Vandens filtro sandara

Automatiniai vandens filtrai – tai būtent tokie vandens valymo įrenginiai, kurie yra naudojami gyvenamuosiuose namuose, kotedžuose, butuose, komercinės bei gamybos paskirties vietose. Trumpai tariant filtrai naudojami ten, kur vandens kokybė neatitinka lūkesčių. 

Visų užpilamųjų vandens filtrų, nepriklausomai nuo jų gamintojo ir paskirties, sandara iš esmės yra vienoda.
Vandens filtro pagrindinės sudedamosios dalys:

1. Filtro korpusas

Filtro korpusas [1] dažniausiai gaminamas iš polietileno ir yra apipintas stiklo pluošto siūlų su epoksidine derva. Tai suteikia filtro korpusui ilgaamžiškumo ir patvarumo. Kartais sutinkami ir nerūdijančio plieno korpusai. Nerūdijantis plienas laikomas brangia, sunkia medžiaga ir dažniausiai naudojamas specialiais atvejais (pavyzdžiui, medicinoje).
Korpusas yra tuščiavidurio cilindro formos, su kupolo formos viršutine dalimi ir dugnu. Tokia forma užtikrina optimalias filtro darbo hidraulines savybes. Stabilumui užtikrinti filtro apačioje yra žiedo formos pagrindas. Viršutinėje filtro dalyje yra anga, kurios pagalba filtras yra surenkamas. Dideliuose korpusuose tokia anga yra filtro apačioje, kad filtrą būtų lengviau surinkti ir remontuoti. Filtro korpuso įvairiose vietose taip pat gali būti ir kitokių technologinių angų.

2. Valdymo vožtuvas

Filtro valdymo vožtuvo paskirtis – laiku pradėti filtro regeneracijos (filtravimo medžiagos atstatymo) procesą ir palaipsniui perjungti vandens srautus filtro viduje pagal įdiegtą programą. Filtro valdymo vožtuvas būna su atitinkama pavara (elektromechanine arba hidrauline), bei su reikiama automatika (galima versija ir su rankiniu valdymu).
Valdymo vožtuvas visuomet turi tris išorines jungtis. Viena iš jų yra skirta nevalyto vandens prijungimui, antra – jau filtruoto vandens tiekimui, o trečia – išleidimo jungtis, skirta susikaupusiems nešvarumams pašalinti (regeneracijos metu). Tokios sandaros valdymo blokai yra tie, kurie veikia be cheminės regeneracijos (smulkiau apie tokių filtrų veikimą skaitykite here). Sudėtingesni valdymo vožtuvai yra sutinkami, kai filtrai atsiplovimą atlieka su chemine regeneracija, (tokių filtrų veikimo principas aprašytas here). Tokie vožtuvai turi papildomą jungtį, kuri yra skirta regeneravimo tirpalui ištraukti ir užpilti. Tokiu atveju automatinio filtro komplekte taip pat yra talpa (druskos bakas), skirtas regeneravimo tirpalui ruošti ir laikyti (paveikslėlyje nepavaizduotas).

Valdymo vožtuvai skirstomi į dvi pagrindines rūšis.

Pirmasis – valdymo vožtuvas su regeneracija pagal laiką. Toks blokas turi laikmatį (elektroninį arba elektromechaninį), kuris tam tikrais laiko tarpais duoda signalą pradėti regeneraciją. Tokie vožtuvai dažniau naudojami filtruose be cheminės regeneracijos.

Antrasis – tai valdymo vožtuvas su regeneracija pagal realias vandens sąnaudas. Toks valdymo vožtuvas turi vandens skaitiklį, kuris pro filtrą pratekėjus tam tikram kiekiui vandens, duoda signalą pradėti regeneraciją. Tokie blokai dažniau naudojami filtruose su chemine regeneracija.
Daug rečiau sutinkami valdymo vožtuvas su regeneracija pagal vandens kokybės parametrą. Toks filtras turi vieną arba daugiau daviklių. Jų paskirtis – matuoti vieną arba keletą vandens parametrų sistemos išleidimo vietoje ir duoti signalą pradėti regeneraciją tik tuomet, kai išvalyto vandens parametrai nebetenkina nustatytų reikalavimų (pavyzdžiui, kai padidėja vandens kietumas). Davikliai dažnai yra valdomi mikroprocesoriumi. Tačiau tokios sistemos yra brangios ir praktiškai naudojamos tik stambiuose pramoniniuose objektuose. Paprastai valdymo vožtuvas įrengiamas viršutinėje filtro korpuso angoje (kaip pavaizduota paveikslėlyje).

Tam, kad vožtuvas galėtų reguliuoti vandens srautus filtro viduje, prie jo prijungiamas distributorius [3]

3. Centrinis skirstymo vamzdis

Centrinis skirstymo vamzdis – tai vamzdis (dažniausiai plastikinis), tvirtinamas vertikaliai filtro korpuso viduryje. Viršutinis šio vamzdžio galas yra sujungtas su valdymo vožtuvu, o prie kito galo būna pritvirtintas apatinis skirstytuvas.

4. Apatinis skirstytuvas

Santykinai nedideliuose filtruose apatinis skirstytuvas yra plastikinis sietelis su daugybe plonyčių plyšių (paveikslėlyje šie plyšiai specialiai pavaizduoti platūs, bet jų plotis dažniausiai būna vos keli šimtai mikronų). Apatinio skirstytuvo paskirtis – skirstyti vandens srautą, ateinantį centriniu vamzdžiu, tolygiai visomis spindulio kryptimis arba atvirkščiai, visomis kryptimis „rinkti“ vandenį, judantį filtro viduje žemyn ir tiekti jį centriniu vamzdžiu [3] į valdymo vožtuvą [2]. Taip daroma siekiant maksimaliai išnaudoti visą filtro talpą (kad filtro viduje neatsirastų zonų, kuriose nevyksta filtravimas).
Aukščiau aprašytuose dideliuose filtruose tik plastikinio skirstytuvo nepakanka, todėl yra naudojami spinduliniai skirstytuvai – dar vadinami „žvaigždės šakomis“.
Siekiant apsaugoti apatinį skirstytuvą, jis visuomet užpilamas specialiu užpildu, vadinamu „skirstymo pasluoksniu“.

5. Skirstymo pasluoksnis

Pavadinimas sako, kad pasluoksniui [5] naudojamas specialiai išvalytas, išplautas ir kruopščiai atrinktas pagal granulių dydį kvarcinis smėlis. Dėl vienodo granulių dydžio kvarcinio smėlio pasluoksnis [5] „gerina“ apatinio skirstytuvo [4] darbą, t.y., padeda tolygiai paskirstyti vandens srautą skersai viso filtro. 

 6. Filtravimo užpildas

Jeigu valdymo vožtuvą, korpusą, paskirstymo sistemą ir pasluoksnį būtų galima palyginti su filtro „kūnu“, tai filtravimo užpildas būtų filtro „širdis“. Būtent nuo to, koks filtravimo užpildas yra naudojama filtre, priklauso filtro darbas. T.y. kokias užduotis gali padėti išspręsti filtras (daugiau skaitykite here), kokį vandenį juo galima filtruoti, o kokį ne, koks regeneracijos būdas (cheminis ar be cheminių reagentų) turi būti naudojamas ir panašiai.
Filtravimo užpildo rūšies parinkimas – nelengvas uždavinys, kuris priklauso nuo įvairių veiksnių, o visų pirma – nuo valomo vandens tyrimo rezultatų, t.y. nuo vandens parametrų ir nuo tikslų, kuriuos reikia pasiekti. Tačiau tinkamo filtravimo užpildo parinkimas – dar tik pusė darbo. Taip pat būtina parinkti filtravimo užpildo kiekį pagal filtro našumą, matmenis, regeneracijos tipą ir pačio filtravimo užpildo fizines ir chemines savybes. Skaičiuojant įvertinamas vandens tekėjimo filtru greitis įvairių režimų metu, minimalus reikiamas filtravimo užpildo sluoksnio aukštis, plėtimosi ribos, kurias reikia užtikrinti filtro regeneration metu ir daug kitų parametrų. Pagal skaičiavimo rezultatus parenkamas filtravimo užpildo kiekis kiekvieno dydžio filtrui ir atitinkamai sureguliuojamas filtro valdymo vožtuvas.
Taip pat būtina pažymėti, kad filtravimo užpildas gali būti vieno komponento, t.y. gali būti sudarytas iš vienos rūšies filtruojančios terpės, dviejų komponentų ir daugiasluoksnis, susidedantis iš kelių rūšių filtruojančios terpės. Daugiasluoksniais užpildo filtruojančios terpės gali būti sumaišytos arba išdėstytos sluoksniais. Praktikoje naudojami maišytų ir daugiasluoksnių užpilų deriniai.
Filtro su daugiasluoksniais filtravimo užpildais paruošimas, parinkimas ir apskaičiavimas yra dar sudėtingesnis, nes siekiant, kad toks filtras veiktų efektyviai, būtina ne tik nustatyti, ar filtravimo užpildai yra tarpusavyje suderinami, bet ir parinkti optimalų jų kiekį.