(13) B1 PL B1. Fig 1 C02F 1/74. (57) 1. Układ zestawu hydroforowego uzdatniającego

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl6: C 0 2 F 1 /6 4 C02F 1/74 (54) Układ zestawu hydroforowego uzdatniającego wodę, zwłaszcza odżelaziającego (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 20/92 (73) Uprawniony z patentu: Szczepański Adam, Warszawa, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: W UP11/95 (72) Twórca wynalazku: Adam Szczepański, Warszawa, PL PL B1 (57) 1. Układ zestawu hydroforowego uzdatniającego wodę, zwłaszcza odżelaziającego zasilany wodą i powietrzem pod ciśnieniem, zaopatrzony w ciśnieniowy aerator, ciśnieniowe filtry pośpieszne i zbiornik hydroforowy, znamienny tym, że zasilanie zestawu połączone jest poprzez aerator (A) z połączonymi równolegle, zaworami trój drogowymi (T), z których każdy posiada drugie połączenie z filtrami pośpiesznymi (F) oraz trzecie połączenie z przewodem odprowadzającym ścieki po płukaniu, natomiast każdy z filtrów połączony jest ze zbiornikiem hydroforowym (H). Fig 1

2 Układ zestawu hydroforowego uzdatniającego wodę, zwłaszcza odżelaziającego Zastrzeżenia patentowe 1. Układ zestawu hydroforowego uzdatniającego wodę, zwłaszcza odżelaziającego zasilany wodą i powietrzem pod ciśnieniem, zaopatrzony w ciśnieniowy aerator, ciśnieniowe filtry pośpieszne i zbiornik hydroforowy, znamienny tym, że zasilanie zestawu połączone jest poprzez aerator (A) z połączonymi równolegle, zaworami trójdrogowymi (T), z których każdy posiada drugie połączenie z filtrami pospiesznymi (F) oraz trzecie połączenie z przewodem odprowadzającym ścieki po płukaniu, natomiast każdy z filtrów połączony jest ze zbiornikiem hydroforowym (H). 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik hydroforowy (H) połączony jest poprzez zawór dwudrogowy (D) z zasilaną instalacją. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że aerator (A) połączony jest poprzez zawór odpowietrzający (O) ze zbiornikiem hydroforowym (H). 4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik hydroforowy (H) zaopatrzony jest w zawór pływakowy (L), z elementem zamykającym, przesuwnym skokowo. 5. Układ według zastrz. 2 albo 4, znamienny tym, że zbiornik hydroforowy (H) połączony jest poprzez zawór pływakowy (Ł) z siłownikiem sterującym zaworu dwudrogowego (D). 6. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że zbiornik hydroforowy (H) połączony jest poprzez zawór pływakowy (Ł) i zawór dławiący (Z) z atmosferą. 7. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że zbiornik hydroforowy (H) połączony jest poprzez zawór pływakowy (Ł) i rozdzielacz (R) z siłownikami sterującymi zaworów trójdrogowych (T). 8. Układ według-zastrz. 7, znamienny tym, że rozdzielacz (R) stanowi zespół zaworów otwieranych kolejno przez zasilany ciśnieniem silnik krokowy. 9. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że zawory trój drogowe (T) połączone są poprzez zawór przeciążeniowy (P) z odbiornikiem popłuczyn. 10. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że z zaworem pływakowym (Ł) współpracuje sterowany ciśnieniem siłownik (S) blokując możliwość otwarcia przelotu zaworu pływakowego przy odpowiednio niskim ciśnieniu w zbiorniku hydroforowym (H). * * * Przedmiotem wynalazku jest układ zestawu hydroforowego uzdatniającego wodę, zwłaszcza odżelaziającego, mający zastosowanie w lokalnych hydroforniach, czerpiących wodę z własnych ujęć i przeznaczony do zasilania /zależnie od wielkości wykonania/ instalacji wodociągowej gospodarstwa jednorodzinnego jak też do zasilania sieci wodociągowej o wydajności powyżej 100m 3/godz. Dotychczas w niewielkich lokalnych hydroforniach wyposażonych w urządzenia do odżelaziania lub odmanganiania wody, najczęściej spotyka się układ, w którym pompa tłoczy wodę poprzez aerator i filtr /filtry/ pośpieszny do posiadającego poduszkę powietrzną zbiornika hydroforowego skąd pobierana jest do instalacji wodociągowej. Stosowane są różne odmiany rozwiązań różniące się schematami połączeń między występującymi elementami zestawów. W większości z nich występuje konieczność obsługi związanej z potrzebą płukania filtrów pospiesznych oraz kontroli i uzupełniania poduszki powietrznej w zbiorniku hydroforowym. Znane są również rozwiązania konstrukcyjne /zwłaszcza importowane/, w których zastosowana automatyka, sterująca cyklami pracy i płukania filtrów oparta jest o działanie układów elektrycznych i elektronicznych oraz mechanizmów krzywkowo-zegarowych. Znane są ponadto rozwiązania

3 konstrukcyjne zbiorników hydroforowych nie wymagających częstego uzupełniania poduszki powietrznej. W zbiornikach tych część wodna od gazowej przedzielone są gumową przeponą. Wiadomości na temat uzdatniania wody, w tym odżelaziania i odmanganiania zawiera podręcznik napisany pod kierunkiem doc. dr inż. Zbigniewa Heidricha - "Urządzenia do uzdatniania wody" - wydanie II - Arkady - Warszawa Celem wynalazku jest eliminacja uciążliwej i na ogół nieprecyzyjnej lub nieumiejętnej obsługi hydroforni z filtrami pośpiesznymi. Rozwiązanie posiada ponadto /w porównaniu z innymi układami/ szereg zalet pozwalających na zmniejszenie kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych oraz wpływających na poprawę parametrów technologicznych pracy i płukania filtrów: Dostraczone sprężone powietrze wykorzystywane jest dwukrotnie - najpierw do utleniania żelaza/manganu/a następnie do płukania filtrów. Każdy z filtrów wyposażony jest tylko w jeden zawór trójdrogowy, zamiast czterech zaworów dwudrogowych występujących w układach klasycznych. Zastosowanie kilku /np. czterech/ równolegle pracujących filtrów pozwala na realizację płukania wodą uzdatnioną z zachowaniem optymalnych parametrów przepływu. Zastosowano okresowo przerywane /pulsacyjne/ płukanie filtrów, co przy określonej ekspansji pozwala zastosować zwiększone chwilowo prędkości przepływu wody przez złoże, zwiększając skuteczność płukania. Automatycznie realizowane, cykliczne /w odstępach czasowych/płukanie kolejnych filtrów sprawia, że ogólny spadek ciśnienia na baterii filtrów jest w czasie pracy zestawu wyrównany. Automatyka sterująca jest typu mechaniczno-pneumatycznego, a do jej funkcjonowania i sterowania zaworami wykorzystana jest energia sprężonego powietrza zawartego w poduszce powietrznej zbiornika hydroforowego. Sterujące zaworami siłowniki pneumatyczne /przeponowe/ cechują się większą niezawodnością i prostotą konstrukcji od np. siłowników elektromagnetycznych. Częstotliwość płukania filtrów wykazuje ścisłą zależność od wymogów technologicznych. Istotą układu zestawu hydroforowego uzdatniającego wodę, zwłaszcza odżelaziającego, według wynalazku jest układ połączeń głównych elementów zestawu, przy którym realizowane jest automatyczne sterowanie cyklami pracy i płukania filtrów. Układ według wynalazku zasilany wodą i powietrzem pod ciśnieniem, zaopatrzony jest w ciśnieniowy aerator, ciśnieniowe filtry pośpieszne i zbiornik hydroforowy, przy czym zasilanie zestawu połączone jest poprzez aerator z połączonymi równolegle zaworami trójdrogowymi, z których każdy posiada drugie połączenie z filtrami pośpiesznymi oraz trzecie połączenie z przewodem odprowadzającym ścieki po płukaniu, natomiast każdy z filtrów połączony jest ze zbiornikiem hydroforowym. Zbiornik hydroforowy połączony jest poprzez zawór dwudrogowy z zasilaną instalacją. Aerator połączony jest poprzez zawór odpowietrzający ze zbiornikiem hydroforowym. Zbiornik hydroforowy zaopatrzony jest w zawór pływakowy z elementem zamykającym przesuwnym skokowo. Ponadto zbiornik hydroforowy połączony jest przez zawór pływakowy z siłownikiem sterującym zaworu dwudrogowego, następnie poprzez zawór pływakowy i zawór dławiący z atmosferą, a także przez zawór pływakowy i rozdzielacz z siłownikami sterującymi zaworów trój drogowych. Rozdzielacz stanowi zespół zaworów otwieranych kolejno przez zasilany ciśnieniem silnik krokowy. Zawory trójdrogowe połączone są przez zawór przeciążeniowy z odbiornikiem popłuczyn. Z zaworem pływakowym współpracuje sterowany ciśnieniem siłownik, blokując możliwość otwarcia przelotu zaworu pływakowego przy odpowiednio niskim ciśnieniu w zbiorniku hydroforowym. Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania, na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat układu zestawu hydroforowego uzdatniającego wodę, zwłaszcza odzelaziającego, fig. 2 - przykład wykonania układu, według wynalazku, w postaci układu zblokowanego o ustawieniu dwuszeregowym, fig. 3 - układ zblokowany o ustawieniu jednoszeregowym, a fig. 4 - układ ze zbiornikami wolnostojącymi. Przykład. Zasada działania układu jest następująca: Dostarczona pod ciśnieniem woda wraz ze sprężonym powietrzem /w odpowiedniej proporcji/ rozdzielają się w aeratorze A po czym woda kierowana jest przez równolegle połączone, sterowane pneumatycznie zawory trójdrogowe T do równolegle pracujących filtrów pospiesznych F a następnie /po przefiltrowaniu/ do zbiornika hydroforowego H. Ze zbiornika

4 hydroforowego woda pobierana jest do instalacji poprzez sterowany pneumatycznie zawór dwudrogowy D. Powietrze kierowane jest z aeratora przez zawór odpowietrzający O do zbiornika hydroforowego H w wyniku czego poziom wody w zbiorniku hydroforowym systematycznie się obniża. Zbiornik hydroforowy H wyposażony jest w zawór pływakowy Ł, w którym element zamykający przesuwa się skokowo, otwierając zawór w pozycji pływaka znajdującego się na poziomie poniżej końcówek łączących zbiornik hydroforowy H z filtrami F oraz zamykając zawór w pozycji pływaka znajdującego się na poziomie powyżej końcówek przewodów łączących zbiornik hydroforowy z filtrami. Po obniżeniu lustra wody do wyznaczonego poziomu następuje otwarcie zaworu pływakowego i sprężone powietrze z poduszki powietrznej zbiornika hydroforowego H poprzez zawór pływakowy Ł kierowane jest do siłownika sterującego zaworem dwudrogowym D /zamykając przepływ wody ze zbiornika hydroforowego do zasilanej instalacji/ i jednocześnie do regulowanego zaworu dławiącego Z odprowadzającego część powietrza do atmosfery oraz poprzez rozdzielacz R do siłownika sterującego zaworem trójdrogowym T. Rozdzielacz R stanowi zespół zaworów otwieranych kolejno przez zasilany pneumatycznie silnik krokowy, dzięki czemu sprężone powietrze kierowane jest za każdym razem do innego, kolejnego siłownika zaworu trójdrogowego. Przesterowanie zaworu trójdrogowego T powoduje zamknięcie przepływu wody z aeratora A do filtra F i otwarcie przepływu z filtra poprzez zawór przeciążeniowy P do odbiornika popłuczyn. Charakter konstrukcji zaworu przeciążeniowego P umożliwia realizację płukania z okresowymi przerwami /pulsacyjnego/. Ubytek wody w filtrze F uzupełniany jest początkowo powietrzem ze zbiornika hydroforowego H /płukanie emulsją wodno powietrzną/ a po podniesieniu się lustra wody powyżej końcówek przewodów w zbiorniku hydroforowym łączących go z filtrami, do płukanego filtra przepływa uzdatniona woda. Jednocześnie pozostałe filtry pracują normalnie uzupełniając ubytek w zbiorniku hydroforowym. Pozostałe w zbiorniku hydroforowym H powietrze wypływa poprzez zawór pływakowy Ł i zawór dławiący Z do atmosfery, w efekcie czego poziom lustra wody w zbiorniku hydroforowym nadal powoli się podnosi powodując w pewnym momencie zamknięcie zaworu pływakowego Ł i w rezultacie-otwarcie zaworu dwudrogowego D oraz przesterowanie zaworu trójdrogowego Ti zakończenie płukania filtra. Dla uniknięcia zakłóceń związanych np. z przerwą w dostawie energii elektrycznej do pompy zasilającej zestaw /na skutek czego spada ciśnienie w zbiorniku hydroforowym i obniża się poziom lustra wody/ oraz w celu zablokowania możliwości uruchomienia płukania podczas pracy zestawu z nominalną wydajnością /w zbiorniku hydroforowym występuje wówczas obniżone ciśnienie/ zastosowano współpracujący z zaworem pływakowym Ł siłownik blokujący S, który blokuje możliwość otwarcia zaworu pływakowego poniżej określonego /nastawionego/ ciśnienia w zbiorniku hydroforowym.

5 F i g, 2

6 Fig.3

7

8 Fig. 1 Departament W ydawnictw UP RP Nakład 90 egz Cena 1,50 zł