Устройство для ионообменной очистки воды

 

Изобретение относится к технике очистки воды методом ионообмена и может быть использовано в котельных установках. Устройство для ионообменной очистки воды содержит трубопровод подачи исходной воды с насосом, напорная линия которого подключена к входу фильтра с реагентом, регулирующий клапан, установленный на выходе фильтра, напорную линию обработанной воды, линию рециркуляции с исполнительным механизмом, контур регулирования потока рециркуляции, состоящей из датчика расхода, установленного на напорной линии насоса, и регулятора, вход которого связан с датчиком расхода, а выход подключен к исполнительному механизму, к входу фильтра присоединен гибкий трубопровод, к которому через патрубок ярусно по высоте фильтра прикреплены плоские эластичные кольца с расширяющимися насадками, на внутренней поверхности которых предусмотрены винтообразные криволинейные направляющие, имеет расширяющиеся насадки, присоединенные к плоским эластичным кольцам тангенциально, а перед ними в полости плоских эластичных колец установлены биметаллические пульсаторы, выполненные в виде изогнутых лопастей количеством не менее четырех, свободно насаженных на ось, противоположные торцы которых образуют угол 90^o. Изобретение решает задачу повышения эффективности ионообмена и снижения расхода реагентов. 3 ил.

Изобретение относится к водоснабжению и может быть использовано в котельных установках в особенности при обработке воды методом натрикатирования.

Известно устройство для ионообменной обработки воды (см. а.с. 874652, МКИ С 02 F 1/42, Бюл. 39, 1981), содержащее трубопровод подачи исходной воды с насосом, напорная линия которого подключена к входу фильтра с реагентом, и регулирующий клапан, установленный на выходе фильтра, напорную линию обработанной воды, имеющую линию рециркуляции с исполнительным механизмом, соединенную с трубопроводом подачи исходной воды и с напорной линией обработанной воды, и контур регулирования потока рециркуляции, состоящей из датчика расхода, а выход подключен к исполнительному механизму.

Недостатком данного устройства является неравномерность распределения реагента в объеме ионита, неполная его регенерация и значительная ее длительность, укорачивающая продолжительность фильтроцикла.

Известно устройство для ионообменной очистки воды (см. патент РФ 2131775, МПК 7 В 01 J 47/02, 49/00, С 02 F 1/42, Бюл. 17, 1999), содержащее трубопровод подачи исходной воды с насосом, напорная линия которого подключена к входу фильтра с реагентом, и регулирующий клапан, установленный на выходе фильтра, напорную линию обработанной воды, имеющую линию рециркуляции с исполнительным механизмом, соединенную с трубопроводом подачи исходной воды и с напорной линией обработанной воды, и контур регулирования потока рециркуляции, состоящей из датчика расхода, а выход подключен к исполнительному механизму, к входу фильтра присоединен гибкий трубопровод, к которому через патрубки ярусно по высоте фильтра прикреплены плоские эластичные кольца с расширяющимися насадками, на внутренней поверхности которых предусмотрены винтообразные криволинейные направляющие.

Недостатком данного устройства является незначительное повышение эффективности ионообмена обрабатываемой воды из-за возможности образования пограничных слоев между ярусами плоских эластичных колец по высоте фильтра и значительные затраты реагентов по причине непрерывной его подачи без учета изменения показателей качества воды во времени.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности ионообмена обрабатываемой воды и снижение расхода реагентов путем присоединения расширяющихся насадок к плоским эластичным кольцам тангенциально, установкой в полости плоских эластичных колец биметаллических пульсаторов, выполненных в виде изогнутых лопастей количеством не менее четырех, свободно насаженных на ось, противоположные торцы которых образуют угол 90^o.

Технический результат достигается тем, что устройство для ионообменной очистки воды, содержащее трубопровод подачи исходной воды с насосом, напорная линия которого подключена к входу фильтра с реагентом, регулирующий клапан, установленный на выходе фильтра, напорную линию обработанной воды, линию рециркуляции с исполнительным механизмом, соединенную с трубопроводом подачи исходной воды и напорной линией обработанной воды, и контур регулирования потока рециркуляции, состоящей из датчика расхода, установленного на напорной линии насоса, и регулятора, вход которого связан с датчиком расхода, а выход подключен к исполнительному механизму, к входу фильтра присоединен гибкий трубопровод, к которому через патрубок ярусно по высоте фильтра прикреплены плоские эластичные кольца с расширяющимися насадками, на внутренней поверхности которых предусмотрены винтообразные криволинейные направляющие, имеет расширяющиеся насадки присоединенные к плоским эластичным кольцам тангенциально, а передними в полости плоских эластичных колец установлены биметаллические пульсаторы, выполненные в виде изогнутых лопастей количеством не менее четырех, свободно насаженных на ось, противоположные торцы которых образуют угол 90^o.

На фиг.1 представлена схема устройства для ионообменной очистки воды, на фиг. 2 - схема гибкого трубопровода с плоскими эластичными кольцами и расширяющимися насадками, а на фиг.3 - биметаллический пульсатор, выполненный в виде изогнутых лопастей.

Устройство для ионообменной очистки воды содержит насос 1, установленный на трубопроводе 2 подачи исходной воды и подключенный посредством напорной линии 3 к фильтру 4, напорную линию 5 обработанной воды, на которой установлен регулирующий клапан 6, линию 7 рециркуляции, датчик 8 расхода воды, установленный на напорной линии 3 насоса 1, регулятор 9, исполнительный механизм 10, гибкий трубопровод 11 с патрубками 12, ярусно расположенными по высоте фильтра плоские эластичные кольца 13, к которым присоединены через отверстия 14 и 15 тангенциально расширяющиеся насадки 16 с винтообразными криволинейными направляющими 17 на внутренней их поверхности. Между отверстиями 14 и 15 в полости плоских эластичных колец 13 установлены биметаллические пульсаторы 18, выполненные в виде изогнутых лопастей 19, 20, 21 и 22 количественно менее четырех, свободно насаженных на ось 23, противоположные торцы которых образуют угол 90^o.

Устройство для ионообменной очистки воды работает следующим образом.

Насос 1 подает исходную воду, поступающую по трубопроводу 2, по напорной линии 3 в фильтр 4, заполнении катионитом. Обработанная вода по напорной линии 5 через регулирующий клапан 6 поступает в деаэратор (на фиг. не показан). При снижении скорости движения воды фильтре 4 ниже допустимой от датчика 8 расхода воды, установленного на напорной линии 3 насоса 1, поступает сигнал на регулятор 9, от которого срабатывает исполнительный механизм 10 на линии 7, и рециркуляцией вода с реагентом поступает в гибкий трубопровод 11 через патрубки 12 в ярусно расположенные по высоте фильтра 4 плоские эластичные кольца 13 через отверстия 14, а затем через отверстия 15 в расширяющиеся насадки 16 с винтообразными криволинейными направляющими 17, расположенными тангенциально к плоским эластичным кольцам 13, в полости которых между отверстиями 14 и 15 установлены биметаллические пульсаторы 18, выполненные в виде изогнутых лопастей 19, 20, 21 и 22 количеством не менее четырех, свободно насаженных на ось, противоположные торцы которых образуют угол 90^o. Под давлением воды плоские эластичные кольца 13 расширяются, вода с peaгентом в винтообразных криволинейных направляющих 17 закручивается, создавая волновое движение, перемешиваясь в объеме катионита в касательном направлении по отношению объема фильтра 4 за счет тангенциального выхода из расширяющихся насадок 16. Водная среда, двигаясь касательно к стенкам фильтра 4, перемешиваясь в его пристенной зоне, перемещает катионит в центральную часть фильтра 4. При этом возникает противоток и соударение потоков воды вызывает интенсивное перемешивание обрабатываемой воды и катионита с реагентом. Биметаллический пульсатор 18 по своим внутренним свойствам и соответствующей конструкции, а также за счет наличия постоянной температурной разницы между биметаллическим пульсатором 18 и исходной водой, пульсируя с определенным тактом во времени, обеспечивает прерывистое поступление реагентов. Упругие свойства гибкого трубопровода 11 и плоских эластичных колец 13 создают вибрацию под действием гидродинамических сил исходной воды, подаваемой в нагнетательном режиме насосом 1. При этом усиливается волновое движение обрабатываемой воды и ее гидродинамическое воздействие на катионит.

Колебание гибкого трубопровода 11, плоских эластичных колец 13 и расширяющиеся насадки 16 с винтообразными криволинейными направляющими 17 усиливают взрыхление катионита и соответственно эффект регенерации и ионообмена при обработке воды, повышая ее качество за счет исключения образования застойных объемов в катионите. При этом устраняется возможность появления анаэробных бактерий на зернах катионита. Прерывистое поступление реагента в соответствии с показателями качества исходной воды снижает его расходы.

Многократное использование реагента, свободное проникновение в толщу катионита во всем его объеме, поддержание во времени оптимальных гидродинамических режимов позволяет снизить расход реагентов на регенерацию катионита и расход воды по регенерации фильтра, что в конечном итоге приводит к рациональному использованию природных вод.

Предлагаемое устройство ионообменной очистки воды, использующее эффект пульсации, создаваемой биметаллическими пульсаторами, и закрутки потока воды за счет винтообразных криволинейных направляющих, способствующий прерывистой подаче реагентов, полному смешению реагентов во всем объеме ионита значительно повышает эффективность ионообмена обрабатываемой воды.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в комплексном использовании эффекта закрутки потока воды, пульсации биметаллических пульсаторов, обеспечивающих прерывистое воздействие внутренних сил на катионит, и периодического поступления в фильтр реагента для повышения эффективности ионообмена обрабатываемой воды и снижения расходов реагентов.

Формула изобретения

Устройство для ионообменной очистки воды, содержащее трубопровод подачи исходной воды с насосом, напорная линия которого подключена к входу фильтра с реагентом, регулирующий клапан, установленный на выходе фильтра, напорную линию обработанной воды, линию рециркуляции с исполнительным механизмом, соединенную с трубопроводом подачи исходной воды и напорной линией обработанной воды, и контур регулирования потока рециркуляции, состоящий из датчика расхода, установленного на напорной линии насоса, и регулятора, вход которого связан с датчиком расхода, а выход подключен к исполнительному механизму, к входу фильтра присоединен гибкий трубопровод, к которому через патрубки ярусно по высоте фильтра прикреплены плоские эластичные кольца с расширяющимися насадками, на внутренней поверхности которых предусмотрены винтообразные криволинейные направляющие, отличающееся тем, что расширяющиеся насадки к плоским эластичным кольцам присоединены тангенциально, а перед ними в полости плоских эластичных колец установлены биметаллические пульсаторы, выполненные в виде изогнутых лопастей количеством не мене четырех, свободно насаженных на ось, противоположные торцы которых образуют угол 90^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3