УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ПРИМЕСЕЙ (ВАРИАНТЫ)

Устройство для очистки воды от взвешенных примесей (варианты)
Полезная модель относится к области очистки воды от взвешенных примесей, преимущественно, в системах теплоснабжения. Предлагаемая полезная модель может быть использована в устройствах непрерывного действия для очистки воды от взвешенных примесей в циркуляционных контурах, например, в теплосетях, перед теплообменниками, насосами и пр.
Известно, принятое в качестве прототипа, устройство для очистки воды от взвешенных примесей в системах теплоснабжения, Грязевик, содержащий цилиндрический резервуар, имеющий сужающееся днище с патрубком слива примесей, расположенные вверху цилиндрической части резервуара впускной патрубок для поступления обрабатываемой воды и выпускной патрубок для слива очищенной воды, сетчатый фильтр, установленный перед выпускным патрубком. Сетчатый фильтр выполнен с возможностью его извлечения из резервуара для прочистки. Кроме того резервуар содержит съемную крышку с воздухоотводящим патрубком. ( В.И. Манюк и др. Справочник по наладке и эксплуатации водяных тепловых сетей, М., Стройиздат, 1982г. стр. 19).
В описанном устройстве используется механический принцип очистки воды от взвешенных примесей, включающий в себя грубую очистку - отделение примесей от воды осаждением и более тонкую очистку - фильтрацию потока сетчатым фильтром
Вследствие снижения скорости потока в резервуаре, имеющем значительно большее сечение, чем входной патрубок, по которому поступает в резервуар обрабатываемая вода, отдельные частицы, под действием силы тяжести оседают и скапливаются в донной, сужающейся части резервуара. Более мелкие частицы, вместе с потоком воды движутся к выходному патрубку. Частицы, размеры которых больше размера ячеек сетки фильтра, задерживаются сетчатым фильтром.
Основным недостатком описанного устройства является быстрое закупоривание взвесями ячеек сетчатого фильтра и, как следствие, необходимость частой очистки сетчатого фильтра. В частности, при использовании устройства в системах теплоснабжения, в пусковой период очистка сетчато2000108774
Illllllllllllllllllllllllilllllllllllinilllllll
- 2  О . О. . О 1  О а 7 7 4 ..
го фильтра осуществляется каждые 3-4 дня, что существенно затрудняет эксплуатацию таких устройств.
Известно, также предназначенное преимущественно для систем теплоснабжения, устройство для очистки воды от взвешенных примесей Магнитный шламоотводитель OlSm, в котором до сетчатого фильтра реализуется дополнительная тонкая очистка воды магнитным полем путем отделения ферромагнитных примесей (Проспект польской фирмы SPAW-TEST Магнитный шламоотводитель OISm, копия прилагается).
Устройство содержит цилиндрический резервуар, имеющий сужающееся днище с патрубком слива примесей, расположенные вверху цилиндрической части резервуара впускной патрубок для поступления обрабатываемой воды и выпускной патрубок для слива очищенной воды, сетчатый фильтр, установленный перед выпускным патрубком. Кроме того резервуар содержит съемную крышку с воздухоотводящим патрубком.
Резервуар разделен решетчатой вставкой на две камеры, цилиндрическую и донную. В цилиндрической камере резервуара, над решетчатой вставкой, установлены направляющие течение воды перегородки с плоскими магнитами. Нижние кромки направляющих перегородок отделены зазором от решетчатой вставки.
Сетчатый фильтр, решетчатая вставка и направляющие потока с магнитами выполнены с возможностью их извлечения из резервуара.
Перегородки задают направление и скорость потока обрабатываемой воды внутри резервуара. При обтекании потоком перегородок с магнитами частицы с парамагнитными свойствами оседают на магнитах. Спустя некоторое время отдельные агломераты, образующиеся на магнитах из ферромагнитных частиц, отделяются и падают на дно. Благодаря тому, что агломераты сохраняют магнитные свойства они не разбиваются на отдельные частицы.
Однако магниты не оказывают влияние на органические составляющие взвесей, которых особенно много в штатный период работы отопительной системы. При этом в области решетчатой вставки создается турбулентный поток воды, препятствующий осаждению примесей на дно и, кроме того, поднимающий часть примесей с донной части резервуара к сетчатому
фильтру, что вызывает быстрое закупоривание взвесями ячеек сетки и, как следствие, необходимость частой очистки сетчатого фильтра
В основу настоящей полезной модели поставлена задача создать устройство очистки воды от взвешенных примесей с более эффективной очисткой до сетчатого фильтра, с тем чтобы увеличить эксплуатационные периоды устройства без очистки сетчатого фильтра.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для очистки воды от взвешенных примесей, содержащем резервуар с входным патрубком для поступления в резервуар обрабатываемой воды, выходным патрубком для слива чистой воды и донной частью с патрубком слива примесей, согласно предлагаемой полезной модели, устройство снабжено магнитной системой очистки воды, содержащей постоянные магниты, распределенные в объеме резервуара между входным и выходным патрубками.
При этом полюса постоянных магнитов ориентируют таким образом, что между соседними постоянными магнитами образуется замкнутое магнитное поле.
В предлагаемом устройстве очистка обрабатываемой воды в резервуаре, до сетчатого фильтра, осуществляется, как и в известном Магнитном шламоотводителе OISm, путем отделения ферромагнитных частиц примесей, которые, попадая под действие постоянного магнитного поля, притягиваются к магнитам.
Замкнутое магнитное поле между двумя соседними магнитами увеличивает вероятность оседания ферромагнитных частиц на одном из постоянных магнитов. Отсутствие направляющих течения воды перегородок, увеличивающих в известном Магнитном шламоотводителе OISm скорость потока внутри резервуара, способствует осаждению более крупных частиц на дно резервуара под действием силы тяжести. То есть в данном варианте выполнения полезной модели в большей мере, чем в известном Магнитном шламоотводителе OISm, реализуется механический принцип грубой очистки - отделение от воды примесей осаждением, что обеспечивает более эффективную очистку воды от органических примесей при той же степени тонкой очистки путем отделения ферромагнитных примесей.
потока, образующих каналы для протекания воды от входного патрубка к выходному, открытые со стороны донной части резервуара.
Направляющие потока могут быть выполнены в виде вертикальной конструкции из прямоугольных перегородок, боковые грани которых примыкают к боковым стенкам резервуара. При этом вертикальная конструкция включает центральную перегородку, расположенную в осевой плоскости резервуара, параллельной входящему потоку и, по крайней мере две, перпендикулярные центральной, поперечные перегородки, установленные одна за другой перед входным патрубком, образуя два симметричных относительно центральной перегородки узких вертикальных канала, открытых со стороны донной части. Постоянные магниты выполнены плоскими и закреплены в, по меньшей мере, один вертикальный ряд на стороне каждой поперечной перегородки, служащей внутренней стенкой узкого канала, и на обеих сторонах центральной перегородки, за узким каналом, при этом полюса постоянных магнитов ориентированы таким образом, что между соседними постоянными магнитами образуется замкнутое магнитное поле.
В описанном выше варианте выполнения устройстве для очистки воды от взвешенных примесей, в отличие от известного Магнитного шламоотделителя OISm, отсутствует решетчатая вставка под нижними гранями перегородок и донная часть резервуара служит отстойником. Поток воды, под нижними гранями перегородок, особенно под нижними гранями поперечных перегородок, на выходе из узкого канала, теряет скорость, и более крупные частицы, под действием силы тяжести оседают на дно резервуара. При этом вымывания потоком частиц примесей со дна к выходному патрубку практически не происходит.
Таким образам в данном варианте, как и в ранее описанном, в большей мере, чем в известном Магнитном шламоотводителе OISm, реализуется механический принцип грубой очистки - отделение от воды частиц примесей осаждением, что обеспечивает более эффективную очистку от органических примесей при сохранении эффективности отделения ферромагнитных частиц примесей.
Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для очистки воды от взвешенных примесей, содержащем резервуар с входным патрубком для поступления в резервуар обрабатываемой воды, выходным патрубком для слива чистой воды и донной частью с патрубком слива примесей, согласно предлагаемой полезной модели, в резервуаре установлен модуль механической тонкой очистки, содержащий, по меньшей мере, две, расположенные одна под другой наклонные к горизонтальной плоскости перфорированные полки, при этом перфорация соседних полок выполнена в шахматном порядке.
В данном варианте устройства используется принцип полочного отстойника.
Частицы примесей на достаточно коротком пути касаются поверхности одной из перфорированных полок и прилипают к ней. Накапливаясь на поверхности полки, частицы примесей образуют агломераты, которые постепенно смываются через отверстия полок на дно резервуара. Наличие, по меньшей мере, двух полок, установленных на близком расстоянии одна под другой, как в полочном отстойнике, усиливает эффект осаждения примесей на поверхностях полок. Осаждению примесей на нижележащей полке способствует шахматная перфорация соседних полок. Наклонное положение полок обеспечивает сползание примесей на дно резервуара.
Наиболее предпочтительным вариантом реализации предлагаемой полезной модели является комплексный вариант, согласно которому, устройство для очистки воды от взвешенных примесей включает как магнитную систему очистки воды, так и модуль механической тонкой очистки.
Согласно предпочтительному варианту поставленная задача решается тем, что устройстве для очистки воды от взвешенных примесей, содержащем резервуар с входным патрубком для поступления в резервуар обрабатываемой воды, выходным патрубком для слива чистой воды и донной частью с патрубком слива примесей, согласно предлагаемой полезной модели, устройство дополнительно снабжено магнитной системой очистки воды и модулем механической тонкой очистки, содержащим, по меньшей мере, две, расположенные в резервуаре одна под другой наклонные к горизонтальной плоскости перфорированные полки, причем перфорация соседних полок выполнена в шахматном порядке, а магнитная система очистки воды содержит вертикальную конструкцию из прямоугольных перегородок, нижние грани которых расположены выше наклонных перфорированных полок модуля механической тонкой очистки, причем вертикальная конструкция содержит центральную вертикальную перегородку, установленную в осевой плоскости резервуара, параллельной входящему потоку и, по крайней мере, две перпендикулярные центральной, поперечные перегородки, боковые грани которых примыкают к боковой стенке резервуара, расположенные одна за другой перед входным патрубком, образуя симметричные относительно центральной перегородки узкие вертикальные каналы, при этом постоянные магниты выполнены плоскими и закреплены в, по меньшей мере, один вертикальный ряд на стороне каждой поперечной перегородки, служащей внутренней стенкой узкого канала, и на обеих сторонах центральной перегородки перед выходным патрубком, при этом полюса постоянных магнитов ориентированы таким образом, что между соседними постоянными магнитами образуется замкнутое магнитное поле.
В дальнейшем наилучший вариант выполнения предлагаемой полезной модели будет подробно описан со ссылками на чертежи, на которых: Фиг. 1 - изображает устройство для очистки воды от взвешенных примесей, согласно одному из вариантов, продольный разрез;
Фиг. 2 - схема распределения полюсов плоских магнитов в устройстве, изображенном на Фиг. 1
Фиг. 3 - устройство для очистки воды от взвешенных примесей, согласно одному из вариантов, продольный разрез; Фиг. 4 - вид на устройство на фиг. 3 сверху (без крышки); Фиг. 5 - устройство для очистки воды от взвешенных примесей, согласно одному из вариантов, продольный разрез;
На Фиг. 1 изображено устройство для очистки воды от взвешенных примесей, реализованное согласно одному из вариантов предлагаемой полезной модели. Устройство содержит резервуар 1 (Фиг.1) с входным патрубком  2 для поступления в резервуар обрабатываемой воды, выходным патрубком 3 для слива чистой воды и донной частью 4 с патрубком 5 слива примесей, съемную крышку 6 с воздухоотводящим патрубком 7. Резервуар 1, как и в известных технических решениях, выполнен цилиндрическим, а входной и выходной патрубки 2 и 3 размещены в верхней части резервуара. Конструкция съемной крышки 6 и ее крепление также может осуществляется как в известных устройствах.
Для обеспечения механической тонкой очистки перед выпускным патрубком 3 установлен, с возможностью его извлечения из резервуара 1, сетчатый фильтр 8. Размеры ячеек сетки фильтра 8 определяют допустимую крупность взвесей на выходе устройства.
Кроме того, устройство для очистки воды от взвешенных примесей содержит, установленные в резервуаре 1, магнитную систему очистки воды и модуль механической тонкой очистки.
Магнитная система очистки воды включает постоянные магниты 9, закрепленные на установленных в резервуаре направляющих потока, образующих каналы 10, 11 для протекания воды от входного патрубка 2 к выходному 3. Каналы 10 и 11 открыты со стороны донной части 4 резервуара 1, служащей отстойником. Возможны различные варианты выполнения направляющих потока. Например, аналогично решению, используемому в известном Магнитном шламоотводителе OlSm.
Направляющие потока представляют собой вертикальную конструкцию из прямоугольных перегородок, содержащую центральную вертикальную перегородку 12, расположенную в осевой плоскости резервуара 1, параллельной входящему потоку и, по крайней мере, две, перпендикулярные центральной 12, поперечные перегородки 13, установленные одна за другой перед входным патрубком 2, образуя два симметричных относительно центральной перегородки 12 узких вертикальных канала 10. Боковые грани поперечных перегородок 13 примыкают к внутренней стенке резервуара. При этом боковые грани указанных перегородок 12 имеют пазы, а на стенке резервуара в местах примыкания боковых граней перегородок выполнены выступы (не показаны), которые вставляются в пазы перегородок. Кроме того резервуар имеет выступы 14, на которые упираются нижние грани перегородок 12 и 13. Указанные выступы на стенке резервуара и пазы на боковых гранях перегородок предназначены для установки в резервуаре вертикальной конструкции направляющих потока, обеспечивающей возможность удаления перегородок из резервуара для очистки закрепленных на них магнитов 9.
10, и на обеих сторонах центральной перегородки 12 за узкими каналами 10. При этом полюса постоянных магнитов 9 ориентированы таким образом, что между соседними постоянными магнитами 9 образуется замкнутое магнитное поле. Схема распределения полюсов магнитов 9 приведена на Фиг. 2. Приведенная схема показывает, что между соседними магнитами образуется замкнутое магнитное поле, пронизывающее объем цилиндрической части резервуара.
Модуль механической тонкой очистки содержит, по меньшей мере, две наклонные к горизонтальной плоскости перфорированные полки 15. Перфорированные полки 15 (Фиг. 4) перекрывают поперечное сечение резервуара. Если резервуар 1 выполнен цилиндрическим, то перфорированные полки 15 имеют форму эллипса. Грани полок 15 (Фиг.1) у выходного патрубка 3 выше граней полок 15 у входного патрубка 2, а перфорация соседних полок 15 выполнена в шахматном порядке. Шахматный порядок перфорации соседних полок 15 требуется для обеспечения наиболее эффективного прилипания частиц примесей к указанным соседним полкам и предотвращения вымывания частиц примесей потоком со дна к решетчатому фильтру.
Перфорированные полки 15 установлены в нижней цилиндрической части резервуара, под нижними гранями прямоугольных перегородок 12 и 13. Угол наклона перфорированных полок 15 к горизонтальной плоскости составляет от 15° до 30°. Минимальный угол наклона полок 15 в 15° определен из условия обеспечения сползания частиц примесей на дно, а максимальный - из конструктивных соображений - сохранения оптимальных размеров резервуара 1. Величина отверстий перфорированных полок 15 определяется возможной максимальной крупностью частиц примесей. Как показывает опыт эксплуатации аналогичных устройств диаметр отверстий должен быть около 15 мм.- 20 мм Расстояние между перфорированными полками 15 выбирается известным методом, аналогично расстоянию между полками в полочном отстойнике.
Перфорированные полки 15 скреплены между собой в единый модуль, например, стержнем ( не показан), служащим одновременно рычагом для извлечения модуля из резервуара. Перфорированные полки 15 установлены в резервуаре 1 аналогично перегородкам 12 и 13 на выступах ( не показаны), выполненных на стенке резервуара. При этом полки 15 имеют соответствующие вырезы ( не показаны), обеспечивающие их извлечение из резервуара через вышерасположенные выступы резервуара.
Описанное выше устройство является одним из вариантов выполнения предлагаемой полезной модели. В частности, согласно другому варианту устройство может содержать только модуль механической тонкой очистки (Фиг.З) или только магнитную систему очистки воды ( Фиг. 5). При этом возможны варианты выполнения магнитной системы без направляющих.
Изображенное на фиг. 1 устройство для очистки воды от взвешенных примесей работает следующим образом.
Поток обрабатываемой воды, поступая в резервуар 1 по патрубку 2 теряет скорость за счет расширения, и наиболее крупные частицы примесей под действие силы тяжести оседают на дно, проходя через отверстия перфорированных полок 15.
При обтекании потоком обрабатываемой воды перегородок 12 и 13 с постоянными магнитами 9 частицы с парамагнитными свойствами оседают на магнитах 9 и создают агломераты. Спустя некоторое время отдельные агломераты отделяются от магнитов 9 и падают на дно. Благодаря тому, что агломераты сохраняют магнитные свойства они не разбиваются на отдельные частицы. Под нижними гранями перегородок 12 и 13 также происходит торможение потока и дополнительное осаждение частиц под действием силы тяжести. Мелкие частицы примесей, в том числе органические частицы, не подверженные воздействию магнитного поля, соприкасаясь с перфорированными полками 15, прилипают к ним, создавая агломераты, которые постепенно сползают по наклонной поверхности перфорированных полок 15 на дно резервуара 1. Благодаря торможению потока под нижними гранями перегородок 12 и 13 поток не будет иметь явно выраженного турбулентного характера, как в известном магнитном шламоотводителе OISm, что способствует осаждению частиц на поверхностях полок 15 и предотвращает вымывание примесей со дна к сетчатому фильтру 8. Наличие по крайней мере, двух перфорированных полок с шахматным порядком перфорации также способствует прилипанию частиц к поверхности полок и предотвращению подъема частиц примесей со дна к сетчатому фильтру.
Остальные взвеси задерживаются сетчатым фильтром 8. При этом, благодаря обеспечению эффективной грубой и тонкой механической очистки осаждением в совокупностью с эффективным отделением ферромагнитных частиц примесей постоянным магнитным полем, сетчатый фильтр 8 не подвергается воздействию большого количества взвесей, что обуславливает более длительный период работы устройства между этапами чистки сетчатого фильтра 8.
Из описания, приведенного выше, понятно, что рассмотренные варианты реализации допускают модификации, очевидные специалисту в данной области техники и не выходящие за пределы существа предложенного технического решения, которое определяется приведенной ниже формулой полезной модели.