Charakterystyka filtrów

Filtry siatkowe służą do ochrony instalacji, urządzeń pomiarowych i regulacyjnych przed zanieczyszczeniami mechanicznymi, gromadzenia tych zanieczyszczeń oraz zapewniają możliwość łatwego ich usuwania. Przyłącza gwintowe umożliwiają stosowanie ich w miejscach, gdzie występują ograniczenia lokalizacyjne takie jak wewnętrzne instalacje wodne.

Filtry mogą być wyposażone w zawór spustowy do usuwania zanieczyszczeń bez wyłączania instalacji. Po podłączeniu przewodem elastycznym wylotu zaworu spustowego z odpływem (instalacja ściekowa, zbiornik zanieczyszczeń, itp.) demontaż wkładu filtrującego filtra jest ograniczony jedynie do przeglądów okresowych.

Filtry dyskowe - obecnie produkuje się je metodą wtryskową z polipropylenu. Wkłady filtracyjne składają się z wielu krążków - "dysków" - umieszczonych jeden na drugim na odpowiednio ukształtowanym stelażu (fot. 1). Średnica dysków uzależniona jest od wielkości filtra, na przykład dla przyłącza 3/4 średnica zewnętrzna dysku ma 43 mm, a wewnętrzna 29 mm. Dla filtrów 1,5 zewnętrzna i wewnętrzna średnica dysków wynosi odpowiednio 65 mm i 44 mm, a dla filtrów 2 średnice dysków wynoszą odpowiednio 130 mm i 102 mm. Obie strony każdego z dysków pokryte są kanalikami o trójkątnym przekroju poprzecznym. Rowki pokrywające przeciwne strony dysku biegną w przeciwnych kierunkach (fot. 2). Tak więc przylegające do siebie rowki wielokrotnie się krzyżują (w zależności od wielkości dysku i zagęszczenia - 12 do 32 razy). Krzyżujące się wyżłobienia tworzą między dyskami kanaliki o zmiennym kształcie i wymiarach. Po ułożeniu dysków w stos, zewnętrz­na powierzchnia wkładu filtracyjnego pokryta jest otworami o kształcie rombu (dwa trójkąty połączone podstawami). Przekrój poprzeczny kanalików ma zmienny kształt od rombu aż po trójkąt (rys. 1).

Fot. 1. Wkład filtracyjny filtra dyskowego

Fot. 2. Kierunki ułożenia rowków po obu stronach dysku
(rowki na spodniej stronie oznaczono kolorem czarnym)

Rys. 1. Zmienny kształt przekroju poprzecznego kanalików powstałych pomiędzy dyskami

Efektywność filtrowania

Zmienny kształt i wymiary kanalików wpływają na wysoką efektywność pracy filtra dyskowego. Tak jak w przypadku filtrów siatkowych, zagęszczenie otworów na wkładzie dyskowym określane jest liczbą mesh (liczba otworów na długości 1 cala — czyt. też HO 5/2004). Przybliżone dane o wielkości otworów we wkładach filtracyjnych, w zależności od liczby mesh zawiera tabela.

Przybliżona wielkość wlotowa kanałów we wkładach dyskowych,
w zależności od liczby mesh

W systemach kroplowych, w zależności od jakości wody i wrażliwości emiterów na zapychanie, montowane są filtry o gęstości kanałów dyskowych 120–150 mesh.
Niektóre filtry dyskowe wyposażone są w specjalny element, dzięki któremu woda wewnątrz filtra wprowadzana jest w ruch wirowy — "system Helix" (fot. 3). Filtr taki działa częściowo jak hydrocyklon (separator piasku), w którym dzięki przepływowi wirowemu cząstki o większej masie, na przykład piasek, osadzane są na dnie obudowy filtra, gdzie umieszczony jest zawór spustowy pozwalający na wymycie ich na zewnątrz. Rozwiązanie to pozwala na wydłużenie okresu pracy pomiędzy kolejnym płukaniem filtra.

Fot. 3. System Helix

Oczyszczanie

Filtr powinien zostać oczyszczony, gdy jego opór hydrauliczny przekroczy 0,5 atm. Na rynku są dostępne filtry, które płuczemy "ręcznie" lub automatycznie. Płukanie "ręczne" polega na wyjęciu wkładu filtracyjnego z obudowy, poluzowaniu nakrętki ściskającej dyski i przepłukaniu wkładu strumieniem wody. Po przepłukaniu dyski należy ponownie ścisnąć specjalną nakrętką i umieścić w korpusie filtra. Jeśli nie dociśniemy odpowiednio dysków, powstałe pomiędzy nimi przestwory będą miały znacznie większe rozmiary niż wynika to z liczby mesh filtra. Niektóre modele filtrów mają zamontowaną specjalną sprężynę dociskającą dyski.

Budowa filtrów samopłuczących jest znacznie bardziej skomplikowana, dotyczy to głównie stelaża, na którym umieszczone są dyski. Płukanie automatyczne polega na doprowadzeniu wody pod ciśnieniem do kanału wylotowego filtra (wylot czystej wody). Woda wpływa do wnętrza komory stelaża, w której znajduje się sprężyna dociskająca dyski. Nacisk sprężyny jest tak dobrany, aby ciśnienie zwrotne strumienia wody pozwoliło na rozluźnienie dysków. Woda wpływa także do wnętrza ramion stelaża wypływając z nich poprzez odpowiednio ukształtowane dysze. Wąskie strumienie wody wypływające ze środka stelaża wymywają zgromadzone pomiędzy dyskami zanieczyszczenia, które odprowadzane są na zewnątrz otworem wlotowym filtra (rys. 2). Automatyką płukania kieruje specjalnie zaprojektowany do tego celu sterownik. Płukanie może być prowadzone co określony czas, w zależności od ilość przefiltrowanej wody lub mierzonego ciśnienia wody przed i za filtrem.
Zestawy samopłuczące muszą więc być wyposażone w zawory trójdrożne, którymi woda może przepływać w różnych kierunkach. W zależności od potrzeb, zestawy filtracyjne mogą zawierać wiele pojedynczych filtrów połączonych we wspólny układ (fot. 4).

Rys. 2. Schemat procesu filtracji (A) oraz automatycznego płukania (B) filtra dyskowego.

Fot. 4. Zestaw samopłuczących się filtrów dyskowych

Innym rozwiązaniem zestawu filtracyjnego jest konstrukcja o zwartej budowie. Wewnątrz zbiornika przypominającego filtr piaskowy zamiast złoża piasku umieszczone jest wiele wkładów dyskowych (fot. 5). Z powodu stosunkowo niewielkich rozmiarów i dużej efektywności pracy filtry dyskowe montowane są nie tylko w instalacjach nawodnieniowych, ale także w wodociągach i instalacjach przemysłowych.