устройство для автоматического сбора и фильтрования различных жидкостей, залива их в герметичные емкости и перелива из них в другие емкости

Формула изобретения

Устройство для автоматического сбора и фильтрования различных жидкостей, залива их в герметичные емкости и перелива из них в другие емкости, содержащее герметичную емкость с верхним заливным отверстием, фильтр, магистраль сжатого воздуха, воздухораспределитель с штоком и поплавком, расположенным подвижно в этой емкости между двумя упорами, эжектор, заборный шланг, регулировочные краны и фланец, отличающееся тем, что на нормализованной герметичной емкости типа железнодорожной цистерны на горловине по периметру заливного отверстия приварена стальная втулка, а на самой цистерне - кольцевые ребра жесткости, при этом заливное отверстие заглушено фланцем с прокладкой, а заборный и сливной шланги через обратные клапаны и фланец связаны с внутренней полостью цистерны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сбора и фильтрования различных жидкостей, залива их в герметичные емкости и перелива из них в другие емкости в больших объемах, пролитых и разлитых в аварийных и чрезвычайных ситуациях.

Известен "Автомат для переливания и перекачки различных жидкостей", патент РФ №2139452, класс F 04 F 1/02, 5/00. Он содержит жидкостную емкость с трубопроводами подвода и отвода жидкостной среды с установленными в них обратными клапанами. Жидкостная емкость заглушена крышкой с помощью винтов и гаек. На ней установлен воздухораспределителе и закреплен. На нижнем конце его штока, помещенном в жидкостной емкости, закреплены регулировочные упоры, между ними установлен подвижно поплавок с регулировочным грузом.

А на верхнем конце штока закреплен фланец напротив постоянного магнита, установленного в воздухораспределителе, закрепленный крышкой и винтами. Шток удерживается в воздухораспределителе навернутыми на его резьбовой конец регулировочными гайками.

Магистраль сжатого воздуха через отверстие в воздухораспределителе и кольцевую проточку в штоке связана с патрубком, через который сжатый воздух подводится к активному соплу эжектора. А через отверстие в воздухораспределителе и трубопровод с жидкостной емкостью. Жидкостная емкость через трубопровод, отверстие в воздухораспределителе и проточку в штоке и трубопровод соединена с пассивным соплом эжектора.

В штоке установлена шайба, с ее помощью выдерживается определенный зазор между фланцем и постоянным магнитом в верхнем положении. В магистрали сжатого воздуха, в трубопроводах подвода и отвода жидкой среды установлены краны.

При переливе жидкостей, засоренных механическими загрязнениями, в заборном трубопроводе можно установить простой фильтр, который очистит их от этих загрязнений и предохранит от засорения обратные клапаны. А при сборе пролитых жидкостей с полов или земли можно использовать различные пылесосные насадки.

Работа автомата. Открыть краны в магистрали сжатого воздуха в трубопроводах подвода и отвода жидкостей. Сжатый воздух, пройдя через отверстие в воздухораспределителе и кольцевую проточку в штоке, по патрубку будет поступать в активное сопло эжектора, который через патрубок, отверстие в штоке и трубопровод будет производить откачку воздуха из жидкостной емкости. Тогда один обратный кран закроется, а другой откроется, и жидкость по трубопроводу подвода жидкости, пройдя через фильтр, будет поступать в жидкостную емкость. После ее заполнения поплавок в верхнем положении под воздействием на него выталкивающий силы жидкости поднимет шток в верхнее положение и он будет удерживаться в этом положении через фланец постоянным магнитом, перекроет отверстие, через которое сжатый воздух подводился к эжектору, свяжет магистраль сжатого воздуха через отверстие в воздухораспределителе, проточку в штоке и трубопровод с верхней полостью жидкостной емкости, не заполненной жидкостью.

Один обратный клапан закроется, а другой откроется и жидкость будет переливаться в другую емкость, установленную выше жидкостной емкости.

После слива жидкости поплавок опустится вниз и под воздействием его на упор шток опустится в исходное положение, и цикл работы автомата повторится. После окончания работы закрыть все краны.

Материал автомата зависит от фильтруемых и переливаемых жидкостей.

К недостаткам этого автомата следует отнести, что в нем нельзя использовать вместо жидкостной емкости нормализованные, больших объемов, типа железнодорожных цистерн, у которых нет отверстий для слива и перелива из них отфильтрованных жидкостей. Поэтому его нецелесообразно использовать для сбора, фильтрования и переливания в больших объемах различных жидкостей в чрезвычайных и аварийных ситуациях.

Наиболее близким по технической сущности, выбранном в качестве прототипа, является "Устройство для фильтрования и залива в герметичные емкости различных жидкостей", патент РФ №2091127 класс В 01 D 29/00. Оно содержит герметичную емкость, например железнодорожную цистерну, ее заливное отверстие заглушено прокладкой и фланцем, на котором установлены и закреплены воздухораспределитель, эжектор, заборный шланг с краном, и фильтром и вакуумметром.

Корпус воздухораспределителя выполнен из двух втулок: верхней и нижней. Его нижняя полость связана с магистралью сжатого воздуха через трубопровод. Нижнее конусное отверстие нижней втулки перекрыто конусом штока, который установлен в воздухораспределителе с уплотнительными кольцами, у него имеется еще и верхний конус. На штоке во внутренней полости установлен между регулировочными упорами поплавковый клапан с регулировочным грузом. Между верхним конусным отверстием в верхней втулке, отверстием верхней втулке и штоком имеется зазор, а внутренняя полость воздухораспределителя соединена трубопроводом с активным соплом эжектора, а его пассивное сопло связано через переходник и отверстие в нем с внутренней полостью емкости. В нем с помощью крышки установлен предохранительный клапан, поплавок которого помещен во внутренней полости емкости, а на фланце закреплен заборный шланг с краном и фильтром.

Работа устройства. Перед началом работы необходимо открыть крышку емкости и запрокинуть ее так, чтобы она не упала в свое прежнее положение. Перекрыть заливное отверстие ее с помощью прокладки и фланца, на котором закреплены воздухораспределитель, эжектор, заборный шланг с краном, фильтром и вакуумметром. Чтобы увеличить вес, которым фланец поджат к емкости, надо заборный шланг обмотать вокруг воздухораспределителя. Открыть краны в магистрали сжатого воздуха и вакуумметра. После этого сжатый воздух через трубопровод, внутреннюю полость и трубопровод будет подводиться к активному соплу эжектора, который будет производить откачку воздуха из емкости.

После достижения в ней определенного вакуума фланец будет поджат к емкости за счет перепада давлений: вакуума в ней и атмосферного снаружи ее. Заборный шланг установить в жидкость, которую надо отфильтровать и слить в емкость.

Тогда эта жидкость, за счет перепада давления, пройдя через фильтр, будет сливаться в емкость.

После заполнения емкости отфильтрованной жидкостью поплавковый клапан воздухораспределителя всплывет вверх, поднимет шток за счет упора в верхнее положение, перекроет своим наружным конусом отверстие в верхней втулке, через который сжатый воздух поступал к эжектору, и будет удерживаться в этом положении сжатым воздухом, под воздействием его на конус штока. А эжектор свяжет верхнюю часть внутренней емкости с атмосферой и она больше не будет заполняться жидкостью. По окончанию работы эжектора можно определить, что емкость заполнена жидкостью.

После окончания работы снять фланец с емкости, в это время не будет перепада давления, она через эжектор свяжется атмосферой, и он не будет поджат к ней, и закрыть заливное отверстие крышкой емкости.

Предохранительный клапан и поплавок предотвращают выброс жидкости из емкости через эжектор в атмосферу в аварийных ситуациях.

Материал, из которого можно изготовить устройство, зависит от фильтруемой и переливаемой жидкости.

К недостаткам этого устройства следует отнести, что с его помощью нельзя отфильтрованные жидкости, слитые в герметичную емкость, автоматически переливать из нее во время работы в другие емкости, установленные выше этой емкости. Задача изобретения – устранение указанных недостатков.

Эта задача достигается тем, что в предлагаемом устройстве в нормализованной железнодорожной цистерне, которая изготавливается серийно, на ее горловине, по периметру заливного отверстия, приварена стальная втулка, а на самой цистерне - ребра жесткости. При этом заливное отверстие заглушено фланцем с прокладкой, а заборный и сливной шланги через обратные клапаны и фланец связаны с внутренней полостью герметичной емкости. Поэтому во время работы устройства можно подавать в верхнюю часть внутренней полости цистерны, не заполненной жидкостью, сжатый воздух. И с его помощью автоматически переливать из нее отфильтрованные жидкости в другие емкости, установленные выше цистерны. При этом заборный и сливной шланги, связанные через свои обратные клапаны и фланец с внутренней полостью цистерны, позволяют автоматизировать слив и перелив из нее различных жидкостей во время работы устройства.

Установленные на цистерне и закрепленные на ней ребра жесткости повышают надежность и технику безопасности в работе устройства. Использование в нем нормализованной герметичной железнодорожной цистерны, которые изготавливаются серийно, понижают стоимость и трудоемкость изготовления устройства.

В этом автор видит новизну и существенные отличия преложенного им устройства для автоматического сбора и фильтрования различных жидкостей, залива их в герметичные емкости и перелива из них в другие емкости, установленные выше железнодорожной цистерны.

На чертеже показан общий вид устройства. Оно содержит нормализованную герметичную емкость типа железнодорожной цистерны 1 на горловине которой по периметру заливного отверстия приварена электросваркой стальная втулка 2, а на самой цистерне кольцевые ребра жесткости 3, чтобы повысить прочность цистерны. Ее заливное отверстие заглушено фланцем 4 с прокладкой 5 с помощью и винтов, которые на чертеже условно не показаны. На фланце 4 установлен и закреплен воздухораспределитель 6 с помощью винтов, они на чертеже тоже условно не показаны. На нижнем конце его штока 7, помещенном в цистерне 1, закреплены регулировочные упоры 8, а между ними установлен подвижно поплавок 9 с регулировочным грузом 10. А на верхнем конце штока 7 закреплен фланец 11 напротив постоянного магнита 12, установленного в воздухораспределителе и закрепленного крышкой 13 винтами, они на чертеже условно не показаны. Шток 7 удерживается в воздухораспределителе 6 навернутыми на его резьбовой конец регулировочными гайками 14.

Магистраль сжатого воздуха 15 через отверстие 16 в воздухораспределителе 6 и кольцевую проточку 17 в штоке 7 связана патрубком 18, через который сжатый воздух подводится к активному соплу 19 эжектора 20, а через отверстие 21 и трубопровод 22 - с цистерной 1. На чертеже эта связь заглушена штоком 7. Цистерна 1 через трубопровод 23, отверстие 24, проточку в штоке 7 и трубопровод 26 соединена с пассивным соплом 27 эжектора 20.

В штоке 7 установлены уплотнения, которые на чертеже условно не показаны, и шайба 28, с ее помощью выдерживается постоянный зазор между фланцем 11 и постоянным магнитом 12 в верхнем положении. Заборный шланг 29, в котором установлен фильтр 30, связан через свой обратный клапан 31 и фланец 4 с внутренней полостью цистерны 1. А сливной шланг 32 через обратный клапан 33 и тоже через фланец 4 связан с внутренней полостью цистерны 1.

В условной емкости 34 имеется жидкость 35, ее надо отфильтровать и перелить в условную емкость 36, которая установлена выше цистерны 1. В магистрали сжатого воздуха, заборном и сливном шлангах установлены краны 37.

Работа устройства. Открыть кран 37 в магистрале сжатого воздуха 15, заборном шланге 29 и сливном шланге 32. Сжатый воздух, пройдя через отверстие 16 в воздухораспределителе 6 и кольцевую проточку 17 в штоке 7, по трубопроводу 18 будет поступать в активное сопло 19 эжектора 20, который через трубопровод 26, отверстие 24 в воздухораспределителе 6, кольцевую проточку 25 в штоке 7 и трубопровод 23 будет производить откачку воздуха из цистерны 1. Тогда обратный клапан 33 закроется, а 31 откроется и жидкость 35 по заборному шлангу 37, пройдя фильтр 30, будет поступать в цистерну 1. После ее заполнения поплавок 9 в верхнем положении под воздействием на него выталкивающей силы жидкости 35 поднимет шток 7 в верхнее положение и он будет удерживаться в этом положении через фланец 11 постоянным магнитом 12, перекроет отверстие 16, через которое сжатый воздух подводился к эжектору 20, свяжет магистраль сжатого воздуха 15 через отверстие 21, проточку 25 в штоке 7 и трубопровод 22 с верхней полостью цистерны 1, не заполненную жидкостью. Обратный клапан 31 закроется, а 33 откроется, и жидкость 35 будет переливаться в емкость 36. После слива жидкости 35 из цистерны 1 ее поплавок 9 опустится вниз и под воздействием его на упор 8 шток 7 опустится в исходное положение и цикл работы устройства повторится. После окончания работы закрыть все краны.

С помощью гаек 14, регулировочного груза 10, регулировочными упорами 8 и кранов 37 производят регулировку работы устройства. А материал, из которого оно изготавливается, зависит от фильтруемых и переливаемых жидкостей. Ими могут быть конструкционные стали, нержавеющие стали и пластмассы.