Система солевого хозяйства для фильтров умягчения воды
Полезная модель относится к системам растворения твердых веществ и предназначена для приготовления раствора соли, используемого в дальнейшем при регенерации ионообменных фильтров, а также электролитического получения активного хлора или солевых растворов для обработки скважин. Система солевого хозяйства для фильтров умягчения воды, включающая емкость гидродинамического перемешивания солевого раствора и линию циркуляции приготавливаемого солевого раствора, включающую перекачивающий насос, трубопроводы и, по крайней мере, одну струйную насадку. При этом система снабжена дополнительной емкостью, соединенной с емкостью гидродинамического перемешивания переливной трубой с возможностью осуществления круговой циркуляции приготавливаемого раствора, и снабженной фильтром механических примесей, а, по крайней мере, одна струйная насадка расположена тангенциально внутренней поверхности емкости гидродинамического перемешивания. Предпочтительно, чтобы, по крайней мере, одна струйная насадка была расположена на расстоянии от дна емкости гидродинамического перемешивания солевого раствора, составляющем от 1/10 до 1/3 высоты емкости, а также под углом от 0° до 80° по отношению к стенке емкости и под углом от 10° до 85° по отношению ко дну емкости. Емкость гидродинамического перемешивания солевого раствора и дополнительная емкость могут быть выполнены из полимерного материала, а также различной высоты, при этом переливная труба располагается на расстоянии от дна емкости с меньшей высотой, составляющем от 1/2 до 3/4 ее высоты. Кроме того, система может содержать дополнительный резервный насос, а струйная насадка может быть снабжена соплом для разгона потока жидкости. Технический результат, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, заключается в создании системы солевого хозяйства для фильтров умягчения воды, позволяющей растворять соль любого качества с высокой скоростью и получать солевой раствор требуемой концентрации, без воздействия твердых частиц на рабочие поверхности перекачивающего насоса.
Область техники
Полезная модель относится к системам растворения твердых веществ и предназначена для приготовления раствора соли, используемого в дальнейшем при регенерации ионообменных фильтров, а также электролитического получения активного хлора или солевых растворов для обработки скважин.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известен растворитель для растворения твердых частиц в жидкой фазе, раскрытый в патенте RU 
2035982, опубликованном 27.05.1995. Растворитель содержит цилиндроконический корпус, циркуляционный контур, насос перекачивания, расположенный по оси корпуса струйный аппарат с диффузором, камерой смешения, приемной камерой и соплом. На нижнем конце всасывающего патрубка растворителя расположен рассекатель, прикрепленный к входу в приемную камеру струйного аппарата.
Недостатком данного растворителя является то, что его нельзя использовать для интенсивного растворения твердой фазы, содержащей крупные частицы, такой как слежавшаяся соль или таблетированная соль, поскольку она не может быть захвачена потоком в камеру смешения. Отсутствие фильтра механических примесей на выходе способствует попаданию частиц в аппараты (фильтры) при дальнейшей обработке.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленной полезной модели является узел приготовления солевого раствора, охраняемый патентом RU 2264249, опубликованным 20.11.2005. Узел содержит емкость гидродинамического перемешивания солевого раствора и линию циркуляции приготавливаемого солевого раствора, включающую перекачивающий насос, трубопроводы и струйные насадки. При этом емкость гидродинамического перемешивания солевого раствора содержит два отсека - приема (в который поступает дробленая соль) и перемешивания, связанного с первым отсеком уравнительным клапаном. Вода, а в дальнейшем приготавливаемый солевой раствор, подается в отсек приема через струйные насадки.
Недостатком данного узла приготовления раствора является низкая скорость циркуляции приготавливаемого раствора и, соответственно, невысокая эффективность процесса гидродинамического перемешивания солевого раствора, обусловленная наличием уравнительного клапана между отсеками, ограничивающего объем и скорость перетекания раствора из отсека приема в отсек перемешивания. Кроме того, в данном узле высокая вероятность забивания перекачивающего насоса твердыми частицами соли и его остановки по сухому ходу или выхода из строя.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, заключается в создании системы солевого хозяйства для фильтров умягчения воды, позволяющей растворять соль любого качества с высокой скоростью и получать солевой раствор требуемой концентрации, без воздействия твердых частиц на рабочие поверхности перекачивающего насоса.
Требуемый технический результат достигается тем, что система солевого хозяйства для фильтров умягчения воды, включающая емкость гидродинамического перемешивания солевого раствора и линию циркуляции приготавливаемого солевого раствора, включающую перекачивающий насос, трубопроводы и, по крайней мере, одну струйную насадку, снабжена дополнительной емкостью, соединенной с емкостью гидродинамического перемешивания переливной трубой с возможностью осуществления круговой циркуляции приготавливаемого раствора, и снабженной фильтром механических примесей, а, по крайней мере, одна струйная насадка расположена тангенциально внутренней поверхности емкости гидродинамического перемешивания. При этом, по крайней мере, одна струйная насадка может быть расположена на расстоянии от дна емкости гидродинамического перемешивания солевого раствора, составляющем от 1/10 до 1/3 высоты емкости, и может быть расположена под углом от 0° до 80° по отношению к стенке емкости и под углом от 10° до 85° по отношению ко дну емкости.
Указанный технический результат достигается также за счет того, что емкость гидродинамического перемешивания солевого раствора и дополнительная емкость могут быть выполнены из полимерного материала и различной высоты, при этом переливная труба может быть расположена на расстоянии от дна емкости с меньшей высотой, составляющем от 1/2 до 3/ 4 ее высоты.
Кроме того, система солевого хозяйства может содержать дополнительный резервный насос, а струйные насадки могут быть снабжены соплом для разгона потока жидкости.
Наличие двух различных емкостей, соединенных переливной трубой, позволяет осуществлять круговую циркуляцию приготавливаемого раствора с заданной скоростью циркуляции, регулируемой мощностью насоса и диаметром переливной трубы, при попадании раствора непосредственно на растворяемую соль. Расположение струйных насадок тангенциально внутренней поверхности емкости гидродинамического перемешивания позволяет создать закручивающийся поток жидкости, что значительно влияет на повышение интенсивности процесса перемешивания и приготовления раствора Расположение переливной трубы на расстоянии от дна емкости с меньшей высотой, составляющем от 1/2 до 3/4 ее высоты, позволяет осуществить нормальную циркуляцию раствора и не допустить попадания неперемешанного раствора в переливную трубу. Кроме этого, система трубопроводов подачи солевого раствора на фильтры может быть снабжена возвратной частью петли в дополнительную емкость для предотвращения их зарастания оседающей солью.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен общий вид системы солевого хозяйства в аксонометрии;
на фиг.2 изображен вид системы солевого хозяйства в плане, на котором емкость гидродинамического перемешивания солевого раствора изображена в разрезе с указанием расположения и направления струйных насадок относительно боковой поверхности емкости;
на фиг.3 - разрез емкости гидродинамического перемешивания солевого раствора с указанием расположения и направления струйных насадок относительно дна емкости.
Осуществление полезной модели
Система солевого хозяйства для фильтров умягчения воды содержит емкость гидродинамического перемешивания солевого раствора (1), линию циркуляции приготавливаемого солевого раствора, включающую струйные насадки (2), перекачивающий насос (3) и трубопроводы (4). Кроме того, система содержит переливную трубу (5), дополнительную емкость (6), фильтр тонкой очистки (7) и резервный насос (8).
Система солевого хозяйства работает следующим образом. В емкость гидродинамического перемешивания солевого раствора (1), снабженную струйными насадками (2), вручную или при помощи специального транспортера подается необходимое количество соли для приготовления раствора определенной концентрации. В нее же через струйные насадки подается при помощи насоса (3) вода. После достижения уровня переливной трубы (5) вода поступает во вторую, дополнительную емкость (6). В дальнейшем уровень воды в обеих емкостях выравнивается. Залив производится до достижения уровня, необходимого для приготовления соли требуемой концентрации. Насос переключается на циркуляцию. Забор воды производится из дополнительной емкости (6). Перекачивание при помощи насоса в емкость (1) осуществляется до достижения требуемой концентрации соли. При невозможности достижения требуемой концентрации в емкость (1) досыпается расчетное количество соли и перемешивание продолжается. При необходимости, обусловленной циклом производства, подача приготовленного раствора в ионообменные фильтры или в солевые баки ионообменных фильтров осуществляется при помощи насоса (3). При этом приготовленный раствор проходит через фильтр тонкой очистки (7) перед поступлением в систему регенерации ионообменных фильтров. Для увеличения надежности система солевого хозяйства может быть снабжена резервным насосом (8). Резервный насос может быть использован как для приготовления раствора соли, так и для подачи солевого раствора в фильтры.
В отличие от известного технического решения, поступление воды непосредственно к растворяемой соли и организация круговой циркуляции раствора за счет тангенциально расположенных струйных насадок подачи воды позволяет с высокой скоростью производить процесс растворения соли даже при низкой температуре исходной воды (5-10°С). Отбор воды для приготовления раствора и подачи на фильтры осуществляется из емкости (6), что исключает попадание в тело насоса соли и крупных загрязнений. Наличие возвратной петли на линии подачи солевого раствора к фильтрам позволяет делать периодическую промывку системы водой и предотвращает оседание соли на трубопроводах и арматуре.
Пример 1.
Цилиндрические емкости (1) и (6) имеют каждая объем 10 м3. Емкость (1) снабжена восемью струйными насадками, равномерно расположенными по периметру емкости. Угол наклона к дну емкости струйных насадок составляет 30°, а по отношению к стенке емкости каждая из струйных насадок расположена под углом 0°. Высота размещения струйных насадок от дна емкости составляет 80 см (относительно ее высоты - 1/4). Переливная труба (5) расположен на высоте 3/4 от высоты емкостей.
Одновременно в системе солевого хозяйства может быть приготовлено 16 м3 раствора соли с концентрацией 26%. Раствор такой концентрации готовится не более, чем 4 часа из таблетированной соли при непрерывном перемешивании. Проблем с засорением насоса не возникает.
Пример 2.
Цилиндрические емкости (1) и (6) имеют каждая объем 1 м3. Емкость (1) снабжена одной струйной насадкой. Угол наклона к дну емкости струйной насадки составляет 60°, по отношению к стенке емкости струйная насадка расположена под углом 30°. Наружный вход в струйную насадку расположен на высоте 50 см от дна емкости, что составляет 1/3 от высоты емкости (1). Переливная труба (5) расположена на высоте 1/ 2 от высоты емкостей.
Одновременно в системе солевого хозяйства может быть приготовлено 1,6 м раствора соли с концентрацией 26%. Раствор такой концентрации готовится не более, чем 3 часа из таблетированной соли при непрерывном перемешивании. Проблем с засорением насоса не возникает.
Пример 3.
Емкость (1) выполнена прямоугольной в плане формы имеет размеры Д(длина)×Ш(ширина)×В(высота) 1300×650×1635 мм и объем 1 м3. Емкость (6) выполнена также прямоугольной в плане и имеет размеры Д×Ш×В 2150×760×1510 мм и объем 2 м3. Емкость (1) снабжена двумя струйными насадками. Угол наклона к дну емкости струйных насадок составляет 45, по отношению к стенке емкости струйные насадки расположены под углом 45°. Наружный вход в струйные насадки расположен на высоте 30 см, что составляет 1/5 от высоты емкости. Переливная труба (5) расположена на высоте 110 см от дна емкости, что составляет 3/4 от высоты емкости (6). Одновременно в системе солевого хозяйства может быть приготовлено 2,3 м3 раствора соли с концентрацией 26%. Раствор такой концентрации готовится не более чем 2 часа из повареной соли грубого помола при непрерывном перемешивании. Проблем с засорением насоса не возникает.
Представленные примеры не ограничивают всех вариантов технических решений.
Из представленных примеров видно, что благодаря рациональной организации потоков происходит интенсификация процесса приготовления солевого раствора, а использование двух емкостей, в одну из которых производится загрузка соли, а из другой производится отбор соли на регенерацию фильтров, позволяет значительно сократить время на приготовления раствора и повысить защиту насоса от загрязнений.
1. Система солевого хозяйства для фильтров умягчения воды, включающая емкость гидродинамического перемешивания солевого раствора и линию циркуляции приготавливаемого солевого раствора, включающую перекачивающий насос, трубопроводы и, по крайней мере, одну струйную насадку, отличающаяся тем, что система снабжена дополнительной емкостью, соединенной с емкостью гидродинамического перемешивания переливной трубой с возможностью осуществления круговой циркуляции приготавливаемого раствора и снабженной фильтром механических примесей, а, по крайней мере, одна струйная насадка расположена тангенциально внутренней поверхности емкости гидродинамического перемешивания.
2. Система солевого хозяйства по п.1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одна струйная насадка расположена на расстоянии от дна емкости гидродинамического перемешивания солевого раствора, составляющем от 1/10 до 1/3 высоты емкости.
3. Система солевого хозяйства по п.1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одна струйная насадка расположена под углом от 0 до 80° по отношению к стенке емкости и под углом от 10 до 85° по отношению ко дну емкости.
4. Система солевого хозяйства по п.1, отличающаяся тем, что емкость гидродинамического перемешивания солевого раствора и дополнительная емкость выполнены различной высоты, при этом переливная труба расположена на расстоянии от дна емкости с меньшей высотой, составляющем от 1 /2 до 3/4 ее высоты.
5. Система солевого хозяйства по п.1, отличающаяся тем, что она содержит дополнительный резервный насос.
6. Система солевого хозяйства по п.1, отличающаяся тем, что емкость гидродинамического перемешивания солевого раствора и дополнительная емкость выполнены из полимерного материала.
7. Система солевого хозяйства по п.1, отличающаяся тем, что, по крайней мере, одна струйная насадка снабжена соплом для разгона потока жидкости.
