СИСТЕМА ОЧИСТКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЦИРКУЛЯЦИОННОМ КОНТУРЕ

Полезная модель относится к оборудованию для очистки жидкости и может быть использована в трубопроводных системах различных технологических установок, где при эксплуатации под давлением требуется очистка воды от механических примесей, отрицательно влияющих на работу насосных агрегатов, запорной арматуры. теплообменников, других аппаратов и механизмов.
Известен ФИЛЬТР МЕХАНИЧЕСКИЙ (патент RU №2329086 от 23.03.2007 B01D 36/04), включающий корпус с входным и выходным патрубками, установленную внутри корпуса трубу с продольными щелевыми прорезями и фильтрующим сетчатым элементом. Труба соединена с конусным диффузором. Продольные щелевые прорези выполнены на трубе во внутренней части диффузора и расположены равномерно по ее периметру. Фильтрующий сетчатый элемент установлен вокруг трубы. Корпус посредством дроссельной кольцевой диафрагмы разделен на две части - верхнюю и нижнюю - с образованием кольцевой щели между ними, а объем нижней части корпуса больше объема верхней его части. Параллельно фильтру по ходу рабочей жидкости может быть включен второй однотипный фильтр, при этом корпуса обоих фильтров установлены на едином коллекторе. Технический результат: повышение эффективности очистки жидкости от механических включений при малом гидравлическом сопротивлении.
Недостатком данного устройства является то, что для непрерывной работы фильтра, без разбора на очистку, требуется использование двух таких фильтров с параллельным их подключением по ходу очищенной среды, для осуществления поочередной очистки фильтрующих элементов от загрязнений обратным током жидкости.
Известен также гравитационно-инерционный грязевик (п.2 формулы патент RU №101089 от 19.07.2010 F01K 23/04), выполненный в виде вертикального цилиндрического корпуса, верхний конец которого снабжен входным патрубком, а нижний - выходным патрубком, при этом верхняя часть патрубка выполнена как отрезок трубы, в стенках которой выполнены горизонтальные ряды сквозных отверстий, а верхний конец снабжен коническим обтекателем, кроме того, каждый ряд сквозных отверстий по периметру отрезка трубы, защищен коническим козырьком открытым снизу, кромка которого расположена ниже сквозных отверстий.
Недостатком данного изобретения является отсутствие дополнительного фильтрующего элемента механической фильтра, как в предложенном варианте, на случай сильной загрязненности жидкости, то есть нет совмещения двух различных фильтров в одном корпусе.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели является СИСТЕМА ОЧИСТКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЦИРКУЛЯЦИОННОМ КОНТУРЕ (патент RU №2008604 от 09.01.1992, F28F 19/00, F28G 15/08), содержащая вертикальную осадочную колонну с наклонным днищем и с проходным сечением, в 10-15 раз превышающим проходное сечение контура, в которой размещен фильтрующий элемент. Система очистки включает также сборный механизм с патрубками сбора посторонних включений. В процессе очистки теплоносителя часть посторонних включений оседает в осадочной колонне, а часть выводится из потока фильтрующим элементом.
Данное решение принято за прототип.
Недостатком данного изобретения является постоянная работа фильтра в механическом режиме, и таким образом большее сопротивление по сравнению с предложенным вариантом.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение двух режимов фильтрации:
- полнопоточная фильтрация через фильтрующий элемент механической очистки от примесей;
- гравитационная полнопоточная фильтрация с минимальным гидравлическим сопротивлением.
Решение поставленной задачи позволит избежать параллельного подключения фильтров двух типов (механического и гидравлического), что снизит массу оборудования и стоимость установки, повысит ее надежность.
Данная задача решалась тем, что в СИСТЕМА ОЧИСТКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЦИРКУЛЯЦИОННОМ КОНТУРЕ, содержащая установленное в канале теплоносителя устройство вывода посторонних включений, выполненное в виде вертикальной осадочной колонны, патрубки подвода и отвода теплоносителя, грязесборники, патрубки отвода фильтрата, осадочная колонна размещена в разделительной обечайке, к нижнему торцу которой прикреплено коническое днище (грязесборник в режиме гравитационного фильтра), а верхний торец соединен с выходным патрубком коническим переходником, причем нижняя часть разделительной обечайки (формирующая механический фильтр) выполнена равномерно перфорированной по высоте и окружности и на ней прижимной обечайкой натянут и закреплен фильтрующий сетчатый элемент, при этом на верхней части разделительной обечайки (образующей гравитационный фильтр) равномерно по окружности выполнены окна и на их уровне установлена поворотная обечайка, по окружности которой выполнены окна соответственно (ответно) окнам разделительной обечайки, напротив которых размещена отбойная обечайка, прикрепленная к разделительной обечайке посредством конического элемента.
В СИСТЕМЕ ОЧИСТКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЦИРКУЛЯЦИОННОМ КОНТУРЕ сетчатый элемент выполнен в виде двух сеток, причем внутренняя сетка крупнее наружной.
В СИСТЕМЕ ОЧИСТКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЦИРКУЛЯЦИОННОМ КОНТУРЕ прижимная обечайка выполнена тонкостенной, перфорированной, с отверстиями, соосными отверстиям на разделительной обечайке.
В СИСТЕМЕ ОЧИСТКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЦИРКУЛЯЦИОННОМ КОНТУРЕ поворотная обечайка установлена на роликах сверху и снизу, с возможностью совершения поворота вокруг разделительной обечайки, и снабжена механической передачей.
На Фиг. изображена СИСТЕМА ОЧИСТКИ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В ЦИРКУЛЯЦИОННОМ КОНТУРЕ.
Корпус 1 фильтра состоит из цилиндрической обечайки, к торцам которой приварены эллиптические днища (нижнее 2 и верхнее 3) с патрубками для подвода 4 и отвода 5 теплоносителя. На наружной поверхности обечайки корпуса установлены опоры 6 (на уровне «центра масс») и люк 7 для обслуживания фильтра (ниже «центра масс»). Корпус снабжен штуцерами воздухоудаления 8 и дренажа 9, патрубком чистой воды 10 для смыва загрязнений, патрубками продувки 11, 12 для слива загрязнений.
Разделительная обечайка 13 расположена внутри корпуса и предназначена для формирования механического фильтра в своей нижней части и гравитационного фильтра в своей верхней части, и, соответственно, для разделения полостей грязного и чистого теплоносителя. К нижнему торцу обечайки 13 приварено коническое днище 14, выполняющее роль "грязесборника в режиме гравитационного фильтра. Верхний торец соединен с выходным патрубком коническим переходником 15 (выход чистого теплоносителя).
Нижняя часть разделительной 13 обечайки, формирующая механический фильтр, равномерно перфорирована по высоте и окружности.
В верхней части обечайки 13, соответственно формирующей гравитационный фильтр, равномерно по окружности выполнены окна.
В верхней части внутри разделительной обечайки 13 напротив окон расположена отбойная обечайка 16, прикрепленная к разделительной обечайке через конический переходник 17, для организации направления потока теплоносителя.
Фильтрующий элемент представляет собой две сетки (внутренняя сетка 18 крупнее наружной 19), натянутые на разделительную обечайку 13 и закрепленные на ней посредством прижимной обечайки 20. Прижимная обечайка 20 представляет собой тонкостенную перфорированную обечайку с отверстиями, соосными отверстиям на разделительной обечайке 13.
Поворотная обечайка 21 служит для открытия (режим гравитационного фильтра) или закрытия (режим механического фильтра) окон в верхней части разделительной обечайки 13. Поворотная обечайка 21 устанавливается на разделительной обечайке 13 на уровне окон на роликах 22 сверху и снизу для обеспечения поворота обечайки вокруг разделительной обечайки. В поворотной обечайке 21 равномерно по окружности выполнены окна соответственно (ответно) окнам разделительной обечайки 13.
Устройство работает следующим образом.
В режиме полнопоточной фильтрации через механический фильтрующий элемент, поворотная обечайка 21 расположена относительно разделительной обечайки 13 таким образом, что ее перемычки между окнами закрывают окна в разделительной обечайке. Поток теплоносителя первого контура через нижний входной патрубок 4 попадает в нижнюю часть корпуса, откуда через кольцевой зазор между разделительной обечайкой 13 и корпусом фильтра 1 поднимается к механическому фильтрующему элементу и, проходя через него, очищаясь при этом, поднимается по внутренней полости фильтра к выходному патрубку фильтра 5.
В режиме полнопоточной гравитационной фильтрации поворотная обечайка 21 располагается относительно разделительной обечайки 13 таким образом, что ее окна расположены напротив окон в разделительной обечайке 13. Поток теплоносителя первого контура через нижний входной патрубок 4 попадает в нижнюю часть корпуса, откуда через кольцевой зазор между разделительной обечайкой 13 и корпусом фильтра 1 поднимается по пути наименьшего гидравлического сопротивления к окнам в поворотной 21 и разделительной обечайках 13, проходит через окна в кольцевой зазор между разделительной обечайкой 13 и отбойной обечайкой 16, откуда с разворотом на 180° во внутреннюю полость фильтра и поднимается к выходному патрубку фильтра 5.
Очистка от механических примесей при работе фильтра в гравитационном режиме происходит следующим образом. При внезапном изменении направления движения потока на 180° во внутренней полости фильтра за счет его конструкции механические примеси, как более тяжелые, стремясь сохранить свое первоначальное направление движения за счет сил гравитации и инерции, выводятся из потока и оседают в сборнике загрязнений, который представляет собой коническое днище 14, приваренное к нижнему торцу разделительной обечайки 13.
Таким образом, выполнение фильтра в виде вертикального аппарата барабанного типа состоящего из механического и гравитационного фильтра, образующего единую конструкцию позволяет снизить массу оборудования и его ее стоимость, повысить его надежность.