Устройство для выпуска воздуха

 

Использование: при очистке сточных вод для отвода воздуха из вращающихся емкостей, например гальванокоагуляторов. Сущность изобретения: устройство, содержащее корпус 1 с размещенной в нем пробкой 8 с осевым каналом 9 и радиальными отверстиями 10 и прокладку 15, снабжено отводящим трубопроводом 17, один конец 18 которого стационарно закреплен и оборудован прорезями 22, расположенными вдоль трубопровода 17 с разных сторон относительно его продольной оси с размещенными в них горизонтальными роликами 23, установленными соосно друг другу с возможностью осевого вращения и выступающими за пределы трубопровода 17. При этом прокладка 15 расположена в корпусе 1 и подпружинена втулкой 14, а конец пробки 8, выходящий наружу, снабжен буртиком 13 и пружиной 16, расположенной между креплением корпуса 1 и буртиком 13, причем предельная деформация пружины 16 не меньше хода пробки 8, а ход пробки 8 меньше радиуса ролика 23. 4 ил.

Изобретение относится к очистке сточных вод и может быть использовано для отвода воздуха из вращающихся емкостей, например гальванокоагуляторов.

Известно устройство для автоматического выпуска и впуска воздуха, содержащее корпус, состоящий из верхней и нижней частей, причем в обеих частях корпуса образованы отверстия большого диаметра, а в верхней части корпуса для выпуска воздуха под рабочим давлением образованы отверстия, к которым подсоединены посредством патрубков электромагнитные клапаны, и запирающий элемент, закрепленный на штоке и выполненный в виде ступенчатого поршня с конусообразным хвостовиком (авт.св. N 414469, кл. F 16 T 1/44, 1974).

Однако это устройство сохраняет свою работоспособность только при его определенном положении, а именно, когда оно находится в вертикальном положении, т. е. хвостовиком вниз, так как при всех других положениях данного устройства не произойдет герметичного перекрытия хвостовиком отверстия.

Кроме того, необходимы частые ремонты, так как при работе на загрязненной воде постоянно забиваются отверстия, выполненные в корпусе, при этом загрязняется вся внутренняя полость устройства и засоряются те контакты, которые расположены в полости.

Сфера применения известного устройства для выпуска и впуска воздуха ограничена, так как его нельзя использовать для отвода воздуха из вращающейся емкости, например гальванокоагулятора.

Известно устройство для выпуска воздуха из гидросистемы, включающее стояк гидросистемы, заполненный жидкостью, с открытого конца которого установлен корпус в виде стакана и в котором имеется перегородка с отверстием и запорным органом, имеющим пружину и привод, выполненный в виде нити из гигроскопического материала, закрепленный в нижней части стакана и связанный с запорным органом, при этом под перегородкой, где находится нить, расположена зона образования воздушной пробки (авт.св. N 922402, кл. F 16 K 24/02, 1982).

Это устройство имеет тот недостаток, что ограничена его сфера применения, так как в случае установки устройства для выпуска воздуха из гидросистемы во вращающуюся емкость, например в гальванокоагулятор, это устройство оказывается неработоспособным ввиду того, что стакан заполняется жидкостью независимо от того, имеется ли в барабане гальванокоагулятора воздух или нет. Это происходит потому, что как только устройство окажется в вертикальном положении, но как бы опущенным вниз, запорный орган устройства за время, которое необходимо для совершения барабаном половины его оборота, не сможет открыть отверстие для выпуска воздуха.

Известно устройство для выпуска воздуха из трубопровода, выполненное в виде патрубка с центральным каналом, запираемым пробкой, вворачиваемого в стенку трубы, причем пробка выполнена цилиндрической с осевым отверстием и по меньшей мере одним радиальным отверстием, выходящим из трубы, а на конце пробки, обращенном в трубу, нарезана резьба и на нее навернута гайка, при этом между гайкой и корпусом и между корпусом и головкой пробки установлены эластичные прокладки, одна из которых перекрывает радиальное отверстие (авт.св. СССР N 464762, кл. F 24 H 9/00, 1975).

Однако, несмотря на то, что это устройство отличается простотой конструкции и относительным удобством эксплуатации, оно не может работать в автоматическом режиме. Кроме того, не обеспечивается герметичность при работе на загрязненной воде, так как прокладка, расположенная между корпусом и гайкой и закрывающая отверстие в пробке, установлена неподвижно относительно пробки, поэтому в процессе работы плоскость разъема, а именно: зазор между корпусом и прокладкой - забьется грязью, в результате чего устройство не выполняет свою функцию. Ограничена сфера применения данного устройства ввиду того, что его нельзя применить для выпуска воздуха, например, из вращающегося гальванокоагулятора.

Наиболее близким по технической сущности и достигнутому результату к изобретению является устройство для выпуска воздуха из трубопровода, содержащее корпус с наружной резьбой, посредством которой устройство устанавливается в трубопроводе, причем в корпусе размещена цилиндрическая пробка с осевым каналом и радиальными отверстиями, снабженная головкой с лысками под ключ, а на противоположном конце пробки на резьбе установлена гайка, при этом между головкой пробки и корпусом размещена эластичная прокладка и между гайкой и корпусом также размещена эластичная прокладка, перекрывающая радиальное отверстие, причем на обращенных друг к другу торцах гайки и корпуса выполнены выступы с возможностью их взаимного зацепления (авт.св. СССР N 918626, кл. F 16 K 24/00, 1982).

Данное устройство имеет следующие недостатки: 1. Снижается надежность в работе и, следовательно, долговечность, так как прокладка, расположенная между корпусом и гайкой и закрывающая отверстие в пробке, установлена неподвижно, в результате чего (в процессе работы) зазор между корпусом и прокладкой неизбежно забивается грязью, что приводит к частым ремонтам и невыполнению предназначенной ему функции - отвода воздуха; 2. Ограничена сфера применения данного устройства. Это связано с тем, что данное устройство нельзя применять для выпуска воздуха из гальванокоагулятора, так как последний работает только на загрязненной воде; 3. Невозможность работы данного устройства в автоматическом режиме, несмотря на то, что это устройство отличается простотой конструкции и удобством в эксплуатации.

Целью изобретения является создание такого устройства для выпуска воздуха, которое могло бы работать в условиях вращающихся емкостей, например гальванокоагуляторов. Кроме того, оно должно оставаться работоспособным в условиях загрязненной среды, причем не просто работать, а работать в автоматическом режиме и обладать простотой конструкции и надежностью.

Для этого устройство для выпуска воздуха, содержащее корпус с размещенной в нем пробкой с осевым и радиальным отверстиями и прокладку, снабжено отводящим трубопроводом, один конец которого стационарно закреплен и оборудован прорезями, расположенными вдоль трубопровода с разных сторон относительно его продольной оси с размещенными в них горизонтальными роликами, установленными соосно друг другу с возможностью осевого вращения и выступающими за пределы трубопровода, при этом прокладка расположена в корпусе и подпружинена втулкой, а конец пробки, выходящий наружу, снабжен буртиком и пружиной, расположенной между креплением корпуса и буртиком, причем предельная деформация пружины не меньше хода пробки, а ход пробки меньше радиуса ролика.

Оборудование устройства для выпуска воздуха отводящим трубопроводом создает условия, при которых появляется реальная возможность для автоматического выпуска воздуха из вращающейся замкнутой полости, а стационарное закрепление одного конца отводящего трубопровода обеспечивает его фиксированное положение по отношению к вращающейся полости, например гальванокоагулятору.

Наличие прорезей, которыми оборудован стационарно закрепленный конец трубопровода и которые расположены вдоль трубопровода с разных сторон относительно его продольной оси, позволяет разместить ролики так, чтобы они частично выступали за пределы трубопровода, а установка горизонтально расположенных роликов соосно друг другу с возможностью осевого вращения и частично выступающими за пределы трубопроводов обеспечивает плавное обкатывание буртиком пробки выступающей части роликов.

При этом выполнение устройства для выпуска воздуха с жестко закрепленным корпусом создает условия для беспрепятственного осевого перемещения пробки, а установка в корпусе устройства помимо пробки еще подпружиненной втулки и эластичной прокладки исключает любые боковые смещения и перекосы пробки во всех случаях, когда пробка совершает осевые перемещения. Размещение в корпусе эластичной прокладки позволяет очистить от грязи конец пробки в тот момент, когда он "уходит" внутрь пробки при осевом ее перемещении, обеспечивая долговечность работы устройства и его надежность, а размещение в корпусе подпружиненной втулки обеспечивает фиксированное положение эластичной прокладки и, кроме того, ее быструю замену.

Оборудование конца пробки, выходящего наружу, буртиком обеспечивает осевое перемещение пробки за счет набегания буртика на выступающую часть роликов при вращении полости, а установка на пробке пружины позволяет возвращать пробку в исходное положение.

Кроме того, предельная деформация пружины, устанавливаемой на выступающем наружу конце пробки, не меньшем ходе пробки, обеспечивает некоторый запас хода пробки при возвратно-поступательном ее движении, так как меньшая деформация приводит к поломке пружины или роликов. То же самое можно сказать и по поводу хода пробки, который обеспечивает плавное (исключающее любые упоры) обкатывание роликами буртика пробки и плавное осевое перемещение пробки. При ходе пробки, равном радиусу ролика, ни о каком плавном обкатывании буртика не может быть и речи, так как при таком ходе пробки удар буртика о ролики становится просто неизбежным.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа.

Кроме того, технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в расширении сферы применения, выраженной в том, что предлагаемое устройство может быть использовано для выпуска воздуха из вращающихся емкостей и может работать в условиях загрязненной воды. При этом появляется возможность работы устройства в автоматическом режиме, т. е. не требуется дополнительных усилий, как это имеет место в прототипе. Кроме того, повышается надежность в работе устройства, следовательно, его долговечность за счет установки в корпусе устройства эластичной прокладки и подпружиненной втулки, исключающих любые боковые смещения и перекосы пробки во время осевых ее перемещений. Установка в корпусе эластичной прокладки позволяет очищать пробку от грязи, неизбежно попадающую на ее конец в момент выпуска воздуха; На фиг. 1 показано устройство для выпуска воздуха, в котором пружина находится в исходном положении; на фиг.2 - то же, пружина сжата; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2.

Устройство для выпуска воздуха содержит корпус 1, устанавливаемый в отверстии 2 боковой стенки 3 замкнутой полости 4, вращающейся вокруг своей оси. Корпус 1 снабжен фланцем 5 с креплением 6, при помощи которого корпус 1 жестко закреплен на наружной поверхности 7 боковой стенки 3 полости 4. В корпусе 1 размещена цилиндрическая пробка 8 с осевым каналом 9 и радиальным отверстием 10, причем конец 11 пробки 8 расположен в замкнутой полости 4, а конец 12, выходящий наружу, снабжен буртиком 13. При этом пробка 8 выполнена с возможностью осевого перемещения. Кроме того, в корпусе 1 дополнительно размещены подпружиненная втулка 14 и эластичная прокладка 15, а между фланцем 5 и буртиком 13 установлена пружина 16.

Устройство для выпуска воздуха снабжено отводящим трубопроводом 17, конец 18 которого стационарно закреплен, причем крепление выполнено, например, в виде втулки 19, опирающейся на стойку 20, снабженную креплением 21. При этом конец 18 трубопровода 17 оборудован прорезями 22, расположенными вдоль трубопровода 17 с разных сторон относительно его продольной оси и в которых размещены горизонтальные ролики 23, установленные соосно друг другу с возможностью осевого вращения и частично выступающие за пределы трубопровода 17.

Предельная деформация пружины 16 - не меньше хода пробки 8, а ход пробки 8 - меньше радиуса ролика 23.

Устройство работает следующим образом.

Во время вращения вокруг своей оси полости 4 из жидкости, заполняющей ее, выделяется воздух, который собирается в верхней части полости, т.е. создается как бы "воздушная подушка", поэтому устройство для выпуска воздуха, устанавливаемое в стенке 3 полости 4, периодически оказывается то в водной среде, то в воздушной среде.

Когда устройство для выпуска воздуха совместно с полостью 4 перемещается вверх и оказывается в воздушной среде, выходящий наружу конец 12 пробки 8 как бы "наталкивается" на жестко закрепленный конец 18 трубопровода 17. При этом буртик 13, которым снабжен конец 12 пробки 8, скользит по выступающей за пределы трубопровода 17 торцовой части роликов 23. Так как ролики 23 закреплены в прорезях 22 трубопровода 17 с возможностью вращения вокруг своей оси, а корпус 1 жестко закреплен на наружной поверхности 7 стенки 3 при помощи фланца 5 и крепления 6, то при движении буртика 13 по торцовой части роликов 23 пробка 8 получает возможность осевого перемещения. В результате этого пружина 16 сжимается, а радиальное отверстие 10 пробки 8 входит в полость 4, сообщая "воздушную подушку", образовавшуюся в полости 4, с атмосферой, а так как замкнутая полость имеет избыточное давление, то воздух через радиальное отверстие 10 по основному каналу 9 устремляется в отводящий трубопровод 17, при помощи которого выводится за пределы полости 4. При дальнейшем вращении полости 4 вокруг своей оси буртик 13 продолжает скользить по выступающей части роликов 23, но теперь уже как бы с другой их стороны. Пружина 16 разжимается и возвращает пробку 8 в первоначальное состояние. При этом отверстие 10 заходит в корпус 1, причем эластичная прокладка 15, находящаяся в неизменном положении при движении пробки 8 за счет подпружиненной втулки 14, перекрывает радиальное отверстие 10. После этого выброс воздуха из полости 4 прекращается. Кроме того, во время своего движения в обратном направлении пробка 8 "протирается" об эластичную прокладку 15е и очищается от грязи, попадающей на конец 11 пробки 8.

После совершения замкнутой полостью 4 ее полного оборота вокруг своей оси цикл по выпуску воздуха повторяется.

Предлагаемое изобретение является промышленно применимым, так как оно может быть использовано при выпуске воздуха из любых вращающихся емкостей, в частности из гальванокоагуляторов, нашедших широкое применение как в гидрометаллургии, например, для извлечения из растворов ионов благородных металлов, тяжелых металлов, мышьяка, изотопов стронция и других радиоактивных элементов, так и для очистки сточных вод.

Ни одно из известных устройств не может быть использовано для автоматического выпуска воздуха из гальванокоагуляторов, так как эти устройства предназначены для выпуска воздуха или только из водной среды, или только из воздушной. Во время вращения гальванокоагулятора устройство для выпуска воздуха неизбежно оказывается то в водной, то в воздушной средах. Следовательно, ни о каком использовании известных устройств для выпуска воздуха из гальванокоагуляторов не может быть и речи.

Таким образом, заявляемое устройство является промышленно применимым, так как в силу своих конструктивных особенностей может работать как во вращающихся емкостях, так и в условиях загрязненной среды.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПУСКА ВОЗДУХА, содержащее корпус с размещенной в нем пробкой с осевым и радиальным отверстиями и прокладку, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, оно снабжено отводящим трубопроводом, один конец которого стационарно закреплен и снабжен прорезями, расположенными вдоль трубопровода с разных сторон относительно его продольной оси с размещенными в них горизонтальными роликами, установленными соосно друг с другом с возможностью осевого вращения и выступающими за пределы трубопровода, при этом прокладка расположена в корпусе и подпружинена втулкой, а конец пробки, выходящий наружу, снабжен буртиком и пружиной, расположенной между креплением корпуса и буртиком, причем предельная деформация пружины не меньше хода пробки, а ход пробки меньше радиуса ролика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4