طراحی فیلتر های تحت فشار

طراحی فیلتر تحت فشار در تجهیزات آب شیرین کن

تجهیزات آب شیرین کن : تمامی فیلترهای با بستر مختلط، فیلترهای ذغالی ( کربن فیلترها) و نرم کننده های آب از تعدادی مخزن تحت فشار استفاده می کنند. استفاده های خاص از دستگاه باعث میشود که طراحی فیلتر تحت فشار از خصوصیت خاصی بهره مند باشد.

معمولا طراحی مخزن نرم کننده آب در قیاس با طراحی فیلتر تحت فشاربا بستر مختلط از حساسیت بیشتری برخوردار است . زیرا در نرم کننده، سختی آب خروجی در مقایسه با آب ورودی کمتر است.

کارایی یک نرم کننده، حساسیت زیادی به توزیع صحیح جریان آب در داخل مخزن و نیز آلودگیهای ایجاد شده توسط خود مخزن دارد. چناچه سنجیدن و تعادل جریان در فیلترهای کربنی و مختلط مفید خواهد بود . ولی اهمیت آن به اندازه توزیع مناسب در نرم کننده ها نیست.

طراحی انشعاب در تجهیرات آب شیرین کن

دو توزیع کننده که دارای انشعابهای مختلف در طراحی فیلتر تحت فشار هستند، یکی در بالا و دیگری در پایین نرم کننده قرار گرفته اند.

انشعابات، به طور یکسان جریان آب خوراک را پخش و سپس جریان خروجی را جمع آوری میکنند تا سرعت جریان آب در سراسر سطح مقطع بستر یکسان باشد.

انشعابات در طراحی فیلتر تحت فشار باید طوری طراحی شوندکه جریان آب، هنگام ورود یا خروج از آنها با مقاومت مواجه شود . این مقاومت با افزایش دبی آب، افزایش می‎یابد . در این صورت، جمع‎آوری یا پخش جریان درتمام انشعابات به طور یکسان انجام می‎شود.

اگر طراحی انشعابات در طراحی فیلتر تحت فشار اشتباه باشد و اگر مسدود و یا خراب شوند، سرعت جریان آب در قسمت‎های دیگر بستر افزایش می‎یابد.

با گذشت زمان، مناطقی از بستر که سرعت جریان در آنها افزایش یافته است، توسط آب به فاصله‎ای دورتر رانده می‎شوند.

از آنجایی که در قسمتهایی از مخزن، مقاومت در مقابل جریان کاهش می‎یابد، مشکل، حادتر می‎شود. اجبارآً جریان آب در این قسمت‎های مخزن، قطع می‎شود و این عمل در کارآیی بستر تأثیر خواهد گذاشت.

طراحی انشعابهای کوچک (۸ اینج یا کمتر)

نسبت به انشعابهای بزرگتر در طراحی فیلتر تحت فشار از اهمیت کمتری برخورداراست، زیرا در سطح مقطع کوچک، انحراف جریان از حالت تعادل به سختی اتفاق می‎افتد. ظروف کم قطر اگر هم دارای انشعاب از سادگی خاصی برخوردار است.

برای سازندگان فیلترهای با بستر چندگانه و فیلترهای ذغالی  در تجهیرات آب شیرین کن این مطلب ثابت شده است که اگر انشعاب قسمت پایین مخزن از طراحی صحیحی برخوردار باشد، طراحی انشعاب بالایی، اهمیت چندانی ندارد.

ممکن است طراح به منظور توزیع بهتر جریان از یک لوله عمودی نصب شده بر روی مخزن و یا از یک صفحه مسطح که بر روی لوله عمودی نصب شده است، استفاده کند.

با استفاده از یک سری انشعابهای شعاعی و یا انشعابهای طولی، توزیع جریان، بهتر انجام می‎گیرد. در طراحی انشعاب شعاعی از لوله‎هایی که به صورت دوّار، حول یک نقطه مرکزی نصب شده‎اند، استفاده شده است.

اگر قطر مخزن بیش از ۳ فوت باشد و مخزن، دارای انشعاب شعاعی باشد، سرعت آب در نزدیکی دیواره‎های مخزن کاهش می‎یابد. اگر قطر مخزن زیاد باشد، هرچه از مرکز انشعاب به طرف دیواره حرکت می‎کنیم،

تعداد سوراخها در واحدطول باید بیشتر شود تا سرعت جریان آب در نزدیکی سطح دیواره مخزن کاهش چندانی نداشته باشد.

طراحی با استفاده از انشعابات طولی

برای ظروف قطور مناسب‎تر است. این نوع انشعاباب، دارای چندین لوله فرعی متصل به لوله اصلی است . که به طور موازی با یکدیگر و عمود بر لوله اصلی قرار دارند.

در این حالت، سوراخهای موجود بر روی انشعابها به‎طور یکنواخت، جریان را در سطح جانبی ظرف پخش می‎کنند. در ظروف قطور، نگهدارنده‎های انشعاب اصلی باید به طور صحیح نصب گردند . تا از وارد شدن آسیب به آن بر اثر حرکت توده‎ی بستر جلوگیری شود.

اگر جنس انشعابات از پلاستیک باشد، نصب این نگهدارنده‎ها از اهمیت خاصی برخوردار است. سوراخ‎هایی بر روی بعضی از انشعابات تعبیه شده که از طریق آنها جمع‎آوری و یا پخش آب صورت می‎گیرد.

این سوراخها توسط صافیهای بسیار ریز پوشیده می‎شوند . تا از عبور توده بستر به داخل آنها و یا مسدود شدن آنها جلوگیری شود. انشعابات، اغلب دارای شاخه‎های فرعی هستند که به جای سوراخ، برروی آنها شیار وجود دارد.

EDM (Electro Deposition Machining) این امکان را به سازنده می‎دهد . که شاخه‎های انشعاب فولاد زنگ نزن به اندازه کافی ریز باشند.  تا از عبور ذرات به داخل آنها جلوگیری به عمل آید.

دبی آب، طی شستشوی معکوس فیلتر، معمولاً بیشتر از دبی آب در زمانی است که فیلتر در سرویس قرار دارد. انشعابات باید ظرفیت عبور این افزایش جریان راد داشته باشند. از آنجاییکه فشار پساب خارج شده از بالاتربن نقطه مخزن، نزدیک به فشار اتمسفر است.  معمولا فشار عملیاتی، طر مراحل شستشوی معکوس بیشتر است.