ФИЛЬТР-ГРЯЗЕВИК САМООЧИЩАЮЩИЙСЯ

Название полезной модели.
Фильтр - грязевик самоочищающийся. Область техники, к которой относится полезная модель.
Предлагаемая полезная модель относится к устройствам по удалению механических примесей из жидкостей и может быть использована в промышленности для удаления механических примесей из движущихся потоков жидкости, например, таких как вода теплосети, водопроводная вода, техническая вода.
Уровень техники.
Известна конструкция грязевика (RU. Патент №2193529), предназначенного для устранения из транспортируемой по трубопроводу водно-дисперсной среды механических загрязнений в виде шлама и взвешенных частиц. Конструкция грязевика, предусматривает в нем наличие магнита, притягивающего шлам из воды и установленного в горизонтальных трубах из немагнитного материала. После изъятия магнита из этих труб шлам, примагниченный к этим трубам, осыпается на дно грязевика и удаляется. Недостатком указанной конструкции является необходимость использования ручного труда при периодической очистке внутреннего объема устройства от механических загрязнений.
Наиболее близким аналогом предлагаемой модели можно признать известную конструкцию фильтра-грязевика вертикального инерционного (RU. Патент на полезную модель 115037). Указанный фильтр-грязевик имеет вертикально расположенный цилиндрический корпус с верхним и нижнем днищами, а также соосно-расположенными входным и выходным патрубками, при этом часть выходного патрубка выполнена как вертикально расположенный внутри корпуса отрезок трубы, в стенках которого образованы перфорированные участки в виде горизонтально расположенных рядов сквозных отверстий, причем верхний конец трубы расположен под входным патрубком и снабжен коническим отбойным козырьком, а вдоль трубы между ней и цилиндрическим корпусом в зонах расположения перфорированных участков размещены конусообразные расширяющиеся книзу элементы, а также имеет дренажное и распределительные средства. В указанной конструкции не в полной мере использованы возможности снижения скорости жидкости внутри корпуса, не используются для удаления механических примесей центробежные силы, остается возможность налипания на отверстия механических примесей.
Раскрытие полезной модели.
Предотвращение попадания механических примесей в аппараты, входящие в состав установок, через которые прокачивается жидкость в ходе технологического процесса (насосы, водогрейные котлы, бойлера, тепловые узлы и т.п.) является одним из условий их длительной безаварийной эксплуатации.
Фильтр - грязевик самоочищающийся состоит из вертикального цилиндрического корпуса, который установлен на стойки. В верхнюю часть корпуса через патрубок тангенциально вводится поток очищаемой жидкости. В зависимости от характера загрязнений ось патрубка может быть направлена под углом к поперечному сечению корпуса, что не меняет способа очистки жидкости в фильтре - грязевике самоочищающемся и направлено на получение одного и того же технического результата. В зависимости от места установки фильтра - грязевика самоочищающегося на производстве патрубок тангенциального ввода в корпус очищаемой жидкости может быть смонтирован внутри корпуса, что не меняет способа очистки жидкости в фильтре - грязевике самоочищающемся и направлено на получение одного и того же технического результата. Нижняя часть обечайки корпуса оборудуется люком для осмотра внутренней части корпуса и его очистки. Верхняя крышка корпуса выполнена плоской. В зависимости от способа изготовления верхняя крышка может быть выполнена элипсообразной или конической, что не меняет способа очистки жидкости в фильтре - грязевике самоочищающемся и направлено на получение одного и того же технического результата. Верхняя крышка корпуса оборудуется патрубком, оборудованным запорной арматурой, что позволяет удалять из корпуса воздух при заполнении его жидкостью и периодически удалять из корпуса механические примеси с удельной массой меньше, чем удельная масса жидкости. Дно корпуса выполнено в виде двух соединенных между собой частей - плоской, примыкающей к обечайке корпуса, и выполненной в виде усеченного конуса конической, примыкающей к сборному коллектору. На плоской части дна монтируется не менее одного дренажного патрубка, оборудованного запорной арматурой, что позволяет удалять из корпуса механические примеси, удаленные из жидкости.
Очищенная жидкость удалятся из корпуса через смонтированный внутри корпуса сборный коллектор с отверстиями, выполненный в форме усеченного конуса, направленного вершиной вниз. Отверстия в сборном коллекторе в зоне прямого действия вводимого в корпус потока жидкости не выполняются. Сборный коллектор оборудуется фланцевым соединением, обеспечивающим внутренний осмотр и чистку сборного коллектора, к фланцевому соединению присоединен патрубок с запорной арматурой, через который периодически удаляются задержанные в сборном коллекторе механические загрязнения. Из сборного коллектора очищенная вода подается в технологический трубопровод через патрубок отвода очищенной жидкости.
Изменение проходного сечения по высоте корпуса за счет формы сборного коллектора приводит к появлению непрерывной разницы в градиентах вертикальной составляющей скорости жидкости и механических примесей, имеющих удельную массу больше, чем удельная масса перекачиваемой жидкости, за счет сил инерции. Форма сборного коллектора позволяет также получить дополнительное удаление механических примесей внутри сборного коллектора за счет силы тяжести и остаточного вращательного движения жидкости в сборном коллекторе, приобретенного жидкостью при тангенциальном вводе очищаемой жидкости в корпус.
Выполнение дна фильтра - грязевика самоочищающегося в виде двух соединенных между собой частей - плоской, примыкающей к обечайке корпуса, и конической, примыкающей к сборному коллектору, позволяет вследствие воздействия на механические примеси скатывающей силы на конической части дна и центробежной силы накапливать удаленные механические примеси на плоской части дна корпуса, примыкающей к обечайке корпуса, и удалять их оттуда при открытии запорной арматуры на дренажных патрубках дна корпуса.
Вращательное движение жидкости и сила тяжести позволяют непрерывно смывать механические примеси, налипшие на отверстия сборного коллектора, имеющего форму усеченного конуса, обращенного вершиной вниз.
Технический результат использования заявляемой полезной модели выражается в увеличении степени очистки жидкости от механических примесей, имеющих удельную массу большую, чем удельная масса перекачиваемой жидкости, за счет использования при очистке жидкости центробежной силы, эффективного использования сил инерции, воздействующих на механические примеси, при уменьшении скорости очищаемой жидкости внутри корпуса, вызванного формой сборного коллектора, использовании формы днища для эффективности отделения жидкости от механических примесей, непрерывной очистке отверстий сборного коллектора от загрязнений.
Предлагаемая полезная модель имеет следующие преимущества относительно известного уровня техники: высокая степень удаления механических примесей; широкая область применения; простота конструкции; небольшое гидравлическое сопротивление; невысокая стоимость.
Описание чертежей.
На чертеже (фигура 1) схематически изображен предлагаемый фильтр-грязевик самоочищающийся.
Цилиндрический корпус - 1; патрубок тангенциального ввода в корпус очищаемой жидкости - 2; люк - 3; дренажные патрубки на дне корпуса с запорной арматурой - 4; фланцевое соединение, обеспечивающее внутренний осмотр и чистку сборного коллектора - 5; дренажный патрубок сборного коллектора с запорной арматурой - 6; стойки для установки корпуса - 7; плоская часть днища корпуса - 8; коническая часть днища корпуса - 9; сборный коллектор, выполненный в форме усеченного конуса, - 10; отверстия на сборном коллекторе - 11; верхняя крышка корпуса - 12, дренажный патрубок на верхней крышке корпуса с запорной арматурой - 13; патрубок отвода жидкости в технологический трубопровод - 14;.
Осуществление полезной модели
В верхнюю часть цилиндрического корпуса (1) фильтра - грязевика самоочищающегося через патрубок (2) тангенциально вводится поток очищаемой жидкости. За счет центробежной силы, возникающей при тангенциальном вводе загрязненной жидкости, механические примеси, имеющие удельную массу больше, чем удельная масса перекачиваемой жидкости, отжимаются к внутренним стенкам корпуса и под действием нисходящего потока жидкости и силы тяжести опускаются на дно корпуса. По мере движения очищаемой жидкости вниз вертикальная составляющая скорости движения очищаемой жидкости непрерывно уменьшается из-за увеличения проходного сечения. Механические примеси, имеющие удельную массу больше, чем удельная масса перекачиваемой жидкости, двигаются вниз за счет сил инерции в каждом отдельном сечении быстрее, чем жидкость и, тем самым, выпадают на дно. Механические примеси под действием скатывающей силы на конической части дна (9) и центробежной силы собираются на плоской части дна корпуса (8) и удалятся при периодическом открытии запорной арматуры дренажных патрубков (4). Жидкость, освобожденная от основной части механических примесей, имеющих удельную массу больше, чем удельная масса перекачиваемой жидкости, проходит в сборный коллектор (10) через отверстия (11), в котором за счет силы тяжести и остаточного вращательного движения, приобретенного при тангенциальном вводе жидкости в корпус, происходит дополнительное отделение механических примесей от жидкости. При открытии запорной арматуры дренажного патрубка сборного коллектора (6) эти механические примеси удаляются. Очищенная вода из сборного коллектора поступает в патрубок (14), соединенный с технологическим трубопроводом.
Удаление механические примесей, имеющих удельную массу меньше, чем удельная масса перекачиваемой жидкости, проводится при открытии запорной арматуры дренажного патрубка (13) на верхней крышке корпуса (12), дренажный патрубок (13) одновременно служит воздушником при заполнении фильтра - грязевика самоочищающегося жидкостью.
Вращательное движение жидкости внутри корпуса и сила тяжести позволяют непрерывно смывать механические примеси, налипшие на отверстия (11) сборного коллектора (10), имеющего форму усеченного конуса, обращенного вершиной вниз.
Периодический внутренний осмотр и очистка внутреннего объема корпуса проводится через люк (3). Периодический внутренний осмотр и очистка внутреннего объема сборного коллектора (10) проводится при снятии фланцевого соединения (5).
Для установки фильтра - грязевика самоочищающегося в рабочее положение используются стойки (7).