Грязевик инерционно-гравитационный самоочищающийся
Изобретение относится к области средств обслуживания трубопроводных сетей, предназначенных для транспортировки жидких сред, и может быть использовано в качестве вспомогательных устройств, предотвращающих накопление грязи в трубопроводах. Технический результат изобретения заключается в повышении степени очистки воды. В грязевике объемные элементы выполнены в виде части шара, заключенного между двумя параллельными секущими плоскостями, при этом высота объемных элементов равна расстоянию между наиболее удаленной их части от поверхности трубы, отверстия в трубе выполнены протяженными и ориентированными параллельно плоскости днища, под каждым объемным элементом на трубе с перекрыванием отверстий в трубе закреплены с возможностью вращения вокруг трубы две обоймы, на обоймах под углом 30-32° закреплены по две ножевые пластины, отстоящие от поверхности трубы на расстоянии 1-3 мм, на нижней обойме на ориентированных в радиальном направлении пластинах закреплено кольцо шириной от 7 до 9 мм, по внешнему периметру кольца под углом 45° к вертикали на равном расстоянии друг от друга закреплены прямоугольные пластины, при этом элемент, предназначенный для предотвращения попадания ранее осевших на днище частиц в очищаемую среду, представляет собой конусообразный элемент, обращенный большим основанием вверх и закрепленный на трубе, а патрубок вывода грязи вмонтирован в нижнюю часть конусообразного элемента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области средств обслуживания трубопроводных сетей, предназначенных для транспортировки жидких сред, и может быть использовано в качестве вспомогательных устройств, предотвращающих накопление грязи в трубопроводах подачи воды теплотехнического оборудования котельных, тепловых сетей, центральных тепловых пунктов и тепловых узлов зданий, а также технологических водных потоках и водооборотных циклах промышленных предприятий.
Известна конструкция фильтра для трубопроводов (SU, авторское свидетельство 286968), предназначенного для удаления посторонних включений из воды. Известный фильтр содержит закрытый цилиндрический корпус, фильтрующие решетки и шлюзовой затвор, причем объем корпуса разделен не менее чем на три изолированных сектора фильтрующими решетками, радикально закрепленными на валу, установленном по оси корпуса.
Недостатком известной конструкции следует признать слабую задерживающую загрязнения способность.
Также известна конструкция грязевика (RU, патент 2008604). Указанный грязевик содержит корпус с днищем, причем в корпусе расположены на одной оси патрубки ввода и вывода жидкости, фильтр, расположенный между указанными патрубками. В дне корпуса выполнен патрубок вывода грязи.
Недостатком известного устройства следует признать необходимость его периодической очистки, поскольку из-за наличия значительного количества задержанных в корпусе частиц грязевик постепенно теряет фильтрующие свойства.
Наиболее близким аналогом заявленного технического решения можно признать известную конструкцию грязевика (RU, патент 42438). Указанный грязевик содержит вертикально расположенный корпус с днищем, причем в корпусе расположены на одной оси патрубки ввода и вывода жидкости, а также патрубок вывода грязи. Дополнительно грязевик содержит трубу, установленную в корпусе между входным и выходным патрубками, при этом верхний конец трубы закрыт отбойным кожухом, по длине трубы закреплены конусообразные элементы, образующие острый угол с трубой со стороны днища, на участках трубы, расположенных под конусообразными элементами, выполнены продольные отверстия. В нижней части трубы после последнего конусообразного элемента установлена конусообразная поверхность, предназначенная для предотвращения попадания ранее осевших на днище частиц в очищаемую среду.
Недостатком известного устройства следует признать его невысокую эффективность, обусловленную попаданием взвешенных частиц загрязнений в прорези в трубе, а затем и в очищенную среду.
Техническая задача, решаемая посредством предлагаемой конструкции, состоит в разработке усовершенствованного фильтра грубой очистки.
Технический результат, получаемый при реализации предлагаемой конструкции, состоит в повышении степени очистки жидкости.
Для достижения указанного технического результата предложено использовать грязевик инерционно-гравитационный (ГИТ) самоочищающийся, содержащий вертикально расположенный цилиндрический корпус с днищем, причем в корпусе расположены на одной оси патрубки ввода и вывода жидкости, а также патрубок вывода грязи, при этом он содержит трубу, установленную в корпусе между входным и выходным патрубками, верхний конец которой закрыт отбойным кожухом, по длине трубы закреплены объемные элементы, обращенные широкой стороной в сторону днища, на участках трубы, расположенных под объемными элементами, выполнены отверстия для протока воды, а на нижней части трубы после последнего объемного элемента и над входом патрубка вывода грязи установлен элемент, предназначенный для предотвращения попадания ранее осевших на днище частиц в очищаемую среду. Объемные элементы выполнены в виде части шара, заключенного между двумя параллельными секущими плоскостями, при этом высота объемных элементов равна расстоянию между наиболее удаленной их части от поверхности трубы. Отверстия в трубе выполнены протяженными и ориентированными параллельно плоскости днища. Под каждым объемным элементом на трубе с перекрыванием отверстий в трубе закреплены с возможностью вращения вокруг трубы две обоймы, на обоймах под углом 30-32° к радиусу трубы закреплены две ножевые пластины, отстоящие от поверхности трубы на расстоянии 1-3 мм, на нижней обойме на ориентированных в радиальном направлении пластинах закреплено кольцо шириной от 7 до 9 мм, по внешнему периметру кольца под углом 45° к вертикали на равном расстоянии друг от друга закреплены прямоугольные пластины. Элемент, предназначенный для предотвращения попадания ранее осевших на днище частиц в очищаемую среду, представляет собой конусообразный элемент, обращенный большим основанием вверх и закрепленный на трубе, а патрубок вывода грязи вмонтирован в нижнюю часть конусообразного элемента. Предпочтительно расстояние между верхними поверхностями объемных тел составляет от 15 до 20% длины трубы.
Выполнение объемных элементов указанной формы обеспечивает, с одной стороны, наличие ламинарного потока очищаемой воды, что препятствует забросу частиц в отверстия в трубе, и, с другой стороны, обеспечивает скатывание вниз осевших на поверхности элементов частиц загрязнений. Высота объемных элементов обеспечивает максимально возможное количество рядов отверстий на трубе, при котором не нарушается ламинарность потока и не происходит забрасывание частиц в отверстия. Экспериментально установлено, что при подобной форме выполнения объемных элементов горизонтальная ориентация отверстий в трубе наиболее предпочтительна с точки зрения задержания загрязнений в объеме корпуса. Наличие под каждым объемным элементом на трубе двух обойм, размещенных выше и ниже отверстий в трубе с возможностью вращения вокруг трубы, причем на указанных обоймах под углом 30-32° к радиусу трубы закреплены две ножевые пластины, отстоящие от поверхности трубы на расстоянии 1-3 мм, позволяет при вращении обойм очищать ножевыми пластинами грязь, налипшую на отверстия в трубе. Расположение на нижней обойме на ориентированных в радиальном направлении пластинах кольца шириной от 7 до 9 мм, по внешнему периметру которого под углом 45° к вертикали на равном расстоянии друг от друга закреплены прямоугольные пластины, обеспечивает вращение обойм вокруг трубы за счет неравномерного давления потока очищаемой воды на прямоугольные пластины. Выполнение элемента, предназначенного для предотвращения попадания ранее осевших на днище частиц в очищаемую среду, конусообразным и обращенным большим основанием вверх обеспечивает скатывание осевших загрязнений в патрубок вывода грязи.
При разработке конструкции в ходе эксплуатации устройства-прототипа было выявлено, что частицы загрязнений могут налипать на конусообразные элементы, а в продольные отверстия могут попадать взвешенные частицы, что значительно уменьшает эффективность очистки воды. Экспериментально было установлено, что оптимальной с точки зрения скольжения взвешенных частиц по поверхности объемных элементов является использованная форма поверхности объемных элементов и горизонтальная ориентация отверстий.
В дальнейшем предлагаемая конструкция грязевика будет раскрыта с использованием чертежа, на котором использованы следующие обозначения: корпус 1, входной патрубок 2, выходной патрубок 3, труба 4, отбойный конус 5, объемные элементы 6, отверстия 7 в трубе 4, днище 8, патрубок 9 удаления грязи, конусообразный элемент 10, обоймы 11 и 12, ножевые пластины 13, кольцо 14, прямоугольные пластины 15.
Очистку воды с использованием ГИГа предлагаемой конструкции осуществляют следующим образом. Через патрубок 2 в корпус 1 подают поток очищаемой жидкости. Поток поступает на отбойный конус 5 трубы 4 и равномерно заполняет весь объем корпуса 1 выше конусообразного элемента 10. Через отверстия 7 вода поступает в трубу 4 и затем через патрубок 3 в магистраль чистой воды. Взвешенные в объеме корпуса 1 загрязняющие частицы под действием сил тяжести опускаются на внутреннюю поверхность конусообразного элемента 10. При этом объемные элементы 6 препятствуют попаданию взвешенных частиц в отверстия 7. Накопившиеся в конусообразном элементе 10 загрязнения через периодически открываемый патрубок 9 удаления грязи выводят в сливную магистраль. Вращающиеся вокруг трубы 4 обоймы 11 и 12 перемещают вдоль поверхности трубы 4 ножевые пластины 13, которые удаляют грязь, застрявшую в горизонтальных отверстиях 7. Вращение обойм 11 и 12 происходит на счет неодинакового давления потока очищаемой воды на прямоугольные пластины 15, закрепленные на кольце 14, жестко соединенном с нижней обоймой 12.
При использовании ГИГа предложенной конструкции за счет введенных конструктивных признаков повышается степень очистки воды, что выражается в уменьшении массы сухого остатка при выпаривании пробы очищенной воды на 19% относительно использования устройства-прототипа.
1. Грязевик инерционно-гравитационный самоочищающийся, содержащий вертикально расположенный цилиндрический корпус с днищем, причем в корпусе расположены на одной оси патрубки ввода и вывода жидкости, а также патрубок вывода грязи, при этом он содержит трубу, установленную в корпусе между входным и выходным патрубками, верхний конец которой закрыт отбойным кожухом, по длине трубы закреплены объемные элементы, обращенные широкой стороной в сторону днища, на участках трубы, расположенных под объемными элементами, выполнены отверстия для протока воды, а на нижней части трубы после последнего объемного элемента и над входом патрубка вывода грязи установлен элемент, предназначенный для предотвращения попадания ранее осевших на днище частиц в очищаемую среду, отличающийся тем, что объемные элементы выполнены в виде части шара, заключенного между двумя параллельными секущими плоскостями, при этом высота объемных элементов равна расстоянию между наиболее удаленной их части от поверхности трубы, отверстия в трубе выполнены протяженными и ориентированными параллельно плоскости днища, под каждым объемным элементом на трубе с перекрыванием отверстий в трубе закреплены с возможностью вращения вокруг трубы две обоймы, на обоймах под углом 30-32° закреплены по две ножевые пластины, отстоящие от поверхности трубы на расстоянии 1-3 мм, на нижней обойме на ориентированных в радиальном направлении пластинах закреплено кольцо шириной от 7 до 9 мм, по внешнему периметру кольца под углом 45° к вертикали на равном расстоянии друг от друга закреплены прямоугольные пластины, при этом элемент, предназначенный для предотвращения попадания ранее осевших на днище частиц в очищаемую среду, представляет собой конусообразный элемент, обращенный большим основанием вверх и закрепленный на трубе, а патрубок вывода грязи вмонтирован в нижнюю часть конусообразного элемента.
2. Грязевик по п.1, отличающийся тем, что расстояние между верхними поверхностями объемных тел составляет от 15 до 20% длины трубы.
