CC BY
63
Технологическое и транспортное оборудование рыбохозяйственной отрасли
УДК 628.161
А.И. Федорова, С.Д. Угрюмова
Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет,
690087, г. Владивосток, ул. Луговая, 52б
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ОЧИСТКИ МОРСКОЙ ВОДЫ
Проведен патентный поиск по существующим конструкциям однослойных и многослойных насыпных устройств, глубиной 20 лет, с целью совершенствования конструкции насыпных фильтров подготовки морской воды на рыбоводных предприятиях.
Ключевые слова: устройства, подготовка, морская вода, рыбоводные предприятия.
A.I. Fedorova, S.D. Ugryumova IMPROVEMENT TO CLEAN SEA WATER
Held a patent search for existing single- and multilayer structures of bulk devices, at 20 years, with the aim of improving the design of bulk filters desalination on hatcheries.
Key words: devices, preparation, sea water, hatcheries.
Нами проведен патентный поиск по существующим конструкциям однослойных и многослойных насыпных фильтров. Глубина поиска составила 20 лет [2].
В табл. 1 представлена сравнительная характеристика существующих конструкций однослойных фильтрующих устройств.
В результате анализа однослойных насыпных фильтров был выявлен ряд недостатков:
качество очистки воды бытовым фильтром для воды1 напрямую зависит от свойств и структуры выбранной насыпной загрузки и при неверном подборе зернистых материалов может сократиться. Фильтр не предусмотрен для работы с агрессивными средами (морская вода) [5]. Периоды необслуживаемой работы, а также эксплуатационные затраты могут резко повышаться. В конструкции отсутствует самоочистка противотоком и преобразователь температуры жидкости.
Устройство2 имеет сложную конструкцию, недостаточную герметичность соединения желобка с трубой, в конструкции отсутствует преобразователь температуры жидкости, периоды необслуживаемой работы, а также эксплуатационные затраты могут резко повышаться.
Фильтр Цеолитовый-С3 не предусмотрен для работы с морской водой, происходит постоянное вымывание мелкой фракции цеолита из фильтра, в конструкции отсутствует самоочистка противотоком и преобразователь температуры жидкости, периоды необслуживаемой работы могут резко сокращаться, небольшая длина пути фильтруемой жидкости.
У устройства4 отсутствует преобразователь температуры жидкости, возможность забивания выходных отверстий труб, небольшая длина пути фильтруемой жидкости.
Самоочищающемуся фильтру5 присущи следующие недостатки: отсутствует преобразователь температуры жидкости, небольшая длина пути фильтруемой жидкости, сложность конструкции.
Фильтрующий материал (электрокорунд) в устройстве для фильтрации жидкости6 не распространен для Приморского края, в конструкции отсутствует преобразователь температуры жидкости.
Сравнительный анализ однослойных насыпных устройств, отобранных нами в результате патентного поиска, позволил сформулировать исследовательскую задачу и указать направление на наиболее эффективный результат [1, 4].
87
Научные труды Дальрыбвтуза. Том 33 ISSN 2222-4661
Таблица 1
Сравнительная характеристика однослойных фильтрующих устройств [1]
Table 1
Comparative characteristics of single-layer filtering devices [1]
№ патента (RU), название Равномерность фильтрации, длина пути Периоды необслуживаемой работы, т Эксплуатационные затраты, сложность изготовления l О 03 X H о & „ и ° Й и 5 p s H tr о о s и Пропускная способность фильтра, качество очистки Преобразователь температуры жидкости
t, 1 t, 1 t, 1 +, - t, 1 +, -
92356 U1, 20.03.2010 г., «Бытовой фильтр для воды»1 t,t t1 t1,1 - t,t -
2367499 С1, 20.09.2009 г., «Дренажно-распределительное устройство водоподготовительного фильтра»2 t,1 t1 t1,t1 + t,t
2252061 С1, 20.05.2005 г., «Бытовой фильтр для доочистки питьевой воды Цеолитовый - С»3 t, 1 1 1,1 t,t
2175570 С2, 10.11.2001 г., «Устройство для очистки насыпных фильтров»4 t, 1 t 1,1 + t,t
2064324 С1, 27.07.1996 г., «Самоочищающийся фильтр для жидкости»5 t,1 t 1,1 + t,t
2179473 С1, 20.02.2002 г., «Способ фильтрации жидкости, устройство для его осуществления и фильтрующий элемент»)6 t,t t 1,1 + t,t
Примечание. «t» - увеличение, рост (показателей); «1» - понижение (показателей); «+» - наличие (функции); «-» - отсутствие (функции).
Разработанный нами насыпной фильтр с насыпной зернистой перегородкой для очистки морской воды [3] (рисунок) состоит из корпуса 1 с верхней крышкой 2 и нижней крышкой 3. В верхней крышке устройства расположен патрубок для подачи морской воды 4 и симметричные патрубки для отвода промывной воды 5, а в нижней крышке патрубок отвода фильтрата 6 и симметричные патрубки подвода промывной воды 7. Во внутренней части устройства расположена сетчатая разделительная перегородка 8, с уплотнительным контуром 9, на которую засыпан слой зернистого материала 10. Под сетчатой перегородкой расположен барботер 11, выполненный в форме конусовидной спирали. Два пневмоцилиндра 12 располагаются за пределами корпуса и соединяются с сетчатой разделительной перегородкой при помощи штоков 13, проходящих через подводящие патрубки 14. В подводящих патрубках расположены уплотнительные манжеты 15. Подвод воздуха к барботеру и пневмоцилиндрам обеспечивается за счет блока подготовки воздуха 16. Устройство содержит преобразователь температуры фильтрата 17 с термощупом 18, вкрученным в корпус. Верхняя и нижняя крышки имеют фланцы 19, которые стянуты шпильками 20, закрепленные гайками 21. Устройство расположено на опоре 22.
88
Технологическое и транспортное оборудование рыбохозяйственной отрасли
Устройство для очистки морской воды [3]:1 - корпус; 2 - верхняя крышка; 3 - нижняя крышка;
4 - патрубок для подачи морской воды; 5 - симметричные патрубки для отвода промывной воды;
6 - патрубок отвода фильтрата; 7 - симметричные патрубки подвода промывной воды;
8 - сетчатая разделительная перегородка; 9 - уплотнительный контур; 10 - слой зернистого материала; 11 - барботер; 12 - пневмоцилиндры; 13 - штоки; 14 - подводящие патрубки;
15 - уплотнительные манжеты; 16 - блок подготовки воздуха; 17 - преобразователь температуры фильтрата; 18 - термощуп; 19 - фланцы; 20 - шпильки; 21 - гайки; 22 - опора Cleaner sea water [3]: 1 - the case; 2 - the upper cover; 3 - bottom cover; 4 - a connection for feeding the sea water; 5 - symmetric pipes to drain the wash water; 6 - filtrate discharge pipe; 7 - symmetric pipes for supplying the wash water; 8 - mesh partition wall; 9 - sealing contour; 10 - a layer of particulate material; 11 - bubbler; 12 - cylinders; 13 - stocks; 14 - connecting fittings; 15 - sealing lips; 16 - service unit; 17 - temperature transducer filtrate; 18 - pipe probe; 19 - flantsy; 20 - studs; 21 - nuts; 22 - support
В табл. 2 представлена сравнительная характеристика двухслойных фильтрующих устройств.
В результате анализа многослойных насыпных фильтров был выявлен ряд недостатков [2]: эффективность очистки в фильтрационной камере7 может резко снижаться из-за заиливания песочного слоя; фильтр не предусмотрен для работы с агрессивными средами (морская вода). Периоды необслуживаемой работы, а также эксплуатационные затраты могут резко повышаться. В конструкции отсутствует преобразователь температуры жидкости, анализатор взвешенных механических примесей и сигнализирующие датчики солености и кислородосодержания.
89
Научные труды Дальрыбвтуза. Том 33 ISSN 2222-4661
Таблица 2
Сравнительная характеристика двухслойных фильтрующих устройств [1]
Table 2
Comparative characteristics of two-layer filtering devices [1]
№ патента (RU), название Равномерность фильтрации, длина пути Периоды необслуживаемой работы, т Эксплуатационные затраты, сложность изготовления c3 S И О н и а о К Н Сг1 О о и О К 2 Н & О О & Пропускная способность фильтра, качество очистки Преобразователь температуры жидкости
t, 1 t, 1 t, 1 +, - t, 1 +, -
36938 U1, 10.04.2004 г., «Фильтрационная камера установок биологической очистки бытовых и 7 промышленных водных стоков» t,t t1 t,t -/+ t,1t
94043784 А1, 27.07.1996 г. «Насыпной многослойный фильтр»8 1,1 1 t,1t -/- 1,1t -
2347751 С2, 03.04.2006 г. «Устройство для очистки сточной 9 воды» t,t 1 t,1t -/+ t,t
2490217 С2, 20.08.2013 г. «Способ глубокой очистки воды, преимущественно питьевой»10 t, t 1t t,t -/+ t,1t
2395647 С2, 27.07.2010 г. «Фильтр скважины на воду, пробуренной на мелкие и пылеватые пески»11 t,1 t 1,1 -/+ t,1t
2371233 С2, 27.10.2009 г. «Устройство для очистки питьевой 12 воды» t,t t 1,t1 +/+ t,t
Примечание. «t» - увеличение, рост (показателей); «1» - понижение (показателей); «+» - наличие (функции); «-» - отсутствие (функции).
Насыпной многослойный фильтр8 не предусмотрен для работы с любыми жидкими средами; в конструкции отсутствует самоочистка противотоком, преобразователь температуры жидкости, анализатор взвешенных механических примесей и сигнализирующие датчики солености и кислородосодержания.
Работа фильтра9 связана с сатурированием, что противопоказано для морской воды, используемой для рыбохозяйственных целей; устройство относится к реагентным фильтрам, обладает большими энергозатратами, сложностью изготовления и обслуживания. В конструкции отсутствует преобразователь температуры жидкости, анализатор взвешенных механических примесей и сигнализирующие датчики солености и кислородосодержания.
Фильтрующее устройство10 относится к реагентным фильтрам, очищающим преимущественно питьевую воду; может происходить быстрое заиливания песочного слоя, в зависимости от агрессивности среды. В конструкции отсутствует очистка противотоком, преобразователь температуры жидкости, анализатор взвешенных механических примесей и сигнализирующие датчики солености и кислородосодержания.
90
Технологическое и транспортное оборудование рыбохозяйственной отрасли
Фильтр11 не предусмотрен для работы с открытыми источниками воды и с агрессивными средами (морская вода); отличается сложной конструкцией; в конструкции отсутствует очистка противотоком, преобразователь температуры жидкости, анализатор взвешенных механических примесей и сигнализирующие датчики солености и кислородосодержания.
Устройство для очистки питьевой воды12 относится к реагентным и не предусмотрено для работы с агрессивными средами (морская вода); в конструкции отсутствует очистка противотоком, преобразователь температуры жидкости, анализатор взвешенных механических примесей и сигнализирующие датчики солености и кислородосодержания.
В результате проведенного патентного поиска была разработана оптимальная конструкция многослойной установки для очистки морской воды (подана заявка на полезную модель).
Технический результат полезной модели заключается в увеличении эффективности очистки фильтрата (морской воды), повышении надежности работы устройства при работе с агрессивными средами и снижении себестоимости процесса, и достигается за счет снижения скорости зарастания пор фильтрующих материалов и ячеек разделительных сетчатых перегородок не менее чем в 12 раз, путем включения в конструкцию вибромоторов, обеспечивающих вибрацию сетчатым разделительным перегородкам.
Список литературы
1. ГБТ 550/2013. Разработка проектного решения оптимальных конструкций насыпных фильтрующих устройств и совершенствование линий для подготовки морской воды на рыбоводных и рыбоперерабатывающих предприятиях / С.Д. Угрюмова, А.Н. Викторов, А.И. Федорова, М.О. Зеленкова. - Владивосток: Дальрыбвтуз. - 150 с.
2. Информационно-поисковая система [Электронный ресурс] // ФГБУ ФИПС, 2009-
2013. - URL: http://it4b.icsti.su/itb/ps/ps_all.html. (Дата обращения: 05.08.2013).
3. Пат. RU № 142257. Устройство для очистки морской воды / А.И. Федорова, Д.А. Крикун, С.Д. Угрюмова. - Полезная модель, 20.06.2014.
4. Угрюмова С.Д. Методологический подход к устранению технических противоречий в пищевом оборудовании рыбоперерабатывающих комплексов / С.Д. Угрюмова, А.И. Федорова // Инновационная технологическая переработка предприятиями сырья. - Пенза, 2011. -С.418-420.
5. Федорова А.И. Экспериментальное исследование агрессивных свойств морской воды /
А.И Федорова, С.Д. Угрюмова // Фундаментальные и прикладные вопросы естествознания: материалы 56-й Всерос. науч. конф. - Владивосток: ТОВМИ им. С.О. Макарова ВУНЦ «ВМА», 2013. - Т. 3. - С. 293-296.
Сведения об авторах:
Федорова Александра Игоревна, аспирант, e-mail: aleksa13@list.ru;
Угрюмова Светлана Дмитриевна, доктор технических наук, профессор,
e-mail: aleksa13@list.ru.
91
