Дренажно-распределительное устройство ионообменного фильтра

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Александров Валерий Михайлович Лобачв Виктор Алексеевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) 1. Дренажно-распределительное устройство ионообменного фильтра, содержащее выходной патрубок с закрепленными на нем коллекторами, снабженными лучевыми распределительными трубами, и колпачковые фильтрующие элементы, присоединенные к распределительным трубам посредством патрубков, отличающееся тем, что в распределительных трубах в промежутках между патрубками установлены элементы из пористого проницаемого материала, состоящего из дискретных металлических частиц, соединенных друг с другом и с материалом стенки распределительных труб металлическими контактами, причем суммарная площадь контакта элемента из пористого материала с материалом стенки трубы составляет 0,5-0,7 площади ее контактной поверхности. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что элементы из пористого проницаемого материала выполнены двухслойными, причем пористость элемента со стороны наружного слоя распределительной трубы составляет 25-35 , а со стороны внутреннего слоя - 4555 при соотношении толщин слоев 12. 106312015.04.30 Заявляемая полезная модель относится к области очистки жидкостей путем ее фильтрации через насыпные материалы и может быть использована для всех типов фильтров систем химической водоподготовки на тепловых станциях и промышленных предприятиях. Известно дренажно-распределительное устройство, содержащее выходной патрубок с закрепленными на нем коллекторами, снабженными перфорированными лучевыми трубами с расположенными на них щелевыми элементами, выполненными из профильной проволоки, причем фильтрующие щели представляют собой зазоры между соседними рядами проволоки 1. Недостатком данного устройства является сложность конструкции фильтрующего элемента, что обусловлено сложностью и высокой трудоемкостью его изготовления, а также необходимостью применения уникального и дорогостоящего оборудования. Известно также дренажно-распределительное устройство, содержащее выходной патрубок с закрепленными на нем коллекторами, снабженными распределительными лучевыми трубами, и колпачковые фильтрующие элементы, присоединенные к распределительным трубам посредством патрубков 2. Недостатком подобного рода устройств является их невысокая надежность работы при гидроударах - аварийных ситуациях, вызванных резким изменением скорости течения жидкости. Гидроудар быстротечен и характеризуется чередованием резкого повышения и понижения давления в трубопроводе, что может привести к разрушению гидросистем и дренажно-распределительных устройств в целом. Задачей полезной модели является повышение надежности срока эксплуатации и производительности. Задача достигается тем, что в дренажно-распределительном устройстве, содержащем выходной патрубок с закрепленными на нем коллекторами, снабженными лучевыми распределительными трубами, и колпачковые фильтрующие элементы, присоединенные к распределительным трубам посредством патрубков, в распределительных трубах в промежутках между патрубками установлены элементы из пористого проницаемого материала, состоящего из дискретных металлических частиц, соединенных друг с другом и с материалом стенки распределительных труб металлическими контактами, причем суммарная площадь контакта элемента из пористого материала с материалом стенки трубы составляет 0,5-0,7 площади ее контактной поверхности. Возможен вариант устройства, в котором элементы из пористого проницаемого материала выполнены двухслойными, причем пористость элемента со стороны наружного слоя распределительной трубы составляет 25-35 , а со стороны внутреннего слоя - 45-55 при соотношении толщин слоев 12. Предлагаемая полезная модель поясняется фигурами. Фиг. 1 - фрагмент дренажно-распределительного устройства фиг. 2 - пористый элемент из дискретных металлических частиц. Дренажно-распределительное устройство (фиг. 1) содержит выходной патрубок 1 с закрепленными на нем коллекторами 2, присоединенными к ним лучевыми трубами 3 колпачковые фильтрующие элементы 4, патрубки 5, пористые элементы 6 из дискретных металлических частиц, соединенных друг с другом и с материалом стенки распределительных труб металлическими контактами, причем суммарная площадь контакта элемента из пористого материала с материалом стенки трубы составляет 0,5-0,7 площади ее контактной поверхности. Пористые элементы выполнены из дискретных металлических частиц в виде порошка или волокна. Технология получения пористых элементов включает известные в практике порошковой металлургии технологические операции формование заготовки из металлического порошка в пресс-форме после формования заготовки устанавливаются в отверстия, расположенные в промежутках между патрубками, нагрев лучевых труб с пористыми заготовками в печи для спекания. Спекание производится в защитной атмо 2 106312015.04.30 сфере (аргон, диссоциированный аммиак или вакуум) при температуре 0,7-0,8 Т, где Т температура плавления дисперсного материала. Время спекания (1-2 ч) выбирается в зависимости от химсостава и дисперсности дискретных частиц. Процесс спекания дискретных частиц сопровождается образованием и ростом межчастичных металлических контактов. Одновременно со спеканием дисперсных частиц осуществляется припекание пористой заготовки к стенке лучевой трубы. Образующиеся таким образом металлические контакты обеспечивают надежность соединения пористого элемента со стенкой лучевой трубы (фиг. 2), что, в свою очередь, создает необходимый запас прочности изделия, повышая его ресурс работы. Устройство работает следующим образом. При работе фильтра жидкость движется в направлении сверху вниз и, проходя при этом слой засыпки, дренируется через колпачковые фильтрующие элементы 4 и пористые элементы 6, после чего поступает непосредственно в коллектор 2 и в выходной патрубок 1. Основной поток жидкости проходит через колпачковые фильтрующие элементы движение жидкости через пористые вставки из дискретных металлических частиц затруднено ввиду извилистой формы поровых каналов и, соответственно, высоких значений капиллярного давления, удерживающего жидкость в порах. При работе дренажно-распределительного устройства периодически возникают аварийные ситуации, вызванные рядом причин, например гидроударом. Гидроудар обусловлен резким изменением скорости течения жидкости он быстротечен и характеризуется чередованием резкого повышения и понижения давления, что может привести в целом к разрушению гидросистемы. Это связано с тем, что кинетическая энергия движущегося потока при его остановке переходит в работу по растяжению труб и сжатию жидкости. Наиболее часто этот процесс происходит при взрыхлении засыпки, когда жидкость двигается в противоположном направлении (снизу вверх). В данном случае элементы из пористого проницаемого материала, выполняя роль гидрозатвора, оказывают демпфирующее влияние на процесс деформирования трубопровода. За счет увеличения пропускной способности распределительных труб снижается уровень избыточного давления в местах его локализации. В случае снижения уровня критического давления в трубопроводе поровое пространство элементов заполняется жидкостью, удерживаемой там капиллярными силами. Предлагаемое дренажно-распределительное устройство может быть изготовлено на действующем технологическом оборудовании. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3