грязевик инерционно-гравитационный для трубопроводов подачи воды

Формула изобретения

1. Грязевик инерционно-гравитационный для систем подачи воды, 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 труба и выходной патрубок соединены герметично, объемные элементы выполнены в виде шарового сегмента, высота которого составляет от 25 до 40% величины радиуса шара, из которого вырезан сегмент, минимальное расстояние от поверхности шарового сегмента до цилиндрического корпуса составляет от 2 до 5 радиусов указанного шара, отверстия в трубе выполнены протяженными и ориентированными параллельно плоскости днища, 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 с зазором на трубе, а в корпусе между днищем и большим основанием конусообразного элемента закреплено водомерное стекло.

2. Грязевик по п.1, отличающийся тем, что ширина зазора между поверхностью трубы и меньшим основанием конусообразного элемента составляет не свыше 8 мм.

3. Грязевик по п.1, расстояние между верхними поверхностями объемных тел составляет от 30 до 35% длины трубы.

Описание изобретения к патенту

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 грязевика инерционно-гравитационного для трубопроводов подачи воды.

Технический результат, получаемый при реализации предлагаемой конструкции, состоит в повышении степени очистки воды.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать грязевик инерционно-гравитационный для систем подачи воды, 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. Труба и выходной патрубок соединены герметично, а объемные элементы выполнены в виде шарового сегмента, высота которого составляет от 25 до 40% величины радиуса шара, из которого вырезан сегмент. Минимальное расстояние от поверхности шарового сегмента до цилиндрического корпуса составляет от 2 до 5 радиусов указанного шара. Отверстия в трубе выполнены протяженными и ориентированными параллельно плоскости днища. Элемент, предназначенный для предотвращения попадания ранее осевших на днище частиц в очищаемую среду, представляет собой конусообразный элемент, обращенный большим основанием вверх и закрепленный с зазором на трубе, а в корпусе между днищем и большим основанием конусообразного элемента закреплено водомерное стекло. Предпочтительно ширина зазора между поверхностью трубы и меньшим основанием конусообразного элемента составляет не свыше 8 мм, а расстояние между верхними поверхностями объемных тел составляет от 30 до 35% длины трубы.

Герметичное соединение трубы и выходного патрубка обеспечивает сбор отделенных частиц на днище корпуса. Выполнение объемных элементов указанной формы, а также расстояние от поверхности шарового сегмента до цилиндрического корпуса обеспечивают, с одной стороны, наличие ламинарного потока очищаемой воды, что препятствует забросу частиц в отверстия в трубе и, с другой стороны, 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. Выполнение элемента, предназначенного для предотвращения попадания ранее осевших на днище частиц в очищаемую среду, конусообразным и обращенным большим основанием вверх с закреплением с зазором на трубе, при наличии в корпусе между днищем и большим основанием конусообразного элемента водомерного стекла, обеспечивает скатывание осевших загрязнений в щелевое отверстие между указанным конусообразным элементом и трубой, а также визуальный контроль накопления осадка, что гарантирует своевременное открытие патрубка для удаления грязи и, следовательно, очистку объема корпуса.

Предпочтительно ширина зазора между поверхностью трубы и меньшим основанием конусообразного элемента составляет не свыше 8 мм. Это обеспечивает, с одной стороны, прохождение к патрубку удаления грязи осевших взвешенных частиц и, с другой стороны, предотвращает попадание на днище к патрубку удаления грязи крупных посторонних предметов, способных перекрыть вход в указанный патрубок. Желательно, чтобы расстояние между верхними поверхностями объемных тел составляло от 30 до 35% длины трубы. Это обеспечивает, с одной стороны, в совокупности со сферической формой поверхности объемного тела ламинарный поток очищаемой воды и, с другой стороны, обеспечивает свободное удаление воды из корпуса через трубу. Проходящие в щелевой зазор между поверхностью трубы и конусообразным элементом частицы концентрируются на кольцеобразном основании элемента, выполненного в форме усеченного конуса, и при открывании патрубка для вывода грязи быстро и полностью сливаются в сливную магистраль.

При разработке конструкции в ходе эксплуатации устройства-прототипа было выявлено, что частицы загрязнения могут налипать на конусообразные элементы, а в продольные отверстия могут попадать взвешенные частицы, что значительно уменьшает эффективность очистки воды. Экспериментально было установлено, что оптимальным с точки зрения скольжения взвешенных частиц по поверхности конусообразных элементов является сферическая форма поверхности объемных элементов и горизонтальная ориентация отверстий.

В дальнейшем предлагаемая конструкция ГИГа 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.

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. При значительном накоплении осадка на днище 8, определяемом через водомерное стекло, врезанное в корпус 1 на уровне между днищем 8 и верхней частью конусообразного элемента 10, открывают патрубок 9 и сливают осадок в магистраль канализации.

При использовании грязевика предложенной конструкции за счет введенных конструктивных признаков повышается степень очистки воды, что выражается в уменьшении массы сухого остатка при выпаривании пробы очищенной воды на 24% относительно использования устройства-прототипа.