Курс 1€=  грн.
Курс 1$=  грн.
пн-пт 9:00-18:00

+38 050 954 76 93
+38 067 107 56 36

 

Сетчатая фильтрация

Очистка воды от механических взвесей в современных фильтрах механической очистки осуществляется, как правило, путем пропускания грязной воды через сетку. Реализовать такой метод в реальной конструкции не сложно. Но не так просто осуществить очистку сетки от накопившихся загрязнений. В начале двадцатого века была разработана и длительное время применялась технология очистки сетки противотоком. Суть метода - реверсирование потока воды через сетку на время очистки. Очистка противотоком имеет множество недостатков и ограничений, которые делают ее применение в условиях современного промышленного производства нецелесообразным. Во второй половине двадцатого века была разработана технология фокусированной очистки сетки, которая в настоящее время практически вытеснела все остальные технологии. Этому способствовали как очевидные преимущества метода, обеспечивающие отличное качество очистки при высокой надежности, так и истечение сроков действия патентных ограничений. В настоящее время технология фокусированной очистки фильтрующих сеток является стандартом "де-факто" в промышленности, сельском хозяйстве, ирригации и коммунальном водоснабжении. Существует две модификации технологии фокусированной очистки фильтрующих сеток от накопившихся загрязнений:

  • очистка с помощью сканера;
  • щеточная очистка.

В фильтрах YAMIT используются обе модификации метода - в фильтрах тонкой очистки используется очистка с помощью сканера; а в фильтрах относительно грубых рейтингов фильтрации применяется щеточная очистка.

ОЧИСТКА С ПОМОЩЬЮ СКАНЕРА

Фильтры Yamit (Ямит) Технология сканерной очистки сеточных фильтров
Фильтрующая сетка (4) представляет собой цилиндр. Грязная вода поступает внутрь цилиндра через водозаборник (1) фильтра. Очищенная вода отводится через слив (2). Загрязнения накапливаются на внутренних стенках цилиндра. Когда наступает необходимость очистки сетки (перепад давления на сетке достигает определенного значения или срабатывает таймер), то контроллер открывает сбросной клапан (3) и приводит в действие очищающий сканер (5). Сканер представляет собой полую трубу с несколькими форсунками (6). Внутренняя полость трубы сообщается в шламопроводе с атмосферой через сбросной клапан. Сканер осуществляет вращательно-поступательное движение относительно своей оси. Таким образом всасывающие сопла (10) форсунок движутся над поверхностью сетки по спирали, последовательно очищая всю площадь сетки от загрязнений (9). Вода устремляется в сканер и увлекает за собой накопившиеся загрязнения из-за наличия перепада давления между входом фильтра (Р - рабочее давление в трубопроводе) и атмосферным давлением в шламопроводе за сбросным клапаном (Атм). Другими словами, сканерный фильтр при работе находится в одном из двух режимов:
  • Фильтрация (см. первая схема слева). Фильтр имеет три порта для подключения к трубопроводам:
    • Порт подачи исходной жидкости (1)
    • Порт отбора очищенной жидкости (2)
    • Порт отбора шлама - жидкости с высоким содержанием загрязнений (11).
    Порт отбора шлама имеет значительно меньший диаметр, чем порты подачи и отбора жидкости. Движение очищаемой жидкости показаны красными стрелками. Фильтрация осуществляется на цилиндрической сетке изнутри-наружу. Таким образом загрязнения накапливаются на внутренней стенке цилиндра фильтрующей сетки. Движение жидкости через порт отбора шлама отсутствует. Сканер (5) не движется. При достижении определенного уровня накопившихся на сетке загрязнений (определяется перепадом давления внутри и снаружи сетки с помощью дифференциального манометра, подающего сигнал на управляющий блок, либо сигналом таймера) включается режим "Фильтрация и промывка".
  • Фильтрация и промывка (см. вторая схема слева). По оси цилиндра сетки находится полый цилиндр сканера (5). Перпендикулярно цилиндру сканера расположены полые форсунки (6). Сопла (10) этих форсунок находятся в непосредственной близости к поверхности сетки (4), но не касаются ее. Полость форсунки через корпус сканера сообщается с портом отбора шлама. Сканер вращается вокруг своей оси и перемещается вдоль ее (показано зелеными стрелками). При таком движении сопла форсунок двигаются по спирали в непосредственной близости от сетки последовательно над всей ее поверхностью. Проекция площади форсунки на сетку образует фокусированную зону очистки. Одновременно с началом вращательно-поступательного движения сканера открывается клапан (3), что приводит к началу движения жидкости от сопла сканера (10), через форсунку (6), через корпус сканера (5) в порт отбора шлама (11). Жидкость движется через систему очистки в силу того, что в фильтре существует давление исходной жидкости (P), т.е. давление в рабочем трубопроводе, а порт сброса шлама открыт в атмосферу (Атм) - в канализацию, коллектор и т.п. Движение шлама показано голубыми стрелками Сопла форсунок сканера фактически находятся в слое накопившихся загрязнений (см. врезку "A"). Жидкость, которая устремляется в сопло форсунки сканера, подхватывает и выносит в шламопровод загрязнения (9), последовательно очищая при этом сетку. Т.к. диаметр порта отбора шлама существенно меньше диаметра рабочего трубопровода, то расход жидкости через систему очистки не препятствует процессу фильтрации. Т.е. фильтр в процессе автоматической очистки продолжает фильтровать жидкость и поставлять ее потребителю. При этом незначительно увеличивается подача жидкости на вход фильтра, но не уменьшается ее отбор из порта (2).
Важная особенность технологии - отсутствие механического контакта сопла очищающей форсунки с поверхностью сетки, т.е. отсутствие износа как сетки, так и сканера. Длительность фазы фильтрации 1-12 часов (в зависимости от загрязнения исходной жидкости). Длительность фазы промывки 10-60 секунд. Сканер приводится в движение с помощью гидротурбины (7) (вращение вокруг оси) и гидроцилиндра (8) (поступательное перемещение вдоль оси) или с помощью электрического привода (11) с червячным валом или гидроцилиндром для продольной подачи сканера. В номенклатуре фильтров YAMIT есть фильтры и с гидроприводом, и с электроприводом сканера. Технология очистки фильтрующей сетки с помощью сканера обеспечивает важнейшие преимущества фильтров YAMIT:
  • фильтр продолжает подавать очищенную воду потребителю во время промывки сетки;
  • обеспечивается очень качественная очистка сетки от загрязнений и устраняются всевозможные обрастания сетки;
  • возможна непрерывная очистка сетки при непрерывной фильтрации воды в случае очень высоких уровней загрязнений.
Другие названия технологии: "self cleaning scanner filter", "scanner filter", "scanawey", "вихревой вакуумный сканер", "вакуумное всасывание", "вакуумная очистка"...

ОЧИСТКА С ПОМОЩЬЮ ЩЕТОК

Фильтры Yamit (Ямит) Технология щеточной очистки сеточных фильтров
Фильтры со щеточным механизмом очистки сетки отличаются от сканерных тем, что вместо трубы сканера по центральной оси фильтра помещен вал с прикрепленными к нему плоскими щетками (2). Фильтрующая сетка (4) представляет собой цилиндр. Грязная вода поступает внутрь цилиндра через водозаборник (1) фильтра. Очищенная вода отводится через слив (2). Загрязнения накапливаются на внутренних стенках цилиндра. Когда наступает необходимость очистки сетки (перепад давления на сетке достигает определенного значения или срабатывает таймер), то контроллер открывает сбросной клапан (3) и начинает вращать вал со щетками. Щетки отделяют загрязнения (8) от сетки. Вода устремляется в шламопровод и уносит загрязнения из-за наличия перепада давления между входом фильтра (P - рабочее давление в трубопроводе) и атмосферным давлением (Атм) в шламопроводе за сбросным клапаном. Другими словами, щеточный фильтр при работе находится в одном из двух режимов:
  • Фильтрация (см. первая схема слева). Фильтр имеет три порта для подключения к трубопроводам:
    • Порт подачи исходной жидкости (1)
    • Порт отбора очищенной жидкости (2)
    • Порт отбора шлама - жидкости с высоким содержанием загрязнений (7).
    Порт отбора шлама имеет значительно меньший диаметр, чем порты подачи и отбора жидкости. Движение очищаемой жидкости показаны красными стрелками. Фильтрация осуществляется на цилиндрической сетке изнутри-наружу. Таким образом загрязнения накапливаются на внутренней стенке цилиндра фильтрующей сетки. Движение жидкости через порт отбора шлама отсутствует. Вал со щетками (5) не движется. При достижении определенного уровня накопившихся на сетке загрязнений (определяется перепадом давления внутри и снаружи сетки с помощью дифференциального манометра, подающего сигнал на управляющий блок, либо сигналом от таймера) включается режим "Фильтрация и промывка".
  • Фильтрация и промывка (см. вторая схема слева). По оси цилиндра сетки находится вал (5) с прикрепленными к нему щетками (6). Вал со щетками вращается вокруг своей оси (показано зелеными стрелками). При таком движении щетки очищают сетку от загрязнений. Одновременно с началом вращения вала со щетками открывается клапан (3), что приводит к началу движения жидкости в порт отбора шлама (7). Жидкость движется в силу того, что в фильтре существует давление исходной жидкости (P), т.е. давление в рабочем трубопроводе, а порт сброса шлама открыт в атмосферу (Атм) - в канализацию, коллектор и т.п. Движение шлама показано голубыми стрелками. Фактически щетки "взбалтывают" загрязнения во внутреннем объеме цилиндра сетки, превращая их в некое подобие "супа из загрязнений". Жидкость, которая устремляется в порт отбора шлама подхватывает и выносит в шламопровод загрязнения (8). Т.к. диаметр порта отбора шлама существенно меньше диаметра рабочего трубопровода, то расход жидкости через систему очистки не препятствует процессу фильтрации. Т.е. фильтр в процессе автоматической очистки продолжает фильтровать жидкость и поставлять ее потребителю. При этом незначительно увеличивается подача жидкости на вход фильтра, но не уменьшается ее отбор из порта (2).
Длительность фазы фильтрации 1-12 часов (в зависимости от загрязнения исходной жидкости). Длительность фазы промывки 10-60 секунд. Вал приводится в движение с помощью электрического привода. Технология очистки фильтрующей сетки с помощью щеток обеспечивает важнейшие преимущества фильтров YAMIT:
  • фильтр продолжает подавать очищенную воду потребителю во время промывки сетки;
  • обеспечивается очень качественная очистка всей площади сетки от загрязнений и устраняются всевозможное обрастания сетки;
  • возможна непрерывная очистка сетки при непрерывной фильтрации воды в случае очень высоких уровней загрязнений;
  • фильтр спотобен очищать воду от загрязнений значительного размера (ракушки, рыба и т.п.) даже при их высокой концентрации в воде.
Другие названия технологии: "self cleaning brush filter", "brush filter", "brushaway"...  

СЕТОЧНЫЕ ФИЛЬТРЫ

КОНСТРУКЦИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА

  Качество работы, цена и эксплуатационные затраты сканерных и щеточных фильтров в существенной степени зависят от конструкции и качества изготовления фильтрующих сеток. Принципиальные требования к конструкции сетки ставят перед разработчиком и производителем фильтров ряд задач, способ решения которых и обуславливают отличия фильтров различных производителей.

Фильтры Yamit (Ямит). Фильтрующие элементы YAMIT. Конструкция сетки.
Сканерная и щеточная технологии очистки сеток требуют:
  • Фильтрующий элемент (сетка) должен быть цилиндрической формы.
  • Фильтрация жидкости происходит изнутри цилиндра сетки - наружу. Грязная жидкость поступает внутрь цилиндра сетки. Очищенная жидкость отбирается с наружных стенок цилиндра.
  • Все внутреннее пространство цилиндрической сетки использует механизм очистки (1). Никаких внутренних каркасов или других укрепляющих конструкций внутри сетки не допускается. Сканер двигается по возвратно-поступательной траектории, щетки вращаются вокруг оси блока.
  • Размер цилиндрической сетки может быть очень значительным (2). Обычными значениями для мощных фильтров являются: длина - более метра, диаметр - более 0.5 метра.
Фильтры Yamit (Ямит). Фильтрующие элементы YAMIT. Конструкция сетки.
Цилиндрическая сетка должна иметь очень точную геометрию (3). Конусность не допускается. Поперечное сечение сетки должно быть строгой окружностью без следов эллипса или других искажений. Перед конструкторами фильтра стоит задача сделать из принципиально эластичного полотна металлической сетки точный и прочный цилиндр большого размера без использования внутри цилиндра каких-либо каркасообразующих конструкций. Типичные нарушения геометрии сетки:
  • Раздувание сетки в "бочкообразную геометрию" (4).
  • Сминание средней части цилиндра (5).
  • Расплющиевание средней части цилиндра (6) (в поперечном сечении - эллипс). При этом по одной оси происходит увеличение диаметра цилинда (7), по другой оси - его уменьшение.
Эти нарушения в геометрии сетки приводят к полной остановке работы фильтра.

ПРОСТЕЙШИЕ КОНСТРУКЦИИ СЕТОК

Для сохранения геометрии сеток часто применяется многослойная сетка. Эта конструкция имеет очень много недостатков и поэтому YAMIT применяет такие сетки крайне редко - только тогда, когда это действительно необходимо и возможно. Тем не менее это распространенное решение:

Фильтры Yamit (Ямит). Фильтрующие элементы YAMIT. Конструкция сетки.
Многослойная сетка - это "сендвич" из нескольких сложенных вместе сеток (обычно четырех, но бывает и трех). При этом рабочая сетка (10) размещается между двумя более крупными сетками (9, 11). Для увеличения жесткости применяется еще одна "каркасообразующая" очень грубая сетка. Эта сетка может быть сварена из клиновидной проволоки (8) или выполнена из перфорированного листа (12). Из многослойной сетки сворачивается цилиндрический фильтрующий элемент (13) каркасообразующей сеткой наружу. Нередко применяются внешние бандажи (14) для укрепления сетки. Такая конструкция имеет множество недостатков:
  • Многослойное полотно сетки все равно остается достаточно эластичным. Ничто не мешает деформации цилиндра в средней его части (5, 7).
  • Многослойная сетка достаточно устойчива к "бочкообразным" деформациям (внешние слои работают на растяжение), но чрезмерно склонна к сплющиванию.
  • Многослойная сетка имеет повышенное гидравлическое сопротивление, что увеличивает перепад давления на чистой сетке.
Фильтры Yamit (Ямит). Фильтрующие элементы YAMIT. Конструкция сетки.
  • Многослойные сетки склонны с забиванию загрязнениями. Достаточно взглянуть на увеличенные фрагменты таких сеток (15), чтобы понять, что крупные механические частицы (песок, частицы окалины...) могут быть легко "заклинены" между переплетениями проволок сеток. Это явление особенно часто наблюдается при наличии в фильтруемой воде даже небольшого количества масел. При этом заклиненные частицы еще и прилипают с сеткам. Поэтому многослойные сетки очень плохо работают в оборотных циклах металлургических и химических предприятий.
  • Сканерная технология очистки требует близкого расположения всасывающей загрязнения форсунки (20) от очищаемой сетки (16). В случае многослойных сеток между всасывающей форсункой и сеткой расположена еще и укрепляющая грубая сетка (17). При этом расстояние (L) между очищаемой сеткой и форсункой оказывается недопустимо большим. Это сильно снижает эффективность работы сканерной очистки (особенно на мелких сетках). Для устранения этой проблемы применяют "подпружиненные форсунки" (18). Сопло такой форсунки может перемещаться вдоль оси и придавлено пружиной к очищаемой сетке (19). Такое решение лишает фильтр одного из главных достоинств сканерной технологии очистки - отсутствия механического контакта между очищающим механизмом и сеткой. Подпружиненная форcунка склонна к поломкам, сетка от трения тоже изнашивается... При этом подпружиненная форсунка еще и "утрамбовывает" загрязнения между слоями сетки. Т.е. попытка замаскировать один недостаток порождает еще несколько других.
Фильтры Yamit (Ямит). Фильтрующие элементы YAMIT. Конструкция сетки.
  • Очень серъезный недостаток многослойных сеток - склонность к отслаиванию и сминанию внутренних слоев сетки при противотоках. Как уже говорилось выше, многослойный цилиндр (22) хорошо работает "на раздувание". Это характерно для штатной (нормальной) работы фильтра (21). Однако, если в контуре возникнет противоток (23), то вследствии большой площади сетки ипринципиальному отсутствию креплений слоев многослойной сетки друг к другу по всей площади (сетки сварены вместе только на торцах цилиндра) внутренние слои отслаиваются (24). Что приводит к поломке фильтра и влечет замену всей дорогостоящего фильтрующего элемента. Поэтому при использовании многослойных сеток обязательно применение за фильтром обратного клапана. Это снижает риск расслаивания сетки, но не устраняет его полностью - обратный клапан может "залипнуть" или попросту не успеть закрыться до наступления отслаивания. Склонность к расслаиванию многослойных сеток проявляется также при очистке сетки сжатым воздухом, что категорически запрещено делать снаружи цилиндра продувая его "противотоком".
Пожалуй единственным достоинством многослойных сеток является то, что их просто делать. Не требуется никакой сложной технологии - достаточно обернуть сетку на технологической оправке и проварить швы...

КОНСТРУКЦИЯ СЕТОК ФИЛЬТРОВ YAMIT

Фильтры Yamit (Ямит). Фильтрующие элементы YAMIT. Конструкция сетки.

Для исключения недостатков многослойных сеток YAMIT применяет однослойные сетки, размещенные внутри прочного каркаса. Такая сетка (25) состоит из отдельных секций (26), которые могут свинчиваться друг с другом. Секция (26) представляет собой очень прочный монолитный цилиндр с многочисленными крупными отверстиями для отбора очищенной воды. Внутри прочного каркасообразующего цилиндра "провешена" однослойная рабочая сетка (30). При этом рабочая сетка имеет многочисленные точки крепления (29) к каркасу (28). В местах свинчивания секций возникают дополнительные ребра жесткости (27). Недостатки решения:

  • Общая площадь сетки используется для фильтрации не на 100%. Области сочленения и крепления сетки к каркасу не могут фильтровать воду. Этот недостаток легко компенсируется простым увеличением площади сетки.
  • Изготовление такой сетки требует сложной технологии. Но это проблема производителя, а не потребителя.

Достоинства сеток YAMIT:

  • Сетки YAMIT не боятся противотока. Сминание сетки и ее "расслаивание" принципиально невозможны. Обратный клапан не требуется.
  • Сетка легко очищается сканерной и щеточной технологиями. Сетка существенно менее склонна к забиванию загрязнениями.
  • Возможно применение сеток очень большой площади. Достаточно свинтить вместе нужное количество секций. Каждая секция имеет свою жесткость, которой достаточно для сохранения геометрии самой секции. Сетки YAMIT принципиально масштабируемы.
  • При выходе из строя сетки достаточно заменить только поврежденную секцию. Возможен быстрый временный ремонт секции путем наложение внешнего бандажа.
  • Сетки YAMIT имеют высокую степень унификации, что существенно сокращает время изготовления фильтра.

 

ИСПОЛНЕНИЕ КОРПУСА И СПОСОБ ПОДКЛЮЧЕНИЯ К ТРУБОПРОВОДАМ

Фильтры Yamit (Ямит). Выбор мощности, рейтинга фильтрации. Выбор технологии и варианта установки.
Самый дешевый вариант конструкции фильтра. Фильтруемая жидкость подается непосредственно в цилиндр фильтрующей сетки. Возможно два варианта подключения к трубопроводам.
  • Вертикальная установка достоинства:
    • Минимальная требуемая производственная площадь.
    • Простота организации байпасса.
    недостатки:
    • Сложность профилактической разборки, т.к. технологическая зона разборки располагается сверху.
    • Не самые комфортные условия для работы щеточного механизма очистки сетки.
  • Горизонтальная установка достоинства:
    • Простота профилактической разборки, направление технологической зоны разборки позволяет разобрать и собрать фильтр без применения подьемных механизмов, лестниц и т.п.
    • Комфортные условия для работы щеточного механизма очистки сетки.
    • Простота организации байпасса.
    недостатки:
    • Большая занимаемая производственная площадь.
Фильтры Yamit (Ямит). Выбор мощности, рейтинга фильтрации. Выбор технологии и варианта установки.
Чуть более дорогой вариант конструкции фильтра. Фильтруемая жидкость подается непосредственно в цилиндр фильтрующей сетки. достоинства
    • :
      • Минимальная требуемая производственная площадь.
      • Простота разборки-сборки при проведении профилактических работ.
недостатки
  • :
    • Сложность организации байпасса.
Фильтры Yamit (Ямит). Выбор мощности, рейтинга фильтрации. Выбор технологии и варианта установки.
Более дорогой вариант конструкции фильтра. Фильтруемая жидкость подается сначала на сетку грубой очистки, а уже затем в цилиндр основной фильтрующей сетки. достоинства
    • :
      • Существенно более высокая надежность работы при применении двух фильтрующих сеток (см. ниже).
      • Простота организации байпасса.
      • Простота разборки-сборки при проведении профилактических работ.
недостатки
  • :
    • Увеличение площади, занимаемой фильтром.