipes 11 connected to it, is supplied with flushing liquid (water) or air, and through the rows of conical nozzles deployed to the surface of the filtering elements, the flushing liquid or air is cleaned filter elements. Water flushing allows you to hide the installation site of the water intake and ensure the safety of navigation in navigable water bodies.

Представленная конструкция позволяет гарантировать механическую целостность системы промывки, за счет расположения ее внутри прочного каркаса. Для обеспечения эффективной промывки в зимнее время, сначала включается электрообогрев, а затем включается в работу оборудование для обратной промывки поверхности фильтрующего элемента, расположенное на берегу водоема. Система промывки включается периодически по заданному интервалу времени, что помимо самой очистки обеспечивает еще и профилактику борьбы с загрязнениями и, как следствие, эффективное энергосбережение.The presented design allows to guarantee the mechanical integrity of the washing system, due to its location inside a solid frame. To ensure effective washing in the winter, first heating is turned on, and then equipment for backwashing the surface of the filter element located on the shore of the reservoir is turned on. The washing system is switched on periodically at a predetermined time interval, which, in addition to cleaning itself, also provides prevention of pollution control and, as a result, effective energy saving.

Claims

1. Водозаборный фильтр, содержащий корпус с центральной обечайкой с патрубком для присоединения к коллектору системы водозабора, фильтрующие элементы, распределительное устройство, устройство регенерации фильтра, отличающийся тем, что фильтрующий элемент представляет собой сварной щелевой экран из проволоки V-образного профиля, при этом сечение каждого фильтрующего элемента имеет овальность, распределительное устройство представляет собой трубу с переменной перфорацией, устройство регенерации выполнено в виде трубопровода обратной промывки, состоящего из коллектора и присоединенных к нему труб, опирающихся на кольца жесткости и расположенных с овальностью, соответствующей овальности фильтрующих элементов, с расположенными на трубах рядами конических форсунок, развернутых к поверхности фильтрующих элементов.1. The intake filter, comprising a housing with a Central shell with a pipe for connecting to the collector of the intake system, filter elements, switchgear, filter regeneration device, characterized in that the filter element is a welded slotted screen made of V-shaped wire, the cross-section each filter element has ovality, the switchgear is a pipe with variable perforation, the regeneration device is made in the form of a return pipe washing, consisting of a collector and pipes connected to it, supported by stiffening rings and arranged with an ovality corresponding to the ovality of the filter elements, with rows of conical nozzles located on the pipes deployed to the surface of the filter elements.

2. Водозаборный фильтр по п.1, отличающийся тем, что овальность фильтрующего элемента составляет 2-6% в зависимости от габаритов водозаборного фильтра.2. The intake filter according to claim 1, characterized in that the ovality of the filter element is 2-6%, depending on the dimensions of the intake filter.

3. Водозаборный фильтр по п.1, отличающийся тем, что длина трубы с переменной перфорацией составляет 3/4 длины фильтрующего элемента, при этом диаметр всех перфорационных отверстий одинаков, а переменная перфорация обеспечивается за счет увеличения числа перфорационных отверстий от свободного края трубы до конца трубы, приваренного к кольцевому торцу центральной обечайки.3. The intake filter according to claim 1, characterized in that the length of the pipe with variable perforation is 3/4 of the length of the filter element, while the diameter of all perforation holes is the same, and variable perforation is provided by increasing the number of perforations from the free edge of the pipe to the end pipes welded to the annular end of the central shell.

4. Водозаборный фильтр по п.1, отличающийся тем, что трубопровод обратной промывки снабжен электрическим нагревательным элементом. 4. The intake filter according to claim 1, characterized in that the backwash pipe is equipped with an electric heating element.