Автоматическая сифонная безарматурная фильтрующая установка для обезжелезивания подземных вод

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ АВТОМАТИЧЕСКАЯ СИФОННАЯ БЕЗАРМАТУРНАЯ ФИЛЬТРУЮЩАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД(71) Заявители Сытин Олег Антонович Сытин Антон Петрович(72) Авторы Сытин Олег Антонович Сытин Антон Петрович(73) Патентообладатели Сытин Олег Антонович Сытин Антон Петрович(57) Автоматическая сифонная безарматурная фильтрующая установка, содержащая напорный фильтр с тяжелой фильтрующей загрузкой, приемный бак-аэратор с переливной трубой и поплавковым запорным клапаном, отличающаяся тем, что содержит сборный коллектор чистой воды с водосливом и воздушным фильтром, соединенный вертикальной трубой с напорным фильтром промывной сифон, включающий нисходящую и восходящую ветви, причем восходящая ветвь является трубопроводом, подающим исходную воду в напорный фильтр, и сообщена с баком-аэратором трубопроводом, на входе которого 18324 1 2014.06.30 установлен поплавковый запорный клапан приемный бак промывной воды с сифоном для создания воздушного разрыва между торцом нисходящей ветви промывного сифона и минимальным уровнем воды в приемном баке промывной воды пусковой сифон с емкостью для его запуска, соединенной с восходящей ветвью промывного сифона и атмосферой эжектор, установленный в нисходящей ветви пускового сифона, связанной с приемным баком промывной воды, и трубопровод, соединяющий эжектор и промывной сифон. Изобретение относится к фильтрам с тяжелой фильтрующей загрузкой для обезжелезивания подземных вод и может быть использовано в системах водоснабжения в коммунальном хозяйстве, на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях. Автоматическая сифонная безарматурная фильтрующая установка содержит закрытый фильтр (давлением не более 0,07 МПа) с тяжелой фильтрующей загрузкой (удельный вес более 1000 кг/м 3),бак-аэратор, сборный коллектор чистой воды, промывной сифон, восходящая ветвь которого является трубопроводом, подающим исходную воду в фильтр, и сообщается с баком-аэратором трубопроводом, на входе которого имеется поплавковый запорный клапан, и емкость с пусковым сифоном и эжектором для запуска и прерывания работы промывного сифона. Использование изобретения упрощает конструкцию, обеспечивает энерго- и ресурсосбережение при обезжелезивании и осветлении воды и повышает эффективность работы установки. Изобретение относится к области очистки подземной воды от железа при помощи фильтрующих установок с автоматической промывкой фильтрующей тяжелой загрузки без использования промывных насосов, запорной и регулирующей арматуры в технологическом процессе, необходимости хранения промывной воды в резервуарах чистой воды и может быть использовано на станциях обезжелезивания подземных вод и осветления промывных вод в системах водоснабжения без постоянного присутствия эксплуатационного персонала. Известны сифонные безарматурные автоматические фильтровальные установки, применяемые в качестве предварительных фильтров при безреагентной схеме очистки воды перед медленными фильтрами на малых водопроводах, в оборотных системах, содержащие напорный фильтр с тяжелой фильтрующей загрузкой, бак промывной воды, приемный бачок, сифон, трубку-прерыватель, переливную трубу, запорный клапан, поплавковую камеру, гибкий тросик и трубопровод исходной воды 1. Наиболее близким известным устройством к заявленному является автоматическое сифонное фильтрующее устройство для обезжелезивания и осветления природных и сточных вод, содержащее напорный фильтр с тяжелой фильтрующей загрузкой, бак промывной воды, сифон, восходящая ветвь которого является трубопроводом, подающим исходную воду в фильтр, и имеет разрыв, заключенный в герметичную камеру, причем эта камера соединена с регулирующим приемным баком через гидравлический затвор с поплавковым запорным клапаном, бак сброса промывной воды, эжектор для принудительного запуска сифона в работу 2. Недостатками этого изобретения являются непроизводительные потери воды при запуске сифона в работу необходимость наличия бака промывной воды наличие герметичной камеры с гидрозатвором между приемным баком исходной воды и восходящей ветвью сифона наличие эжектора и трубопровода высокого давления с запорно-регулирующей арматурой. Задачей изобретения является устранение перечисленных недостатков, а именно упрощение конструкции и сокращение габаритов установки, сокращение непроизводительных потерь воды при запуске сифона в работу, использование при промывке фильтра как воды,2 18324 1 2014.06.30 поступающей на установку (при двухсекционных фильтрах), так и недостающей воды для промывки из сборного коллектора, в который поступает вода из других установок. Поставленная задача решается тем, что автоматическая сифонная безарматурная фильтрующая установка содержит напорный фильтр с тяжелой фильтрующей загрузкой,приемный бак-аэратор с переливной трубой и поплавковым запорным клапаном, сборный коллектор чистой воды с водосливом и воздушным фильтром, соединенный вертикальной трубой с напорным фильтром промывной сифон, включающий нисходящую и восходящую ветви, причем восходящая ветвь является трубопроводом, подающим исходную воду в напорный фильтр, и сообщена с баком-аэратором трубопроводом, на входе которого установлен поплавковый запорный клапан приемный бак промывной воды с сифоном для создания воздушного разрыва между торцом нисходящей ветви промывного сифона и минимальным уровнем воды в приемном баке промывной воды пусковой сифон с емкостью для его запуска, соединенной с восходящей ветвью промывного сифона и атмосферой эжектор, установленный в нисходящей ветви промывного сифона, связанной с приемным баком промывной воды, и трубопровод, соединяющий эжектор и промывной сифон. На фиг. 1 и 2 представлено схематическое изображение предложенной установки. Установка состоит из корпуса фильтра 1, в нижней части которого имеется фальшдно 2, на котором расположены поддерживающие слои и фильтрующая загрузка 3. Нижняя полость фильтра под фальш-дном (является общей для двухсекционных фильтров) соединена вертикальной трубой 4 и трубой 11 со сборным коллектором 5, в котором имеются водослив с тонкой стенкой 17 и воздушный фильтр 31. На трубопроводе 11 установлен затвор (задвижка) 32 для отключения установки от сборного коллектора на профилактику или ремонт и для принудительной промывки фильтра в случае необходимости. Подающий трубопровод 6 вместе с восходящей ветвью 8 промывного сифона соединяет верхнюю полость фильтра 1 с баком-аэратором 10. Нисходящая ветвь 7 промывного сифона опущена в бак сброса промывной воды 16. Емкость 22 соединена трубкой 14 с восходящей ветвью 8 промывного сифона и трубкой 26 с атмосферным давлением. К емкости 22 подключен пусковой сифон 24, на нисходящей ветви которого установлен эжектор 13, к которому подводится трубка 25 от верха промывного сифона и к минимальному уровню воды в емкости 22. Работа установки осуществляется следующим образом. Исходная вода по трубопроводу 27 поступает в бак-аэратор 10, где происходит упрощенная аэрация воды (насыщение воды кислородом воздуха), далее вода поступает по трубопроводу 6 в восходящую ветвь 8 промывного сифона, которая является одновременно и трубопроводом, подающим воду в верхнюю часть фильтра 1. Проходя через загрузку 3, поддерживающие слои и фальш-дно 2, очищенная вода по трубам 4 и 11 поступает в сборный коллектор чистой воды 5, а затем через водослив 17 по трубопроводу 18 и трубопроводам 19 и 28 в резервуар чистой воды. По мере накопления гидроокиси железа сопротивление фильтрующей загрузки 3 увеличивается и уровень воды в восходящей ветви 8 промывного сифона повышается, изменение которого наблюдается по пьезометрической трубке 20. При достижении предельного уровня воды в восходящей ветви 8 промывного сифона происходит наполнение емкости 22 через трубку 14, на которой установлен обратный клапан 30, перекрывающий движение воды в обратном направлении при работе промывного сифона. По завершении наполнения емкости 22 вода по сифону 24 через эжектор 13 поступает в приемный бак 16. После перекрытия водой нисходящей ветви 7 промывного сифона эжектор 13 начинает отсасывать воздух по трубкам 25 из полости промывного сифона. При создании разрежения поплавковый запорный клапан 33 перекрывает поступление исходной воды в трубопровод 6, уровень воды в восходящей ветви сифона повышается и поток воды начинает поступать в бак приема промывной воды 16, при этом вода в трубопроводе 11 меняет направление движения - происходит запуск промывного сифона в работу. В процессе промывки по трубке 25 3 18324 1 2014.06.30 и пусковому сифону 24 происходит опорожнение емкости 22, и при достижении уровня воды, соответствующего погружению в нее трубки 25, происходит сообщение промывного сифона с атмосферным давлением через трубку 26, что обеспечивает прерывание процесса промывки. Промывная вода из приемного бака 16 поступает в трубопровод 29,который отводит ее на сооружения по повторному использованию промывных вод. По завершении процесса промывки приемный бак промывной воды 16 опорожняется сифоном 23, и тем самым обеспечивается воздушный разрыв между торцом нисходящей ветви 7 промывного сифона и уровнем воды в приемном баке промывной воды 16. Поплавковый запорный клапан всплывает, и фильтр или секция фильтра (при делении фильтра) включаются в работу. При делении фильтра с помощью перегородки 9 на две секции для каждой из них предусматриваются промывной сифон емкость 22 с пусковым сифоном и эжектором 13 и трубками 25 трубка 14 с обратным клапаном 30 для заполнения емкости 22 пьезометрическая трубка 20 на восходящей ветви 8 промывного сифона трубка 26 для сообщения емкости 22 с атмосферой сифон 23 для опорожнения секции приемного бака 16. Бак-аэратор 10, поплавковый клапан 33, бак приема промывной воды (двухсекционный) 16, трубопровод подачи исходной воды 27, трубопроводы 4 и 11 с затвором 32 являются общими для двух секций фильтра установки. Сборный коллектор 5 с водосливом с тонкой стенкой 17, воздушным фильтром 31,пьезометрической трубкой 21 и трубопроводами 18 и 19, трубопроводы 28 и 29 являются общими для всех автоматических сифонных безарматурных фильтрующих установок,подключенных к сборному коллектору 5. Затвор (задвижка) 15 на трубопроводе 19 предназначен для регулирования интенсивности промывки фильтров. Установки после их наладки работают в автоматическом режиме без постоянного присутствия эксплуатационного персонала. Источники информации 1. Справочник проектировщика. Водоснабжение населенных мест и промышленных предприятий. - М. Стройиздат, 1977. - С. 178-179. 2. Патент 2192913. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4