УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ С УПРАВЛЕНИЕМ ПОТОКОМ
FLOW CONTROL REMOVER

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройствам для удаления частиц грязи и/или пузырьков газа из жидкости в жидкостной трубопроводной системе.
Уровень техники
Многие трубопроводные системы, по которым транспортируется жидкость, имеют проблемы с частицами грязи или пузырьками газа в жидкости. В частности, они возникают в случае замкнутых контуров, в которых жидкость может циркулировать в течение длительного периода времени. Такие системы используются, например, для отопления. Со временем пузырьки газа или частицы грязи могут загрязнять жидкость и ухудшать работу замкнутого контура, например, из-за засорения системы или из-за ухудшения работы клапанов. Кроме того, возможна ситуация, когда пузырьки газа скапливаются в определенных частях замкнутого контура, приводя к мертвым ответвлениям, то есть к частям замкнутого контура, где затруднено протекание потока. Кавитация из-за пузырьков газа приводит к повреждению насосов и клапанов в дополнение к воздействию шума на пользователя.
Со временем были разработаны различные устройства для удаления пузырьков газа и/или частиц грязи. Обычно перед подключением таких устройств для удаления к жидкостной трубопроводной системе жидкость в упомянутой трубопроводной системе имеет относительно высокий уровень загрязнения, при этом в системе присутствует, в частности, относительно большое количество более крупных частиц грязи и/или пузырьков газа. Частицы грязи могут содержать частицы магнетита, причем упомянутый магнетит особенно опасен для насоса, который обеспечивает циркуляцию жидкости в трубопроводной системе. Таким образом, желательно, как можно скорее удалить эти частицы магнетита из жидкостной трубопроводной системы. Кроме того, желательно также обеспечить циркуляцию жидкости через жидкостную трубопроводную систему с использованием небольшого количества энергии, так как это способствует увеличению срока службы насоса и снижает затраты на потребление энергии.
Сущность изобретения
В первом аспекте задача изобретения состоит в том, чтобы выполнить устройство для удаления, которое обеспечивает более эффективный и/или более эффективный способ удаления пузырьков газа и/или частиц грязи из жидкости в жидкостном трубопроводе. Эта задача решена с помощью устройства для удаления пузырьков газа и/или частиц грязи из жидкости в жидкостном трубопроводе, причем устройство для удаления содержит:
основной канал для основного потока, причем основной канал имеет вход и выход, которые выполнены с возможностью соединения с трубопроводной системой,
корпус, который ограничивает внутреннее пространство, причем корпус расположен рядом с основным каналом,
по меньшей мере один подающий канал, продолжающийся из основного канала во внутреннее пространство,
по меньшей мере один обратный канал, продолжающийся из внутреннего пространства обратно в основной канал,
элемент управления ответвлением потока, расположенный в основном канале, причем элемент управления ответвлением потока может перемещаться между первым положением, в котором элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью ответвления по меньшей мере части входного основного потока во внутреннее пространство через подающий канал, и вторым положением, в котором элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью ответвления по меньшей мере части входного основного потока во внутреннее пространство через подающий канал, при этом в первом положении элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью ответвления большей части входного основного потока во внутреннее пространство через подающий канал, чем во втором положении.
Преимущество устройства удаления состоит в том, что элемент управления ответвлением потока обеспечивает гибкость по отношению к части входного основного потока, которая ответвляется. В первом положении ответвляется большая часть, что может привести к более быстрому удалению частиц грязи, в частности, более крупных частиц грязи. Первое положение может быть предпочтительным тогда, когда устройство для удаления только что установлено, и в жидкостной трубопроводной системе присутствует относительно большое количество более крупных частиц грязи и пузырьков газа. Первое положение позволяет быстрее удалять эти более крупные частицы грязи и пузырьки газа, так как большая часть входного основного потока ответвляется во внутреннее пространство, где могут быть удалены упомянутые частицы и пузырьки. Таким образом, в первом положении устройство для удаления может функционировать почти так же, как если бы оно было однопроходным устройством для удаления, то есть в котором жидкость должна проходить только один раз через устройство для удаления, чтобы удалить загрязнения.
Другое преимущество состоит в том, что во втором положении меньшая часть входного основного потока ответвляется во внутреннее пространство, поэтому более высокая часть входного основного потока будет протекать через основной канал практически беспрепятственно по сравнению с первым положением. Второе положение похоже на режим ECO, в котором для циркуляции жидкости через систему требуется меньше энергии, чем в первом положении.
Таким образом, элемент управления ответвлением потока позволяет устройству удаления удалять более крупные частицы грязи и пузырьки газа в начальный период времени. По истечении этого начального периода времени желательно продолжить работу с наименьшим сопротивлением во время нормальной эксплуатации. Это достигается в том случае, когда элемент управления ответвлением потока находится во втором положении, в котором более мелкие частицы и пузырьки имеют больше времени, чтобы осесть или, соответственно, подняться.
В варианте осуществления устройства удаления элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью постепенного уменьшения части входного основного потока, который ответвляется тогда, когда элемент управления ответвлением потока перемещается из первого положения во второе положение, и постепенного увеличения части входного основного потока, которая ответвляется тогда, когда элемент управления ответвлением потока перемещается из второго положения в первое положение.
Преимущество постепенного увеличения и уменьшения состоит в том, что элемент управления ответвлением потока имеет несколько положений, которые могут быть получены, что позволяет выполнить еще более гибкое устройство удаления.
В варианте осуществления устройства удаления первое положение элемента управления ответвлением потока выполнено таким образом, чтобы отводить по существу 100% входного основного потока во внутреннее пространство.
Отвод по существу 100% входного основного потока имеет преимущество в том, что может быть достигнута высокая скорость удаления.
В варианте осуществления устройства для удаления во втором положении элемент управления ответвлением потока выполнен таким образом, чтобы отводить 10-30% входного потока во внутреннее пространство.
Преимущество отвода только 10-30% входного основного потока во внутреннее пространство состоит в том, что скорость потока внутри внутреннего пространства будет относительно низкой, что позволит частицам грязи оседать, а пузырькам газа подниматься внутри внутреннего пространства. Было обнаружено, что этот процент ответвления обеспечивает наилучшие результаты тогда, когда элемент управления ответвлением потока находится во втором положении.
В другом варианте осуществления устройства для удаления во втором положении элемент управления ответвлением потока выполнен таким образом, чтобы отводить 30-70%, в частности 40-60%, более конкретно по существу 50% входного потока во внутреннее пространство.
Отвод 30-70%, в частности 40-60%, более конкретно по существу 50% входного потока во внутреннее пространство имеет преимущество, которое состоит в том, что все еще может быть достигнута высокая скорость удаления, при этом требуется меньшая мощность для циркуляции жидкости через жидкостную трубопроводную систему.
В качестве альтернативы этот вариант осуществления может быть выполнен с предыдущим вариантом осуществления, поэтому устройство для удаления содержит первое положение, второе положение и третье положение. Во втором положении элемент управления ответвлением потока ответвляет на 10-30%, и в третьем положении элемент управления ответвлением потока ответвляет на 30-70%. Таким образом, предусмотрены три режима: первый режим, в котором ответвляется большая часть входного основного потока, имеющий в качестве преимущества самую высокую скорость удаления; второй режим, в котором скорость удаления все еще остается относительно высокой, но потребляемая мощность является относительно низкой; и третий режим, в котором скорость удаления является самой низкой из трех режимов, но при этом потребляемая мощность также является самой низкой из трех режимов.
В варианте осуществления устройства для удаления элемент управления ответвлением потока содержит подающий канал и обратный канал.
В варианте осуществления устройства для удаления основной канал является прямым, и во втором положении элемент управления ответвлением потока выполнен таким образом, чтобы часть входного основного потока могла проходить прямо через основной канал без ответвления.
Возможность прямого протекания части входного основного потока имеет преимущество в том, что имеет место меньшее сопротивление движению потока и, следовательно, низкий перепад давления. В этом случае преимуществом является то, что для циркуляции жидкости через жидкостную трубопроводную систему требуется меньше мощности.
В варианте осуществления устройства для удаления элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью поворота вокруг оси поворота.
В варианте осуществления устройства для удаления элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением посредством регулировочного элемента, который управляется вручную.
Это позволяет пользователю выбирать между первым и вторым положением, а также другими положениями между упомянутым первым и вторым положением.
В варианте осуществления устройства для удаления корпус соединен с основным каналом через поворотную муфту, причем поворотная муфта содержит регулировочный элемент.
Преимущество упомянутого варианта осуществления состоит в компактной конструкции.
В одном варианте осуществления устройство для удаления содержит цилиндрическое отверстие, ограниченное стенкой отверстия, причем цилиндрическое отверстие имеет первую центральную ось, проходящую по существу перпендикулярно направлению основного канала и проходящую в направлении внутреннего пространства, цилиндрическое отверстие имеет вход отверстия, где основной поток входит в отверстие, и выход из отверстия, где основной поток выходит из отверстия, цилиндрическое отверстие имеет первую длину и первый внутренний диаметр, при этом элемент управления ответвлением потока расположен внутри отверстия и может поворачиваться вокруг оси поворота, причем ось поворота соосна первой центральной оси цилиндрического отверстия.
В варианте осуществления устройства для удаления элемент управления ответвлением потока содержит поворотную часть основного канала, ограниченную стенкой основного канала, причем часть основного канала выполнена с возможностью обеспечения прямого пути потока для продолжающейся части основного потока между входом и выходом тогда, когда элемент управления ответвлением потока находится во втором положении, при этом часть основного канала продолжается по существу перпендикулярно оси поворота.
В варианте осуществления устройства для удаления элемент управления ответвлением потока содержит одну или более стенок, которые продолжаются на ограниченном расстоянии вдоль оси поворота и которые ограничивают по меньшей мере первую часть канала и вторую часть канала, причем первая часть канала продолжается от входа отверстия до внутреннего пространства и образует подающий канал тогда, когда элемент управления ответвлением потока находится в первом или втором положении, и вторая часть канала продолжается от внутреннего пространства до выхода отверстия и образует обратный канал тогда, когда элемент управления ответвлением потока находится в первом или втором положении.
В варианте осуществления устройства удаления элемент управления ответвлением потока содержит регулировочный элемент, который выполнен с возможностью поворота элемента управления ответвлением потока между первым положением и вторым положением в том случае, когда управление осуществляется пользователем.
В варианте осуществления устройства для удаления основная часть канала, первая и вторая части канала поворачиваются совместно тогда, когда элемент управления ответвлением потока поворачивается вокруг оси поворота.
Упомянутый вариант осуществления обеспечивает эффективное устройство для удаления, которое удобно для пользователя. Регулировочный элемент также позволяет легко перемещаться между первым и вторым положением.
В варианте осуществления устройства для удаления одна или более стенок ограничивают:
— первую часть канала,
— второй канал,
— третью часть канала, и
— четвертую часть канала,
где, если смотреть в направлении оси поворота, первая, вторая, третья и четвертая части канала расположены вокруг оси поворота и, в частности, образуют квадранты вокруг оси поворота,
где в первом положении элемента управления ответвлением потока первая и третья части канала расположены на входе отверстия и образуют подающий канал, и вторая и четвертая части канала расположены на выходе отверстия и образуют обратный канал, и во втором положении элемента управления ответвлением потока первая и четвертая части канала расположены на входе отверстия и образуют подающий канал, и вторая и третья части канала расположены на выходе отверстия и образуют обратный канал.
Таким образом, устройство для удаления всегда обеспечивает подающий канал и обратный канал, тем самым позволяя жидкости проходить через устройство для удаления от входа к выходу.
В варианте осуществления устройства для удаления элемент управления ответвлением потока является симметричным по меньшей мере относительно одной плоскости, проходящей вдоль оси поворота, в частности, относительно двух плоскостей, проходящих вдоль оси поворота.
Такая симметрия является предпочтительной по отношению к разностям давлений в элементе управления ответвлением потока. Одинаковые размеры, присущие симметрии, предотвращают эти перепады давления.
Симметрия также является предпочтительной по отношению к направлению поворота. Благодаря симметрии элемент управления ответвлением потока может поворачиваться либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки из первого положения во второе положение и наоборот.
В варианте осуществления устройства для удаления элемент управления ответвлением потока содержит центральный корпус, продолжающийся на расстоянии вдоль оси поворота, причем часть основного канала продолжается через упомянутый центральный корпус, при этом первая, вторая, третья и четвертая части канала ограничиваются первой, второй, третьей и четвертой стенками, которые продолжаются на радиальном расстоянии от центрального корпуса и продолжаются на расстоянии вдоль оси поворота, причем первая, вторая, третья и четвертая части каналов расположены вокруг упомянутого центрального корпуса при этом, в частности, каждая из первой, второй, третьей и четвертой частей канала имеет поперечное сечение в форме круга или в форме одной четверти кольца. Упомянутый вариант осуществления предусматривает простую конструкцию.
В варианте осуществления устройства для удаления регулировочный элемент расположен на поворотной муфте, в частности, между концом цилиндрического отверстия и концом корпуса, причем корпус выполнен с возможностью поворота относительно стенки отверстия, которая ограничивает цилиндрическое отверстие, и регулировочный элемент может поворачиваться как относительно стенки отверстия, которая ограничивает цилиндрическое отверстие, так и относительно конца корпуса.
Поворотная муфта позволяет разместить корпус в желаемой ориентации независимо от ориентации основного канала. Может случиться так, что основной канал должен быть соединен с трубопроводом, имеющим наклонную ориентацию. В таком случае корпус поворачивается относительно основного канала и трубопровода, поэтому корпус имеет желаемую ориентацию. Обычно он будет иметь по существу вертикальную ориентацию.
В варианте осуществления устройства для удаления первая часть канала и вторая часть канала продолжаются по существу параллельно оси поворота и отделены друг от друга еще одной стенкой.
В варианте осуществления устройства для удаления элемент управления ответвлением потока содержит четыре разделительные стенки, продолжающиеся радиально на некотором удалении от оси поворота и параллельно ей, причем четыре разделительные стенки ограничивают четыре квадранта.
В варианте осуществления устройства удаления элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью поворота на угол 90° между первым положением и вторым положением.
В варианте осуществления устройства для удаления элемент управления ответвлением потока содержит клапан, который расположен в основном канале, причем клапан содержит ось поворота, вокруг которой клапан может поворачиваться между первым положением и вторым положением с помощью регулировочного элемента, при этом ось поворота продолжается перпендикулярно направлению основного потока, причем в первом положении клапан образует по меньшей мере два подающих канала для ответвления по существу 100% входного основного потока и один обратный канал, и во втором положении, клапан образует подающий канал, обратный канал и одну часть основного канала, причем часть основного канала выполнена таким образом, чтобы обеспечить по существу беспрепятственный прямой путь потока для части основного потока между входом и выходом.
В одном варианте осуществления устройство для удаления содержит один элемент управления ответвлением потока.
Преимущество наличия единственного элемента управления ответвлением потока состоит в том, что при переключении между первым положением и вторым положением пользователю нужно выполнить только одно действие.
В варианте осуществления устройства для удаления полый элемент предусмотрен во внутреннем пространстве, причем полый элемент продолжается от нижней части корпуса во внутреннее пространство, в частности, над подающим каналом, при этом внутренний магнит предусмотрен внутри полого элемента, причем внутренний магнит может извлекаться из полого элемента через отверстие.
В варианте осуществления устройства для удаления, когда элемент управления ответвлением потока находится в первом положении, устройство для удаления выполнено с возможностью удаления частиц магнетита и частиц грязи при первом соотношении частиц магнетита к частицам грязи, которое выше, чем второе отношение частиц магнетита к частицам грязи, когда элемент управления ответвлением потока находится во втором положении.
В варианте осуществления устройства удаления, когда элемент управления ответвлением потока находится в первом положении, устройство для удаления выполнено с возможностью образования завихрения во внутреннем пространстве, и когда элемент управления ответвлением потока находится во втором положении, устройство для удаления выполнено таким образом, чтобы во внутреннем пространстве по существу не возникало завихрений.
Так как в первом положении большая часть входного основного потока ответвляется во внутреннее пространство устройства удаления, завихрение будет образовываться из-за высокой скорости потока во внутреннем пространстве. Во втором положении скорость потока во внутреннем пространстве ниже, поэтому завихрения практически не образуется.
Завихрение характеризуется низкой скоростью жидкости вблизи центра, в результате чего пузырьки воздуха могут легко подниматься, и, с другой стороны, высокой скоростью жидкости снаружи, в результате чего более тяжелые частицы грязи вытесняются за внешнюю стенку центробежными силами и поэтому легко удаляются.
Из-за завихрения все частицы магнетита направляются в область действия магнита и притягиваются к магниту. Низкая скорость жидкости в центре завихрения способствует росту магнетита на полом элементе магнита.
Изобретение также относится к способу удаления пузырьков газа и/или частиц грязи из жидкости, причем способ содержит:
выполнение устройства для удаления по любому из пп.1-30,
позиционирование элемента управления ответвлением потока в первом положении,
направление потока жидкости через устройство для удаления,
позиционирование элемента управления ответвлением потока во втором положении,
направление потока жидкости через устройство для удаления.
Во втором аспекте задача изобретения состоит в том, чтобы выполнить устройство для удаления, которое обеспечивает улучшенное удаление частиц грязи и/или пузырьков газа из жидкости в жидкостной трубопроводной системе. Эта задача решена с помощью устройства для удаления, содержащего:
основной канал для основного потока, причем основной канал имеет вход и выход, которые выполнены с возможностью подключения к трубопроводной системе,
корпус, который ограничивает внутреннее пространство, причем корпус расположен рядом с основным каналом,
по меньшей мере один подающий канал, продолжающийся из основного канала во внутреннее пространство,
по меньшей мере один обратный канал, продолжающийся из внутреннего пространства обратно в основной канал,
первую криволинейную стенку и вторую криволинейную стенку, которые предусмотрены во внутреннем пространстве и расположены на ограниченном расстоянии от стенки корпуса, причем первая криволинейная стенка и вторая криволинейная стенка ограничивают центральную зону, расположенную между ними, при этом входной канал зоны осаждения образован между первой криволинейной стенкой и стенкой корпуса, и обратный канал зоны осаждения образован между второй криволинейной стенкой и стенкой корпуса, причем первая криволинейная стенка имеет передний край, который направлен в противоположную сторону относительно входного подаваемого потока, который входит во внутреннее пространство через подающий канал.
Устройство для удаления, дополнительно содержащее:
нижнюю зону осаждения, расположенную в нижней части внутреннего пространства, в которой при использовании жидкость имеет значительно меньшую скорость потока в нижней зоне осаждения, чем в основном канале, причем нижняя зона осаждения выполнена с возможностью осаждения частиц грязи, при этом устройство для удаления содержит выпускное отверстие для выпуска грязи, предназначенное для выпуска осевших частиц грязи, причем выпускное отверстие для выпуска грязи расположено на нижнем конце корпуса, и/или
верхнюю зону подъема, расположенную в верхней области внутреннего пространства, в которой при использовании жидкость имеет значительно меньшую скорость потока в верхней зоне подъема, чем в основном канале, причем верхняя зона подъема выполнена с возможностью подъема пузырьков газа, при этом устройство для удаления содержит выход для выпуска газа, предназначенный для выпуска поднявшихся пузырьков газа, причем выход для выпуска газа расположен на верхнем конце корпуса,
где передний край первой криволинейной стенки выполнен с возможностью разделения входного подаваемого потока на:
центральный поток, который втекает в центральную зону, и
входной поток зоны осаждения, который втекает в и протекает через входной канал зоны осаждения и вытекает из входного канала зоны осаждения в нижнюю и/или верхнюю зону подъема,
где обратный канал зоны осаждения выполнен с возможностью направления обратного потока зоны осаждения из нижней и/или верхней зоны подъема в обратный канал, причем место слияния образовано между задним краем второй криволинейной стенки и обратным каналом, где центральный поток из центральной зоны сливается с обратным потоком зоны осаждения, и из этого места слияния объединенный поток течет по направлению к и в обратный канал,
где центральная зона имеет по существу цилиндрическую форму.
Этот второй аспект можно рассматривать независимо от первого аспекта.
В варианте осуществления устройства для удаления центральная зона выполнена таким образом, чтобы действовать как центральная центробежная зона для удаления частиц грязи и пузырьков газа на основе центробежного действия, когда скорость центрального потока превышает пороговое значение, и центральная зона выполнена таким образом, чтобы действовать как центральная зона осаждения для частиц грязи и пузырьков газа, когда скорость центрального потока ниже упомянутого порогового значения.
Преимущество устройства для удаления согласно второму аспекту изобретения состоит в том, что могут быть объединены два принципа удаления грязи и газа, то есть осаждение и центрифугирование. Центральная зона цилиндрической формы способствует образованию завихрения, вынуждая частицы грязи перемещаться к периферии завихрения, а пузырьки газа к середине или центру завихрения. Более крупные частицы грязи и пузырьки газа будут в большей степени подвержены центробежным силам, вызванным вихрем, что является преимуществом для удаления этих более крупных частиц и пузырьков.
Входной канал зоны осаждения обеспечивает путь для замедления входного потока зоны осаждения, тем самым увеличивая путь осаждения частиц грязи до нижнего конца корпуса. Кроме того, путь подъема пузырьков газа до верхнего конца корпуса продолжается также за счет входного канала зоны осаждения. Это является предпочтительно для скорости осаждения частиц грязи и скорости подъема пузырьков газа.
В варианте осуществления устройства для удаления пороговое значение равно 0,6 м/с.
В варианте осуществления устройства для удаления первая и вторая криволинейные стенки расположены зеркально относительно центральной оси внутреннего пространства.
В варианте осуществления устройства для удаления входной канал зоны осаждения содержит:
- вход входного канала зоны осаждения, образованный между передним краем первой криволинейной стенки и стенкой корпуса, и
- нижнее выходное отверстие, которое открыто в нижней зоне осаждения, нижнее выходное отверстие образовано между нижним концом первой криволинейной стенки и стенкой корпуса, и/или верхнее выходное отверстие, которое открыто в верхней зоне подъема, причем верхнее выходное отверстие образовано между верхним концом первой криволинейной стенки и стенкой корпуса,
и обратный канал зоны осаждения содержит:
- выход обратного канала зоны осаждения, образованный между задним краем второй криволинейной стенки и стенкой корпуса, и
- нижнее входное отверстие, которое обеспечивает вход из нижней зоны осаждения в обратный канал зоны осаждения, причем нижнее входное отверстие образовано между нижним концом второй криволинейной стенки и стенкой корпуса, и/или верхнее входное отверстие, которое обеспечивает вход из верхней зоны подъема в обратный канал зоны осаждения, причем верхнее входное отверстие образовано между верхним концом второй криволинейной стенки и стенкой корпуса.
В варианте осуществления устройства для удаления первая и вторая криволинейные стенки имеют край на своей стороне, который расположен на некотором удалении от подающего канала и обратного канала, причем упомянутый край контактирует со стенкой корпуса и закрывает входной канал зоны осаждения и обратный канал зоны осаждения на краю.
В варианте осуществления устройства для удаления первая и вторая криволинейные стенки продолжаются по существу параллельно стенке корпуса и, в частности, продолжаются вертикально.
В одном варианте осуществления устройство для удаления дополнительно содержит внутреннюю верхнюю стенку и внутреннюю нижнюю стенку, причем внутренняя верхняя стенка продолжается между верхними концами первой и второй криволинейных стенок, внутренняя нижняя стенка продолжается между нижними концами первой и второй криволинейных стенок, при этом внутренняя верхняя стенка и внутренняя нижняя стенка ограничивают верхний конец, соответственно, нижний конец центральной зоны.
Внутренняя верхняя и внутренняя нижняя стенки дополнительно ограничивают центральную зону, которая имеет преимущество в том, что завихрение возникает только между криволинейными стенками и внутренней верхней и внутренней нижней стенками. Нижняя зона осаждения и верхняя зона подъема практически не подвержены влиянию завихрения, тем самым обеспечивая спокойную зону осаждения и подъема, что в свою очередь обеспечивает высокую скорость осаждения и скорость подъема. Высокие скорости осаждения и подъема предпочтительны для выпуска грязи и газа.
В варианте осуществления устройства для удаления внутренняя нижняя стенка содержит нижнее сквозное отверстие для проникновения частиц грязи в нижнюю зону осаждения, расположенную ниже центральной зоны, и внутренняя нижняя стенка, в частности, наклонена для направления частиц грязи в сторону нижнего сквозного отверстия, и/или
где внутренняя верхняя стенка содержит верхнее сквозное отверстие для прохождения пузырьков газа в верхнюю зону подъема, расположенную над центральной зоной, и внутренняя верхняя стенка, в частности, наклонена для направления пузырьков газа в сторону верхнего сквозного отверстия.
В варианте осуществления устройства для удаления сквозные отверстия выполнены в центре внутренней нижней стенки и/или внутренней верхней стенки.
Сквозное отверстие в центре внутренней верхней стенки имеет преимущество в том, что пузырьки газа, которые вытесняются к центру или центральной части завихрения, перемещаются прямо вверх через сквозное отверстие в верхнюю зону подъема.
В варианте осуществления устройства для удаления во внутреннем пространстве предусмотрен полый элемент, причем полый элемент продолжается от нижней части корпуса во внутреннее пространство, в частности, до верхнего конца центральной зоны, при этом внутренний магнит предусмотрен внутри полого элемента, причем внутренний магнит может извлекаться из полого элемента через отверстие.
Магнит притягивает частицы магнетита, тем самым отделяя частицы магнетита от жидкости в трубопроводной системе Преимущество магнита, который продолжается в центральную зону, состоит в том, что центральный поток моментально встречает упомянутый магнит, что позволяет частицам магнетита моментально присоединяться к магниту через полый элемент, который имеет место.
В варианте осуществления устройства для удаления полый элемент продолжается через нижнее сквозное отверстие, причем площадь поперечного сечения полого элемента меньше, чем площадь поперечного сечения нижнего сквозного отверстия, тем самым образуя зазор между полым элементом и нижним сквозным отверстием, которое позволяет частицам грязи проходить через зазор.
В варианте осуществления устройства для удаления на внешней поверхности корпуса предусмотрен внешний магнит, в частности, в месте, напротив подающего канала и обратного канала.
В третьем аспекте изобретения варианты осуществления устройств для удаления согласно как первому, так и второму аспекту могут быть объединены, тем самым дополняя друг друга.
В упомянутых объединенных вариантах осуществления, когда элемент управления ответвлением потока находится в первом положении, скорость потока, подаваемого во внутреннее пространство, выше, чем скорость потока, подаваемого во внутреннее пространство, когда элемент управления ответвлением потока находится во втором положении, при этом в первом положении центральная зона действует как центробежная зона, и во втором положении центральная зона действует как зона осаждения.
Изобретение также относится к способу удаления пузырьков газа и/или частиц грязи из жидкости, причем способ содержит:
выполнение устройства для удаления по любому из пп.18-30 или 32-62,
направление подаваемого потока через подающий канал во внутреннее пространство,
разделение подаваемого поток на центральный поток и входной поток зоны осаждения с помощью переднего края криволинейной пластины,
направление входного потока зоны осаждения в нижнюю зону осаждения и/или верхнюю зону подъема и предоставление возможности частицам грязи оседать в нижней зоне осаждения и/или пузырькам газа подняться в верхней зоне подъема, и
предоставление возможности частицам грязи оседать и пузырькам газа подниматься в центральной зоне.
В одном варианте осуществления способ содержит:
установку элемента управления ответвлением потока в первое положение, в котором частицы грязи и/или пузырьки газа отделяются от центрального потока в центральной зоне на основе центробежного действия, и
установку элемента управления ответвленным потоком во второе положение, в котором частицы грязи и/или пузырьки газа отделяются от центрального потока в центральной зоне на основе осаждения.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления системы и способа будут описаны только в качестве примера со ссылкой на сопроводительные схематичные чертежи, на которых соответствующие ссылочные символы указывают соответствующие части и на которых:
на фиг.1 схематично показан поэлементный вид варианта осуществления устройства для удаления согласно первому и объединенному изобретению;
на фиг.2 схематично показан вид в поперечном разрезе варианта осуществления устройства для удаления, показанного на фиг.1;
на фиг.3 схематично показан вид в поперечном разрезе другого варианта осуществления устройства для удаления, показанного на фиг.1;
на фиг.4 схематично показан вид сбоку в разрезе варианта осуществления устройства для удаления согласно первому и объединенному изобретению, в котором элемент управления ответвлением потока находится во втором положении;
на фиг.5 схематично показан вид сбоку в разрезе варианта осуществления устройства для удаления согласно первому и объединенному изобретению, в котором элемент управления ответвлением потока находится в первом положении;
на фиг.6 схематично показан вид сверху в разрезе варианта осуществления устройства для удаления согласно первому и объединенному изобретению, в котором элемент управления ответвлением потока находится во втором положении;
на фиг.7 схематично показан вид сверху в разрезе варианта осуществления устройства для удаления согласно первому и объединенному изобретению, в котором элемент управления ответвлением потока находится в первом положении;
на фиг.8А и 8В схематично показан другой вариант выполнения устройства для удаления согласно первому и объединенному изобретению;
на фиг.9 схематично показан вид в разрезе варианта осуществления устройства для удаления согласно второму и объединенному изобретению;
на фиг.10 схематично показан вид сверху в разрезе варианта осуществления устройства для удаления, показанного на фиг.9;
на фиг.11 схематично показан вид в поперечном разрезе варианта осуществления устройства для удаления, показанного на фиг.9.
Подробное описание изобретения
На фиг.1, 2 и 3 показано устройство 1 для удаления пузырьков газа и/или частиц грязи из жидкости в жидкостной трубопроводной системе (не показана) согласно первому изобретению.
Устройство 1 для удаления содержит основной канал 2 для основного потока 3 (фиг.4). Основной канал 2 имеет вход 4 и выход 5, которые выполнены с возможностью подключения к трубопроводной системе. Корпус 6 ограничивает внутреннее пространство 7, причем корпус 6 расположен рядом с основным каналом 2. По меньшей мере один подающий канал 8 продолжается от основного канала 2 до внутреннего пространства 7. По меньшей мере один обратный канал 9 продолжается от внутреннего пространства 7 обратно до основного канала 2. Элемент 10 управления ответвлением потока расположен в основном канале 2. Упомянутый элемент 10 управления ответвлением потока может перемещаться между первым положением 11, как показано на фиг.3 и 5, и вторым положением 12, как показано на фиг.1, 2 и 4. В первом положении 11 элемент 10 управления ответвлением потока выполнен с возможностью ответвления большей части входного основного потока 3 во внутреннее пространство 7 через подающий канал 8, чем во втором положении 12.
Элемент 10 управления ответвлением потока выполнен с возможностью постепенного уменьшения части входного основного потока 3, которая ответвляется тогда, когда элемент 10 управления ответвлением потока перемещается из первого положения 11 во второе положение 12, и постепенного увеличения части входного основного потока 3, которая ответвляется тогда, когда элемент 10 управления ответвлением потока перемещается из второго положения 12 в первое положение 11.
В первом положении 11 элемент 10 управления ответвлением потока ответвляет по существу 100% входного основного потока 3 во внутреннее пространство 7.
Во втором положении 12 элемент 10 управления ответвлением потока ответвляет 30-70%, в частности 40-60%, более конкретно по существу 50% входного потока во внутреннее пространство 7.
Основной канал 2 является прямолинейным. Таким образом, часть входного основного потока 3, которая не ответвляется, течет прямо от входа 4 к выходу 5. Таким образом, во втором положении 12 элемент 10 управления ответвлением потока позволяет части входного основного потока 3 течь прямо через основной канал 2 без ответвления.
Элемент 10 управления ответвлением потока содержит подающий канал 8 и обратный канал 9.
Элемент 10 управления ответвлением потока выполнен с возможностью перемещения между первым положением 11 и вторым положением 12 через регулировочный элемент 15, который управляется вручную. Перемещение элемента 10 управления ответвлением потока может быть выполнено путем его поворота вокруг оси 14 поворота. Фактически, регулировочный элемент 15 поворачивается, тем самым поворачивая элемент 10 управления ответвлением потока.
Устройство 1 для удаления содержит цилиндрическое отверстие 17, ограниченное стенкой отверстия 18. Цилиндрическое отверстие 17 имеет первую центральную ось 19 (фиг.4), проходящую по существу перпендикулярно направлению основного канала 2 и проходящую в направлении внутреннего пространства 7. Цилиндрическое отверстие 17 имеет вход 20 отверстия, где основной поток 3 входит в отверстие 17, и выход 21 отверстия, где основной поток 3 выходит из отверстия 17. Цилиндрическое отверстие 17 имеет первую длину L1 и первый внутренний диаметр D1 (фиг.5).
Элемент 10 управления ответвлением потока расположен внутри отверстия 17 и может поворачиваться вокруг оси 14 поворота. Ось 14 поворота соосна первой центральной оси 19 цилиндрического отверстия 17.
Корпус 6 соединен с основным каналом 2 посредством поворотной муфты 16. Поворотная муфта 16 содержит регулировочный элемент 15.
Регулировочный элемент 15 расположен на поворотной муфте 16, в частности, между концом 45 цилиндрического отверстия 17 и концом 46 корпуса 6. Корпус 6 выполнен с возможностью поворота относительно стенки 18 отверстия, которая ограничивает цилиндрическое отверстие 17, и регулировочный элемент 15 выполнен с возможностью поворота как относительно стенки 18 отверстия, которая ограничивает цилиндрическое отверстие 17, так и относительно конца 45 корпуса 6.
Поворотная муфта 16 позволяет размещать корпус 6 в желаемой ориентации независимо от ориентации основного канала 2. Может оказаться, что основной канал 2 должен быть соединен с трубопроводом, имеющим наклонную ориентацию. В таком случае корпус 6 поворачивается относительно основного канала 2 и трубопровода, поэтому корпус 6 имеет желаемую ориентацию. Как правило, ориентация будет по существу вертикальной.
Элемент 10 управления ответвлением потока дополнительно содержит поворотную часть 24 основного канала, ограниченную стенкой 25 основного канала. Таким образом, часть 24 основного канала обеспечивает прямой путь 26 потока для продолжающейся части 27 основного потока 3 между входом 4 и выходом 5, когда элемент 10 управления ответвлением потока находится во втором положении 12. Часть 24 основного канала продолжается по существу перпендикулярно оси 14 поворота.
Обращаясь к фиг.1, 4 и 5, элемент 10 управления ответвлением потока имеет одну или более стенок 28, которые продолжаются на ограниченном расстоянии вдоль оси 14 поворота и которые ограничивают по меньшей мере первую часть 30 канала и вторую часть 31 канала. Первая часть 30 канала продолжается от входа 20 отверстия до внутреннего пространства 7 и ограничивает подающий канал 8, когда элемент 10 управления ответвлением потока находится в первом положении 11 или втором положении 12. Вторая часть 31 канала продолжается от внутреннего пространства 7 до выхода 21 отверстия и ограничивает обратный канал 9 тогда, когда элемент 10 управления ответвлением потока находится в первом положении 11 или втором положении 12.
Элемент 10 управления ответвлением потока, который показан на чертеже, имеет несколько стенок 28, которые ограничивают первую часть 30 канала, вторую часть 31 канала, третью часть 34 канала и четвертую часть 35 канала. Если смотреть на фиг.4, то есть в направлении оси 14 поворота, первая 30, вторая 31, третья 34 и четвертая 35 части канала расположены вокруг оси 14 поворота и, в частности, образуют квадранты вокруг оси 14 поворота.
На фиг.4 показан элемент 10 управления ответвлением потока, расположенный во втором положении 12. В упомянутом втором положении 12 первая 30 и четвертая 35 части канала расположены на входе 20 отверстия и образуют подающий канал 8. Вторая 31 и третья 34 части канала расположены на выходе 21 отверстия и образуют обратный канал 9.
Элемент 10 управления ответвлением потока является симметричным по меньшей мере относительно одной плоскости 47, проходящей вдоль оси 14 поворота, в частности, относительно двух плоскостей 47, 48, проходящих вдоль оси 14 поворота.
На фиг.5 показан элемент 10 управления ответвлением потока, расположенный в первом положении 11. Первая 30 и третья 34 части канала расположены на входе 20 отверстия и образуют подающий канал 8, и вторая 31 и четвертая 35 части канала расположены на выходе 21 отверстия и образуют обратный канал 9.
Таким образом, устройство 1 для удаления всегда имеет подающий канал 8 и обратный канал 9, тем самым позволяя жидкости течь через устройство 1 для удаления от входа 4 к выходу 5.
Благодаря своей симметрии элемент 10 управления ответвлением потока может поворачиваться либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки по отношению к оси 14 поворота. На фиг.4 и 5 элемент 10 управления ответвлением потока поворачивается по часовой стрелке из первого положения во второе положение. Однако, если поворот происходит против часовой стрелки, начиная с первого положения, как показано на фиг.5, вторая 31 и третья 34 части канала образуют подающий канал 8 во втором положении. Таким образом, первая 30 и четвертая 35 части канала образуют обратный канал 9.
Элемент 10 управления ответвлением потока может иметь центральный корпус 36, продолжающийся на расстояние вдоль оси 14 поворота. Часть 24 основного канала продолжается через упомянутый центральный корпус 36. Первая 30, вторая 31, третья 34 и четвертая 35 части канала ограничены первой 38, второй 39, третьей 40 и четвертой 41 стенками. Упомянутые четыре стенки 38, 39, 40, 41 продолжаются на радиальном расстоянии от центрального корпуса 36 и продолжаются на расстоянии вдоль оси 14 поворота. Первая 30, вторая 31, третья 34 и четвертая 35 части каналов расположены вокруг упомянутого центрального корпуса 36. Каждая из первой, второй, третьей и четвертой частей канала имеет поперечное сечение в форме круга или форме одной четверти кольца.
Элемент 10 управления ответвлением потока также содержит регулировочный элемент 15, который выполнен с возможностью поворота элемента 10 управления ответвлением потока между первым положением 11 и вторым положением 12 в том случае, когда управление осуществляется пользователем. Часть 24 основного канала, первая и вторая части 30, 31 канала поворачиваются совместно тогда, когда элемент 10 управления ответвлением потока поворачивается вокруг оси 14 поворота.
Элемент ответвления потока может представлять собой цельный корпус, содержащий вышеупомянутые части.
На фиг.4 и 5 элемент 10 управления ответвлением потока расположен внутри цилиндрического отверстия 17. Элемент 10 управления ответвлением потока содержит четыре разделительные стенки 28, продолжающиеся радиально на некотором удалении от оси поворота 14 и параллельно ей. Четыре разделительные стенки 28 ограничивают четыре квадранта. В показанных вариантах осуществления две из четырех разделительных стенок 28 фактически являются двойными стенками 39, 41. Однако эти двойные стенки функционируют как одна разделительная стенка.
Первая часть 30 канала и вторая часть 31 канала продолжаются по существу параллельно оси 14 поворота и отделены друг от друга разделительными стенками 28.
Элемент 10 управления ответвлением потока выполнен с возможностью поворота на угол 90° между первым положением 11 и вторым положением 12. На фиг.4 показан элемент 10 управления ответвлением потока, расположенный во втором положении 12. На фиг.5 показано первое положение 11, в котором часть 24 основного канала элемента 10 управления ответвлением потока расположена поперек основного канала 2. В упомянутом первом положении 11 по существу 100% входного основного потока 3 ответвляется во внутреннее пространство 7 через подающий канал 8. Упомянутый подающий канал 8 образован двумя частями 30, 35 канала.
На фиг.6 и 7 показаны пути потока через устройство для удаления, соответственно, для второго положения 12 (фиг.6) и первого положения 11 (фиг.7). На фиг.6 основной поток 3 входит в устройство для удаления через вход 4. Часть 58 основного потока 3 протекает прямо через часть 24 основного канала к выходу 5. Оставшаяся часть 59 ответвляется и направляется во внутреннее пространство 7 через подающий канал 8. Обратный поток 60 течет обратно из внутреннего пространства к выходу 5 через обратный канал 9, где он сливается с частью 58 основного потока 3.
На фиг.6А и 6В показан, соответственно, другой процент ответвления, причем ответвление элемента потока на фиг.6А составляет 30-70%, и на фиг.6В элемент управления ответвлением потока ответвляет 10-30%. Это показано разницей в диаметрах D1, D2 части 24 основного канала. На фиг.6A первый диаметр D1 меньше, чем на фиг.6B, где часть 24 основного канала имеет второй диаметр D2. Это также показано частью 58 основного потока 3, которая протекает прямо через часть 24 основного канала к выходу 5. На фиг.6А упомянутая часть 58 меньше, чем часть 58, показанная на фиг.6В.
На фиг.7 показан элемент 10 управления ответвлением потока в первом положении 11, в котором по существу 100% входного основного потока 3 ответвляется и направляется во внутреннее пространство 7. Обратный поток 60 течет из внутреннего пространства 7 обратно в основной канал 2 через обратный канал 9.
Обращаясь к фиг.8A и 8B, показан другой вариант осуществления устройства 1 для удаления, в котором элемент 10 управления ответвлением потока содержит клапан 49, который расположен в основном канале 2. Клапан 49 содержит ось 50 поворота, вокруг которой может поворачиваться клапан 49 между первым положением 11 (фиг.8A) и вторым положением 12 (фиг.8B). Поворот осуществляется регулировочным элементом, который предусмотрен вне основного канала (не показан), в частности, на внешней поверхности основного канала. Ось 50 поворота продолжается поперек основного направления потока. В первом положении 11 клапан 49 образует по меньшей мере два подающих канала 51, 52 для ответвления по существу 100% входного основного потока 3 и один обратный канал 53. Во втором положении 12 клапан 49 образует подающий канал 51, обратный канал 53 и одну часть 56 основного канала. Часть 56 основного канала обеспечивает по существу беспрепятственный прямой путь для части 58 основного потока 3 между входом 4 и выходом 5.
В упомянутом другом варианте осуществления первая стенка 61 расположена в основном канале 2. Первая стенка 61 имеет первую часть 62, продолжающую по существу параллельно основному каналу 2. Передний край 63 первой стенки 61 обращен к входному основному потоку 3, тем самым разделяя входной основной поток 3 на первую часть потока и вторую часть потока. Первая часть потока протекает по существу беспрепятственно мимо первой стенки 61. Вторая часть потока ответвляется во внутреннее пространство 7 устройства 1 для удаления через вторую часть 63 первой стенки 61, которая продолжается от основного канала 2 до внутреннего пространства 7.
Вторая стенка 64 расположена ниже по потоку от первой стенки и продолжается от основного канала 2 до внутреннего пространства 7. Вторая стенка продолжается поперек направления основного канала. Клапан 49 расположен на конце 65 второй стенки 64.
Первая и вторая стенки 61, 64 разделяют вход 66 корпуса на три канала. Первый канал 51 функционирует как подающий канал, третий канал 53 функционирует как обратный канал. Второй канал 52 может функционировать как подающий канал тогда, когда клапан 49 находится в первом положении 11. Когда клапан 49 находится во втором положении 12, второй канал 52 не функционирует ни как подающий канал, ни как обратный канал.
Изобретение также относится к способу удаления пузырьков газа и/или частиц грязи из жидкости, причем способ содержит:
выполнение устройства 1 для удаления по любому из пп.1-30,
позиционирование элемента 10 управления ответвлением потока в первом положении 11,
направление потока жидкости через устройство 1 для удаления,
позиционирование элемента 10 управления ответвлением потока во втором положении 12,
направление потока жидкости через устройство 1 для удаления.
Первый аспект изобретения, описанный в данном документе выше, представляет собой непосредственно изобретение. Однако его можно объединить со вторым аспектом изобретения, в результате чего объединенные аспекты изобретения будет иметь синергетический эффект. Второй аспект изобретения описан ниже и также представляет собой непосредственно изобретение.
Второй аспект изобретения показан на фиг.9-11 и также относится к устройству 100 для удаления. Упомянутое устройство 100 для удаления имеет основной канал 101 для основного потока 102. Основной канал 101 имеет вход 103 и выход 104, которые выполнены с возможностью подключения к трубопроводной системе (не показана). Устройство 100 для удаления содержит корпус 105, который ограничивает внутреннее пространство 106. Корпус 105 расположен рядом с основным каналом 101. По меньшей мере один подающий канал 107 продолжается от основного канала 101 до внутреннего пространства 106. Обратный канал 108 продолжается от внутреннего пространства106 обратно до основного канала 101.
Устройство 100 для удаления содержит первую криволинейную стенку 109 и вторую криволинейную стенку 110. Упомянутые стенки предусмотрены во внутреннем пространстве 106 и расположены на расстоянии 111 от стенки 112 корпуса. Первая криволинейная стенка 109 и вторая криволинейная стенка 110 ограничивают центральную зону 113, расположенную между ними. Центральная зона 113 имеет по существу цилиндрическую форму.
Входной канал 114 зоны осаждения образован между первой криволинейной стенкой 109 и стенкой 112 корпуса. Обратный канал 115 зоны осаждения образован между второй криволинейной стенкой 110 и стенкой 112 корпуса. Первая криволинейная стенка 109 имеет передний край 116, который направлен в противоположную сторону относительно входного подаваемого потока 117, который входит во внутреннее пространство 106 через подающий канал 107.
Устройство 100 для удаления дополнительно содержит нижнюю зону 118 осаждения, расположенную в нижней области 119 внутреннего пространства 106. При использовании жидкость имеет значительно меньшую скорость потока в нижней зоне 118 осаждения, чем в основном канале 101. Это происходит потому, что нижняя зона 118 осаждения выполнена с возможностью осаждения частиц грязи. Устройство 100 для удаления содержит выход 120 для выпуска грязи, предназначенный для выпуска осевших частиц грязи. Упомянутый выход 120 для выпуска грязи расположен на нижнем конце 121 корпуса 105.
Устройство 100 для удаления имеет верхнюю зону 122 подъема, расположенную в верхней области 123 внутреннего пространства 106. Хотя показанный вариант осуществления имеет как верхнюю зону 122 подъема, так и нижнюю зону 118 осаждения, возможно также наличие только одной из этих зон. При использовании жидкость имеет значительно меньшую скорость потока в верхней зоне 122 подъема, чем в основном канале 101. Верхняя зона 122 подъема выполнена с возможностью подъема пузырьков газа. Для удаления поднявшихся пузырьков газа устройство 100 для удаления содержит выход 124 для выпуска газа. Выход 124 для выпуска газа расположен на верхнем конце 125 корпуса 105.
Передний край 116 первой криволинейной стенки 109 выполнен с возможностью разделения входного подаваемого потока 117 на центральный поток 126 и входной поток 127 зоны осаждения. Центральный поток 126 течет в центральную зону 113. Входной поток 127 зоны осаждения протекает во входной канал 114 зоны осаждения и через него и из входного канала 114 зоны осаждения в нижнюю зону 118 осаждения и/или верхнюю зону 122 подъема.
Обратный канал 115 зоны осаждения выполнен с возможностью направления обратного потока 128 зоны осаждения из нижней и/или верхней зоны 122 подъема в обратный канал 108. Место 129 слияния образовано между задним краем 130 второй криволинейной стенки 110 и обратным каналом. В этом месте 129 слияния центральный поток 126 из центральной зоны 113 сливается с обратным потоком 128 зоны осаждения. Из упомянутого места 129 слияния объединенный поток течет по направлению к и в обратный канал 108.
Когда скорость центрального потока 126 во внутреннее пространство 106 превышает пороговое значение, центральная зона 113 действует как центральная центробежная зона для удаления частиц грязи и пузырьков газа на основе центробежного действия. В этом случае завихрение будет наводиться в центральной зоне 113 входным центральным потоком 126. Это показано на фиг.7. Криволинейные стенки 109, 110 способствуют образованию завихрения. Когда скорость центрального потока 126 ниже упомянутого порогового значения, центральная зона 113 выполнена таким образом, чтобы действовать как центральная зона осаждения для частиц грязи и пузырьков газа. Результирующий поток в последнем случае показан на фиг.10 стрелкой 159.
Пороговое значение равно 0,6 м/с.
Обращаясь к фигуре 10, поперечный разрез устройства 100 для удаления показан, в частности, на виде сверху. Первая и вторая криволинейные стенки 109, 110 расположены зеркально относительно центральной оси 131 внутреннего пространства 106.
Входной канал 114 зоны осаждения содержит вход 132 входного канала зоны осаждения, образованный между передним краем 116 первой криволинейной стенки 109 и стенкой 112 корпуса. Нижнее выходное отверстие (не показано) открыто в нижней зоне 118 осаждения (фиг.9), причем нижнее выходное отверстие образовано между нижним концом 134 первой криволинейной стенки 109 и стенкой 112 корпуса. Верхнее выходное отверстие (не показано) открыто в верхней зоне 122 подъема (фиг.9), причем верхнее выходное отверстие образовано между верхним концом 136 первой криволинейной стенки 109 и стенкой 112 корпуса.
Обратный канал 115 зоны осаждения содержит выход 137 обратного канала зоны осаждения, образованный между задним краем 130 второй криволинейной стенки 110 и стенкой 112 корпуса. Нижнее входное отверстие (не показано) обеспечивает вход из нижней зоны 118 осаждения в обратный канал 115 зоны осаждения. Нижнее входное отверстие 140 образовано между нижним концом 139 второй криволинейной стенки 110 и стенкой 112 корпуса. Верхнее входное отверстие 140 (фиг.9) обеспечивает вход из верхней зоны 122 подъема в обратный канал 115 зоны осаждения. Верхнее входное отверстие 140 образовано между верхним концом 142 второй криволинейной стенки 110 и стенкой 112 корпуса.
Первая и вторая криволинейные стенки 109, 110 имеют край 143 на своей стороне 144, который расположен на некотором удалении от подающего канала 107 и обратного канала 108. Упомянутый край 143 находится в контакте со стенкой 112 корпуса и закрывает входной канал 114 зоны осаждения и обратный канал 115 зоны осаждения на краю 143.
Первая и вторая криволинейные стенки 109, 110 продолжаются по существу параллельно стенке 112 корпуса. Криволинейные стенки 109, 110 продолжаются, в частности, вертикально.
Устройство 100 для удаления дополнительно содержит внутреннюю верхнюю стенку 145 и внутреннюю нижнюю стенку 146. Внутренняя верхняя стенка 145 продолжается между верхними концами 136, 142 первой и второй криволинейных стенок 109, 110. Внутренняя нижняя стенка 146 продолжается между нижними концами 134, 139 первой и второй криволинейных стенок 109, 110. Внутренняя верхняя стенка 145 и внутренняя нижняя стенка 146 ограничивают верхний конец 147 и, соответственно, нижний конец 148 центральной зоны 113.
Внутренняя нижняя стенка 146 содержит нижнее сквозное отверстие 149 для прохождения частиц грязи в нижнюю зону 118 осаждения, расположенную ниже центральной зоны 113. Внутренняя нижняя стенка 146, в частности, наклонена для направления частиц грязи в сторону нижнего сквозного отверстия 149.
Внутренняя верхняя стенка 145 содержит верхнее сквозное отверстие 150 для прохождения пузырьков газа в верхнюю зону 122 подъема, расположенную над центральной зоной 113. Внутренняя верхняя стенка 145, в частности, наклонена для направления пузырьков газа в сторону верхнего сквозного отверстия 150.
Сквозные отверстия выполнены в центре 151 внутренней нижней стенки 146 и/или внутренней верхней стенки 145.
На фиг.11 показано устройство 100 для удаления, содержащее полый элемент 152, предусмотренный во внутреннем пространстве 106. Полый элемент 152 продолжается от нижней части 153 корпуса 6 во внутреннее пространство 106, в частности, до верхнего конца 147 центральной зоны 113. Внутренний магнит 155 расположен внутри полого элемента 152. Внутренний магнит 155 выполнен с возможностью притягивания частиц магнетита, которые входят в центральную зону 113 и/или нижнюю зону 118 осаждения через входной канал 114 зоны осаждения. Внутренний магнит 155 может извлекаться из полого элемента 152 через отверстие 60. Чтобы удалить внутренний магнит 155, корпус 105 может быть открыт в нижней части 153. После удаления внутреннего магнита 155 частицы магнетита, прикрепленные к полому элементу 152, оседают на дно внутреннего пространства 106. Выход 120 для выпуска грязи позволяет удалить частицы магнетита.
Полый элемент 152 продолжается через нижнее сквозное отверстие 149. Площадь поперечного сечения полого элемента 152 меньше площади поперечного сечения нижнего сквозного отверстия 149. Это позволяет частицам грязи проходить через зазор, так как зазор 156 образован между полым элементом 152 и нижним сквозным отверстием 149.
Вместо или вместе с внутренним магнитом 155 может быть предусмотрен внешний магнит 157. Внешний магнит 157 расположен на внешней поверхности 158 корпуса 6, в частности, в месте, напротив подающего канала 107 и обратного канала 108.
Внутренний магнит 155 и/или внешний магнит 157 также могут быть предусмотрены в первом аспекте изобретения, как показано на фиг.3.
Магниты 155, 157 в сочетании с различными положениями 11, 12 элемента 10 управления ответвлением потока обеспечивают высокую гибкость устройства для удаления. Когда элемент ответвления потока находится в первом положении 11, большая часть входного основного потока ответвляется во внутреннее пространство. Упомянутая большая часть входного основного потока течет с более высокой скоростью во внутреннее пространство, чем часть, которая ответвляется во внутреннее пространство, когда элемент 10 управления ответвлением потока находится во втором положении. Отвод большой части имеет преимущество в том, что при этом будет также отделена большая часть частиц магнетита в жидкости.
Кроме того, из-за более высокой скорости потока завихрение может образовываться внутри по существу круглого внутреннего пространства 7, если смотреть на виде сверху, как показано на фиг.7. Завихрение также может быть образовано без криволинейных стенок 109, 110. Преимущество завихрения состоит в том, что частицы магнетита в жидкости могут проходить магнит 155, 157 несколько раз, что увеличивает вероятность прилипания упомянутых частиц магнетита к магниту 155, 157.
Когда элемент 10 управления ответвлением потока находится во втором положении 12, меньшая часть входного основного потока ответвляется во внутреннее пространство 7 по сравнению с первым положением 11. Скорость потока части, которая ответвляется во внутреннее пространство, таким образом, будет ниже. Это приводит к тому, что во внутреннем пространстве образуется меньше завихрений, или их вообще нет. Поэтому количество частиц магнетита, удаляемых во втором положении, будет меньше по сравнению с первым положением. Однако преимущество второго положения 12 состоит в том, что из-за более низкой скорости внутри внутреннего пространства 7 частицы грязи лучше оседают, и пузырьки газа лучше поднимаются.
Регулируя элемент 10 управления ответвлением потока между первым положением 11 и вторым положением 12, пользователь, таким образом, может выбирать между режимом отделения магнетита (первое положение), в котором отношение частиц магнетита к частицам грязи является относительно высоким, и режимом отделения грязи (второе положение), в котором упомянутое отношение частиц магнетита к частицам грязи является относительно низким, то есть ниже, чем упомянутое отношение в первом положении.
Второй аспект изобретения дополнительно относится к способу удаления пузырьков газа и/или частиц грязи из жидкости в жидкостной трубопроводной системе, причем способ содержит:
выполнение устройства 100 для удаления по любому из пп.18-30, 32-62,
направление подаваемого потока 117 через подающий канал 107 во внутреннее пространство 106,
разделение подаваемого потока 117 на центральный поток 126 и входной поток 127 зоны осаждения с помощью переднего края 116 первой криволинейной пластины,
направление входного потока 127 зоны осаждения в нижнюю зону 118 осаждения и/или в верхнюю зону 122 подъема и предоставление возможности частицам грязи оседать в нижней зоне осаждения и/или пузырькам газа подниматься в верхней зоне 122 подъема, и
предоставление возможности частицам грязи оседать и пузырькам газа подниматься в центральной зоне 113.
Как указано, варианты осуществления устройств 1, 100 для удаления согласно как первому, так и второму изобретению могут быть объединены, тем самым дополняя друг друга.
В упомянутых объединенных вариантах осуществления предусмотрен элемент 10 управления ответвлением потока вместе с криволинейными стенками. Кроме того, могут быть также предусмотрены внутренняя верхняя стенка 145 и внутренняя нижняя стенка 146. Когда элемент 10 управления ответвлением потока находится в первом положении 11, скорость потока, подаваемого во внутреннее пространство 106, выше, чем скорость потока, подаваемого во внутреннее пространство 106, в частности, выше, чем пороговое значение, когда элемент 10 управления ответвлением потока находится во втором положении 12. Так как скорость подаваемого потока или центрального потока 126 в центральный поток 126 выше порогового значения, когда элемент управления ответвлением потока находится в первом положении 11, центральная зона 113 действует как центробежная зона. Когда элемент управления ответвлением потока находится во втором положении 12, центральная зона 113 действует как зона стабилизации, так как скорость подаваемого потока или центрального потока 126 будет ниже порогового значения.
Таким образом, устройство 100 для удаления имеет преимущество в связи с высокой скоростью подаваемого потока тогда, когда элемент 10 управления ответвлением потока находится в первом положении 11, вызывая завихрение. Завихрение будет выталкивать более крупные частицы грязи за пределы завихрения, а более крупные пузырьки газа в его центр или центральную зону. Таким образом, удаляется большее количество крупных частиц грязи и пузырьков газа. Этот режим является предпочтительным, особенно сразу после установки устройства 100 для удаления.
Объединенное изобретение также относится к способу удаления пузырьков газа и/или частиц грязи из жидкости в жидкостной трубопроводной системе, причем способ содержит:
позиционирование элемента 10 управления ответвлением потока в первом положении 11, в котором частицы грязи и/или пузырьки газа отделяются от центрального потока 126 в центральной зоне 113 на основе центробежного действия, и
позиционирование элемента 10 управления ответвлением потока во втором положении 12, в котором частицы грязи и/или пузырьки газа отделяются от центрального потока 126 в центральной зоне 113 на основе осаждения.
В соответствии с требованиями, в данном документе были подробно раскрыты варианты осуществления настоящего изобретения; однако следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются лишь иллюстрацией данного изобретения, которое может быть реализовано в различных формах. Таким образом, конкретные конструктивные и функциональные детали, раскрытые в данном документе, следует трактовать не как ограничения, а как основу для формулы изобретения и как характерную основу для понимания специалистом в данной области техники способов различного использования настоящего изобретения в практически любой должным образом и подробно описанной конструкции. Кроме того, используемые в данном документе термины и фразы не предназначены для ограничения, а скорее для обеспечения понятного описания изобретения.
Используемые в данном документе термины в единственном числе могут использоваться во множественном числе и определены здесь как один или более чем один. Термин "множество", используемый здесь, определен как два или больше чем два. Термин "другой", используемый здесь, определен как по меньшей мере второй или больше. Термины "включающий в себя" и/или "имеющий", используемые здесь, определены как содержащий (то есть в открытом смысле, не исключая других элементов или этапов). Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не следует толковать как ограничивающие объем формулы изобретения или изобретения.
Специалистам в данной области техники будет очевидно, что в систему и способ согласно изобретению могут быть внесены различные модификации без отклонения от объема, ограниченного формулой изобретения.
Изобретение также относится к следующим пунктам:
1. Устройство (1) для удаления, предназначенное для удаления пузырьков газа и/или частиц грязи из жидкости в жидкостной трубопроводной системе, причем устройство для удаления содержит:
- основной канал (2) для основного потока (3), причем основной канал имеет вход (4) и выход (5), которые выполнены с возможностью подключения к трубопроводной системе,
- корпус (6), который ограничивает внутреннее пространство (7), причем корпус расположен рядом с основным каналом,
- по меньшей мере один подающий канал (8), продолжающийся от основного канала до внутреннего пространства,
- по меньшей мере один обратный канал (9), продолжающийся от внутреннего пространства обратно до основного канала,
- элемент управления ответвлением потока (10), расположенный в основном канале, причем элемент управления ответвлением потока может перемещаться между первым положением (11) и вторым положением (12), при этом в первом положении элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью ответвления большей части входного основного потока во внутреннее пространство, чем во втором положении.
2. Устройство для удаления по п.1, в котором элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью постепенного уменьшения части входного основного потока, который ответвляется тогда, когда элемент управления ответвлением потока перемещается из первого положения во второе положение, и постепенного увеличения части входного основного потока, который ответвляется тогда, когда элемент управления ответвлением потока перемещается из второго положения в первое положение.
3. Устройство для удаления по п.1 или 2, в котором в первом положении элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью ответвления по существу 100% входного основного потока во внутреннее пространство.
4. Устройство для удаления по любому из предыдущих пп., в котором во втором положении элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью ответвления 10-30% входного основного потока во внутреннее пространство.
5. Устройство для удаления по любому из предшествующих пп., в котором во втором положении или, альтернативно, в третьем положении элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью ответвления 30-70%, в частности, 40-60%, более конкретно по существу 50% набегающего потока во внутреннее пространство.
6. Устройство для удаления по любому из предшествующих пп., в котором элемент управления ответвлением потока содержит подающий канал и обратный канал.
7. Устройство для удаления по любому из предыдущих пп., в котором основной канал является прямым, и во втором положении элемент управления ответвлением потока выполнен таким образом, чтобы часть входного основного потока могла проходить прямо через основной канал без ответвления.
8. Устройство для удаления по любому из предшествующих пп., в котором элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью поворота вокруг оси (14) поворота.
9. Устройство для удаления по любому из предшествующих пп., в котором элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением посредством регулировочного элемента (15), который управляется вручную.
10. Устройство для удаления по п.8 или 9, в котором корпус соединен с основным каналом через поворотную муфту (16), причем поворотная муфта содержит регулировочный элемент.
11. Устройство для удаления по любому из пп.8-10, содержащее цилиндрическое отверстие (17), ограниченное стенкой (18) отверстия, причем цилиндрическое отверстие имеет первую центральную ось (19), проходящую по существу перпендикулярно направлению основного канала и проходящую в направлении внутреннего пространства, цилиндрическое отверстие имеет вход (20) отверстия, где основной поток входит в отверстие, и выход (21) отверстия, где основной поток выходит из отверстия, и цилиндрическое отверстие имеет первую длину (L1) и первый внутренний диаметр (D1), при этом элемент управления ответвлением потока расположен внутри отверстия и может поворачиваться вокруг оси поворота, причем ось поворота соосна первой центральной оси цилиндрического отверстия.
12. Устройство для удаления по предыдущему п., в котором элемент управления ответвлением потока содержит поворотную часть (24) основного канала, ограниченную стенкой (25) основного канала, причем часть основного канала выполнена с возможностью обеспечения прямого пути потока (26) для продолжающейся части основного потока между входом и выходом тогда, когда элемент управления ответвлением потока находится во втором положении, при этом часть основного канала продолжается по существу перпендикулярно оси поворота.
13. Устройство для удаления по п.11 или 12, в котором элемент управления ответвлением потока содержит одну или более стенок (28), которые продолжаются на ограниченном расстоянии вдоль оси поворота и которые ограничивают по меньшей мере первую часть (30) канала и вторую часть (31) канала, причем первая часть канала продолжается от входа отверстия до внутреннего пространства и образует подающий канал тогда, когда элемент управления ответвлением потока находится в первом или втором положении, и вторая часть канала продолжается от внутреннего пространства до выхода отверстия и образует обратный канал тогда, когда элемент управления ответвлением потока находится в первом или втором положении.
14. Устройство для удаления по любому из пп.11-13, в котором элемент управления ответвлением потока содержит регулировочный элемент, который выполнен с возможностью поворота элемента управления ответвлением потока между первым положением и вторым положением в том случае, когда управление осуществляется пользователем.
15. Устройство для удаления по любому из пп.11-14, в котором часть основного канала, первая и вторая части канала поворачиваются совместно тогда, когда элемент управления ответвлением потока поворачивается вокруг оси поворота.
16. Устройство для удаления по любому из пп.11-15, в котором одна или более стенок ограничивают:
— первую часть канала,
— вторую часть канала,
— третью часть (34) канала, и
— четвертую часть (35) канала,
где, если смотреть в направлении оси поворота, первая, вторая, третья и четвертая части канала расположены вокруг оси поворота и, в частности, образуют квадранты вокруг оси поворота,
где в первом положении элемента управления ответвлением потока первая и третья части канала расположены на входе отверстия и образуют подающий канал, и вторая и четвертая части канала расположены на выходе отверстия и образуют обратный канал, и где во втором положении элемента управления ответвлением потока первая и четвертая части канала расположены на входе отверстия и образуют подающий канал, и вторая и третья части канала расположены на выходе отверстия и образуют обратный канал.
17. Устройство для удаления по предыдущему п., в котором элемент управления ответвлением потока содержит центральный корпус (36), продолжающийся на расстоянии вдоль оси поворота, причем основная часть канала продолжается через упомянутый центральный корпус, при этом первая, вторая, третья и четвертая части канала ограничены первой (38), второй (39), третьей (40) и четвертой стенками (41), которые продолжаются на радиальном расстоянии от центрального корпуса и продолжаются на расстоянии вдоль оси поворота, при этом первая, вторая, третья и четвертая части канала расположены вокруг упомянутого центрального корпуса, при этом каждая, в частности, из первой, второй, третьей и четвертой частей канала имеет поперечное сечение в форме круга или форме одной четверти кольца.
18. Устройство для удаления по любому из пп.9-17, в котором регулировочный элемент расположен на шарнирной муфте, в частности, между концом (45) цилиндрического отверстия и концом (46) корпуса, причем корпус выполнен с возможностью поворота относительно стенки отверстия, которая ограничивает цилиндрическое отверстие, и регулировочный элемент может поворачиваться как относительно стенки отверстия, которая ограничивает цилиндрическое отверстие, так и относительно конца корпуса.
19. Устройство для удаления по любому из пп.11-18, в котором первая часть канала и вторая часть канала продолжаются по существу параллельно оси поворота и отделены друг от друга одной или несколькими стенками.
20. Устройство для удаления по п.18 или 19, в котором элемент управления ответвлением потока содержит четыре разделительные стенки, продолжающиеся радиально на некотором удалении от оси поворота и параллельно ей, причем четыре разделительные стенки ограничивают четыре квадранта.
21. Устройство для удаления по любому из пп.15-20, в котором элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью поворота на угол 90° между первым положением и вторым положением.
22. Устройство для удаления по п.9, в котором элемент управления ответвлением потока содержит клапан (49), который расположен в основном канале, причем клапан содержит ось (50) поворота, вокруг которой клапан может поворачиваться между первым положением и вторым положением регулировочного элемента, ось поворота продолжается перпендикулярно направлению основного потока, при этом в первом положении клапан образует по меньшей мере два подающих канала (51, 52) для ответвления по существу 100% входного основного потока, и один обратный канал (53), причем во втором положении клапан образует подающий канал (51), обратный канал (53) и одну часть (56) основного канала, причем часть основного канала выполнена таким образом, чтобы обеспечить по существу беспрепятственный прямой путь потока для части (58) основного потока между входом и выходом.
23. Устройство для удаления по любому из предыдущих пп., содержащее:
- первую криволинейную стенку (109) и вторую криволинейную стенку (110), предусмотренные во внутреннем пространстве и расположенные на расстоянии (111) от стенки корпуса, причем первая криволинейная стенка и вторая криволинейная стенка ограничивают центральную зону (113), расположенную между ними, при этом входной канал (114) зоны осаждения образован между первой криволинейной стенкой и стенкой корпуса, и обратный канал (115) зоны осаждения образован между второй криволинейной стенкой и стенкой корпуса, причем первая криволинейная стенка имеет передний край (116), который направлен в противоположную сторону относительно входного подаваемого потока, который входит во внутреннее пространство через подающий канал,
- где устройство для удаления дополнительно содержит:
○ нижнюю зону (118) осаждения, расположенную в нижней области (119) внутреннего пространства, в которой при использовании жидкость имеет значительно меньшую скорость потока в нижней зоне осаждения, чем в основном канале, причем нижняя зона осаждения выполнена с возможностью осаждения частиц грязи, при этом устройство для удаления содержит выход (120) для выпуска грязи, предназначенный для выпуска осевших частиц грязи, причем выход для выпуска грязи расположен на нижнем конце (121) корпуса, и/или
○ верхнюю зону (122) подъема, расположенную в верхней области (123) внутреннего пространства, в которой при использовании жидкость имеет значительно меньшую скорость потока в верхней зоне подъема, чем в основном канале, причем верхняя зона подъема выполнена с возможностью подъема пузырьков газа, при этом устройство для удаления содержит выход (124) для выпуска газа для выпуска поднявшихся пузырьков газа, причем выход для выпуска газа расположен на верхнем конце (136) корпуса,
где передний край первой криволинейной стенки выполнен с возможностью разделения входного подаваемого потока на:
○ центральный поток (126), который втекает в центральную зону, и
○ входной поток (127) зоны осаждения, который втекает в и протекает через входной канал зоны осаждения и вытекает из входного канала зоны осаждения в нижнюю и/или верхнюю зону подъема,
где обратный канал зоны осаждения выполнен с возможностью направления обратного потока (128) зоны осаждения из нижней и/или верхней зоны подъема в обратный канал, причем место (129) слияния образовано между задним краем (130) второй криволинейной стенки и обратным каналом, где центральный поток из центральной зоны сливается с обратным потоком зоны осаждения, и из этого места слияния объединенный поток течет по направлению к и в обратный канал,
где центральная зона имеет по существу цилиндрическую форму.
24. Устройство для удаления по п.23, в котором центральная зона выполнена таким образом, чтобы действовать как центральная центробежная зона для удаления частиц грязи и пузырьков газа на основе центробежного действия, когда скорость центрального потока превышает пороговое значение, и в котором центральная зона выполнена таким образом, чтобы действовать как центральная зона осаждения для частиц грязи и пузырьков газа, когда скорость центрального потока ниже упомянутого порогового значения.
25. Устройство для удаления по п.24, в котором пороговое значение равно 0,6 м/с.
26. Устройство для удаления по любому из пп.23-25, в котором первая и вторая криволинейные стенки расположены зеркально относительно центральной оси (131) внутреннего пространства.
27. Устройство для удаления по любому из пп.23-26, в котором входной канал зоны осаждения содержит:
- вход (132) входного канала зоны осаждения, образованный между передним краем первой криволинейной стенки и стенкой корпуса, и
- нижнее выходное отверстие, которое открыто в нижней зоне осаждения, причем нижнее выходное отверстие образовано между нижним концом (134) первой криволинейной стенки и стенкой корпуса, и/или верхнее выходное отверстие, которое открыто в верхней зоне подъема, причем верхнее выходное отверстие образовано между верхним концом (136) первой криволинейной стенки и стенкой корпуса,
и обратный канал зоны осаждения содержит:
- выход (137) обратного канала зоны осаждения, образованный между продольным краем второй криволинейной стенки и стенкой корпуса, и
- нижнее входное отверстие, которое обеспечивает вход из нижней зоны осаждения в обратный канал зоны осаждения, причем нижнее входное отверстие образовано между нижним концом (139) второй криволинейной стенки и стенкой корпуса, и/или верхнее входное отверстие (140), которое обеспечивает вход из верхней зоны подъема в обратный канал зоны осаждения, при этом верхнее входное отверстие образовано между верхним концом (142) второй криволинейной стенки и стенкой корпуса.
28. Устройство для удаления по любому из пп.23-27, в котором первая и вторая криволинейные стенки имеют край (143) на своей стороне, который расположен на некотором удалении от подающего канала и обратного канала, причем упомянутый край находится в контакте со стенкой корпуса и закрывает входной канал зоны осаждения и обратный канал зоны осаждения на краю.
29. Устройство для удаления по любому из пп.23-28, в котором первая и вторая криволинейные стенки продолжаются по существу параллельно стенке корпуса и, в частности, продолжаются вертикально.
30. Устройство для удаления по любому из пп.27-29, дополнительно содержащее внутреннюю верхнюю стенку (145) и внутреннюю нижнюю стенку (146), причем внутренняя верхняя стенка продолжается между верхними концами первой и второй криволинейных стенок, и внутренняя нижняя стенка продолжается между нижними концами первой и второй криволинейных стенок, при этом внутренняя верхняя стенка и внутренняя нижняя стенка ограничивают верхний конец (147) и, соответственно, нижний конец (148) центральной зоны.
31. Устройство для удаления по предыдущему п., в котором внутренняя нижняя стенка содержит нижнее сквозное отверстие (149) для прохождения частиц грязи в нижнюю зону осаждения, расположенную ниже центральной зоны, и внутренняя нижняя стенка, в частности, наклонена для направления частиц грязи к нижнему сквозному отверстию, и/или
где внутренняя верхняя стенка содержит верхнее сквозное отверстие (150) для прохождения пузырьков газа в верхнюю зону подъема, расположенную над центральной зоной, и внутренняя верхняя стенка, в частности, наклонена для направления пузырьков газа к верхнему сквозному отверстию.
32. Устройство для удаления по предыдущему п., в котором сквозные отверстия выполнены в центре (151) внутренней нижней стенки и/или внутренней верхней стенки.
33. Устройство для удаления по любому из пп.23-32, в котором полый элемент (152) предусмотрен во внутреннем пространстве, причем полый элемент продолжается от нижней части (153) корпуса до внутреннего пространства, в частности, до верхнего конца центральной зоны, при этом внутренний магнит (155) предусмотрен внутри полого элемента, причем внутренний магнит может извлекаться из полого элемента.
34. Устройство для удаления по предыдущему п., в котором полый элемент продолжается через нижнее сквозное отверстие, причем площадь поперечного сечения полого элемента меньше площади поперечного сечения нижнего сквозного отверстия, тем самым образуя зазор (156) между полым элементом и нижним сквозным отверстием, который позволяет частицам грязи проходить через зазор.
35. Устройство для удаления по любому из предшествующих пп., в котором внешний магнит (157) предусмотрен на внешней поверхности корпуса, в частности, в месте, напротив подающего канала и обратного канала.
36. Способ удаления пузырьков газа и/или частиц грязи из жидкости, причем способ содержит:
- выполнение устройства для удаления по любому из пп.1-35,
- позиционирование элемента управления ответвлением потока в первом положении,
- направление потока жидкости через устройство для удаления,
- позиционирование элемента управления ответвлением потока во втором положении,
- направление потока жидкости через устройство для удаления.
37. Устройство для удаления (100) для удаления пузырьков газа и/или частиц грязи из жидкости в жидкостной трубопроводной системе, причем устройство для удаления содержит:
- основной канал (101) для основного потока (102), причем основной канал имеет вход (103) и выход (104), которые выполнены с возможностью подключения к трубопроводной системе,
- корпус (105), который ограничивает внутреннее пространство (106), причем корпус расположен рядом с основным каналом,
- по меньшей мере один подающий канал (107), продолжающийся от основного канала до внутреннего пространства,
- по меньшей мере один обратный канал (108), продолжающийся от внутреннего пространства обратно до основного канала,
- первую криволинейную стенку (109) и вторую криволинейную стенку (110), которые предусмотрены во внутреннем пространстве и расположены на расстоянии (111) от стенки (112) корпуса, причем первая криволинейная стенка и вторая криволинейная стенка ограничивают центральную зону (113), расположенную между ними, при этом входной канал (114) зоны осаждения образован между первой криволинейной стенкой и стенкой корпуса, и обратный канал (115) зоны осаждения образован между второй криволинейной стенкой и стенкой корпуса, причем первая криволинейная стенка имеет передний край (116), который направлен в противоположную сторону относительно входного подаваемого потока (117), который входит во внутреннее пространство через подающий канал,
- где устройство для удаления дополнительно содержит:
○ нижнюю зону (118) осаждения, расположенную в нижней области (119) внутреннего пространства, в которой при использовании жидкость имеет значительно меньшую скорость потока в нижней зоне осаждения, чем в основном канале, причем нижняя зона осаждения выполнена с возможностью осаждения частиц грязи, при этом устройство для удаления содержит выход (120) для выпуска грязи, предназначенный для выпуска осевших частиц грязи, причем выход для выпуска грязи расположен на нижнем конце (121) корпуса, и/или
○ верхнюю зону (122) подъема, расположенную в верхней области (123) внутреннего пространства, в которой при использовании жидкость имеет значительно меньшую скорость потока в верхней зоне подъема, чем в основном канале, причем верхняя зона подъема выполнена с возможностью подъема пузырьков газа, при этом устройство для удаления содержит выход (124) для выпуска газа для выпуска поднявшихся пузырьков газа, причем выход для выпуска газа расположен на верхнем конце (125) корпуса,
где передний край первой криволинейной стенки выполнен с возможностью разделения входного подаваемого потока на:
○ центральный поток (126), который втекает в центральную зону, и
○ входной поток (127) зоны осаждения, который втекает в и протекает через входной канал зоны осаждения и вытекает из входного канала зоны осаждения в нижнюю и/или верхнюю зону подъема,
где обратный канал зоны осаждения выполнен с возможностью направления обратного потока (128) зоны осаждения из нижней и/или верхней зоны подъема в обратный канал, причем место (129) слияния образовано между задним краем (130) второй криволинейной стенки и обратным каналом, где центральный поток из центральной зоны сливается с обратным потоком зоны осаждения, и из этого места слияния объединенный поток течет по направлению к и в обратный канал,
где центральная зона имеет по существу цилиндрическую форму.
38. Устройство для удаления по п.37, в котором центральная зона выполнена таким образом, чтобы действовать как центральная центробежная зона для удаления частиц грязи и пузырьков газа на основе центробежного действия, когда скорость центрального потока превышает пороговое значение, и центральная зона выполнена таким образом, чтобы действовать как центральная зона осаждения для частиц грязи и пузырьков газа, когда скорость центрального потока ниже упомянутого порогового значения.
39. Устройство для удаления по п.38, в котором пороговое значение равно 0,6 м/с.
40. Устройство для удаления по любому из пп.37-39, в котором первая и вторая криволинейные стенки расположены зеркально относительно центральной оси (131) внутреннего пространства.
41. Устройство для удаления по любому из пп.37-40, в котором входной канал зоны осаждения содержит:
- вход (132) входного канала зоны осаждения, образованный между передним краем первой криволинейной стенки и стенкой корпуса, и
- нижнее выходное отверстие, которое открыто в нижней зоне осаждения, причем нижнее выходное отверстие образовано между нижним концом (134) первой криволинейной стенки и стенкой корпуса, и/или верхнее выходное отверстие, которое открыто в верхней зоне подъема, причем верхнее выходное отверстие образовано между верхним концом (136) первой криволинейной стенки и стенкой корпуса,
и обратный канал зоны осаждения содержит:
- выход (137) обратного канала зоны осаждения, образованный между продольным краем второй криволинейной стенки и стенкой корпуса, и
- нижнее входное отверстие, которое обеспечивает вход из нижней зоны осаждения в обратный канал зоны осаждения, причем нижнее входное отверстие образовано между нижним концом (139) второй криволинейной стенки и стенкой корпуса, и/или верхнее входное отверстие (140), которое обеспечивает вход из верхней зоны подъема в обратный канал зоны осаждения, причем верхнее входное отверстие образовано между верхним концом (142) второй криволинейной стенки и стенкой корпуса.
42. Устройство для удаления по любому из пп.37-41, в котором первая и вторая криволинейные стенки имеют край (143) на стороне, которая расположена на некотором удалении от подающего канала и обратного канала, причем упомянутый край находится в контакте со стенкой корпуса и закрывает входной канал зоны осаждения и обратный канал зоны осаждения на краю.
43. Устройство для удаления по любому из пп.37-42, в котором первая и вторая криволинейные стенки продолжаются по существу параллельно стенке корпуса и, в частности, продолжаются вертикально.
44. Устройство для удаления по любому из пп.41-43, дополнительно содержащее внутреннюю верхнюю стенку (145) и внутреннюю нижнюю стенку (146), и внутренняя верхняя стенка продолжается между верхними концами первой и второй криволинейных стенок, при этом внутренняя нижняя стенка продолжается между нижними концами первой и второй криволинейных стенок, при этом внутренняя верхняя стенка и внутренняя нижняя стенка ограничивают верхний конец (147) и, соответственно, нижний конец (148) центральной зоны.
45. Устройство для удаления по предыдущему п., в котором внутренняя нижняя стенка содержит нижнее сквозное отверстие (149) для прохождения частиц грязи в нижнюю зону осаждения, расположенную ниже центральной зоны, и внутренняя нижняя стенка, в частности, наклонена для направления частиц грязи к нижнему сквозному отверстию, и/или
где внутренняя верхняя стенка содержит верхнее сквозное отверстие (150) для прохождения пузырьков газа в верхнюю зону подъема, расположенную над центральной зоной, и внутренняя верхняя стенка, в частности, наклонена для направления пузырьков газа к верхнему сквозному отверстию.
46. Устройство для удаления по предыдущему п., в котором сквозные отверстия выполнены в центре (151) внутренней нижней стенки и/или внутренней верхней стенки.
47. Устройство для удаления по любому из пп.37-46, в котором полый элемент (152) предусмотрен во внутреннем пространстве, причем полый элемент продолжается от нижней части (153) корпуса до внутреннего пространства, в частности, до верхнего конца центральной зоны, при этом внутренний магнит (155) предусмотрен внутри полого элемента, причем внутренний магнит может извлекаться из полого элемента.
48. Устройство для удаления по предыдущему п., в котором полый элемент продолжается через нижнее сквозное отверстие, причем площадь поперечного сечения полого элемента меньше, чем площадь поперечного сечения нижнего сквозного отверстия, тем самым образуя зазор (156) между полым элементом и нижним сквозным отверстием, который позволяет частицам грязи проходить через зазор.
49. Устройство для удаления по любому из пп.37-48, в котором внешний магнит (157) предусмотрен на внешней поверхности (158) корпуса, в частности, в месте, напротив подающего канала и обратного канала.
50. Устройство для удаления по любому из пп.37-49, содержащее элемент управления ответвлением потока (10), расположенный в основном канале, причем элемент управления ответвлением потока может перемещаться между первым положением (11) и вторым положением (12), при этом в первом положении элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью ответвления большей части входного основного потока во внутреннее пространство через подающий канал, чем во втором положении.
51. Устройство удаления по п.50, в котором элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью постепенного уменьшения части входного основного потока, который ответвляется тогда, когда элемент управления ответвлением потока перемещается из первого положения во второе положение, и постепенного увеличения части входного основного потока, который ответвляется тогда, когда элемент управления ответвлением потока перемещается из второго положения в первое положение.
52. Устройство для удаления по п.50 или 51, в котором в первом положении элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью ответвления по существу 100% входного основного потока во внутреннее пространство.
53. Устройство для удаления по любому из пп.50-52, в котором во втором положении элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью ответвления 30-70%, в частности, 40-60%, более конкретно по существу 50% входного потока во внутреннее пространство.
54. Устройство для удаления по любому из пп.50-53, в котором элемент управления ответвлением потока содержит подающий канал и обратный канал.
55. Устройство для удаления по любому из пп.50-54, в котором основной канал является прямым, и во втором положении элемент управления ответвлением потока выполнен таким образом, чтобы часть входного основного потока могла проходить прямо через основной канал без ответвления.
56. Устройство для удаления по любому из пп.50-55, в котором элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью поворота вокруг оси (14) поворота.
57. Устройство для удаления по любому из пп.50-56, в котором элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью перемещения между первым положением и вторым положением посредством регулировочного элемента (15), который управляется вручную.
58. Устройство для удаления по п.56 или 57, в котором корпус соединен с основным каналом через поворотную муфту (16), причем поворотная муфта содержит регулировочный элемент.
59. Устройство для удаления по любому из пп.56-58, содержащее цилиндрическое отверстие (17), ограниченное стенкой (18) отверстия, причем цилиндрическое отверстие имеет первую центральную ось (19), проходящую по существу перпендикулярно направлению основного канала и проходящую во внутреннее пространство, цилиндрическое отверстие имеет вход (20) отверстия, где основной поток входит в отверстие, и выход (21) отверстия, где основной поток выходит из отверстия, и цилиндрическое отверстие имеет первую длину (L1) и первый внутренний диаметр (D1), при этом элемент управления ответвлением потока расположен внутри отверстия и может поворачиваться вокруг оси поворота, причем ось поворота соосна первой центральной оси цилиндрического отверстия, при этом элемент управления ответвлением потока содержит:
- поворотную часть (24) основного канала, ограниченную стенкой (25) основного канала, причем часть основного канала выполнена таким образом, чтобы обеспечивать прямой путь (26) потока для продолжающейся части (27) основного потока между входом и выходом тогда, когда элемент управления ответвлением потока находится во втором положении, при этом часть основного канала продолжается по существу перпендикулярно оси поворота,
- одну или более стенок (28), которые продолжаются на ограниченном расстоянии вдоль оси поворота и которые ограничивают по меньшей мере первую часть (30) канала и вторую часть (31) канала, причем первая часть канала продолжается от входа отверстия до внутреннего пространства и образует подающий канал тогда, когда элемент управления ответвлением потока находится в первом или втором положении, и вторая часть канала продолжается от внутреннего пространства до выхода отверстия и образует обратный канал тогда, когда элемент управления ответвлением потока находится в первом положении или во втором положении,
- регулировочный элемент, который выполнен с возможностью поворота элемента управления ответвлением потока между первым положением и вторым положением в том случае, когда управление осуществляется пользователем,
где основная часть канала, первая и вторая части канала поворачиваются совместно тогда, когда элемент управления ответвлением потока поворачивается вокруг оси поворота.
60. Устройство для удаления по любому из пп.50-59, в котором одна или более стенок ограничивают:
- первую часть канала,
- вторую часть канала,
- третью часть (34) канала, и
- четвертую часть (35) канала,
где, если смотреть в направлении оси поворота, первая, вторая, третья и четвертая части канала расположены вокруг оси поворота и, в частности, образуют квадранты вокруг оси поворота,
где в первом положении элемента управления ответвлением потока первая и третья части канала расположены на входе отверстия и образуют подающий канал, и вторая и четвертая части канала расположены на выходе отверстия и образуют обратный канал, и где во втором положении элемента управления ответвлением потока первая и четвертая части канала расположены на входе отверстия и образуют подающий канал, и вторая и третья части канала расположены на выходе отверстия и образуют обратный канал.
61. Устройство для удаления по предыдущему п., в котором элемент управления ответвлением потока содержит центральный корпус (36), продолжающийся на расстоянии вдоль оси поворота, причем основная часть канала продолжается через упомянутый центральный корпус, при этом первая, вторая, третья и четвертая части канала ограничены первой, второй, третьей и четвертой стенками (38, 39, 40, 41), которые продолжаются на радиальном расстоянии от центрального корпуса и продолжаются на расстоянии вдоль оси поворота, причем первая, вторая третья и четвертая части канала расположены вокруг упомянутого центрального тела, при этом, в частности, каждая из первой, второй, третьей и четвертой частей канала имеет поперечное сечение в форме круга или в форме одной четверти кольца.
62. Устройство для удаления по любому из пп.58-61, в котором регулировочный элемент расположен на поворотной муфте, в частности, между концом (45) цилиндрического отверстия и концом (46) корпуса, причем корпус выполнен с возможностью поворота относительно стенки отверстия, которая ограничивает цилиндрическое отверстие, и регулировочный элемент может поворачиваться как относительно стенки отверстия, которая ограничивает цилиндрическое отверстие, так и относительно конца корпуса.
63. Устройство для удаления по любому из пп.60-62, в котором первая часть канала и вторая часть канала продолжаются по существу параллельно оси поворота и отделены друг от друга еще одной стенкой.
64. Устройство для удаления по п.61-63, в котором элемент управления ответвлением потока содержит четыре разделительные стенки, продолжающиеся радиально на некотором удалении от оси поворота и параллельно ей, причем четыре разделительные стенки ограничивают четыре квадранта.
65. Устройство для удаления по любому из пп.59-64, в котором элемент управления ответвлением потока выполнен с возможностью поворота на угол 90° между первым положением и вторым положением.
66. Устройство для удаления по п.57, в котором элемент управления ответвлением потока содержит клапан (49), который расположен в основном канале, причем клапан содержит ось (50) поворота, вокруг которой клапан может поворачиваться между первым положением и вторым положением регулировочного элемента, при этом ось поворота продолжается перпендикулярно направлению основного потока, при этом в первом положении клапан образует по меньшей мере два канала (51, 52) подачи для ответвления по существу 100% входного основного потока, и один обратный канал (53), и во втором положении клапан образует подающий канал (51), обратный канал (53) и одну часть (56) основного канала, причем часть основного канала выполнена таким образом, чтобы обеспечить по существу беспрепятственный прямой путь (57) для части (58) основного потока между входом и выходом.
67. Устройство для удаления по любому из предшествующих пп., в котором, когда элемент управления ответвлением потока находится в первом положении, скорость подаваемого потока во внутреннее пространство выше, чем скорость потока входного потока во внутреннее пространство в том случае, когда элемент управления ответвлением потока находится во втором положении, причем в первом положении центральная зона действует как центробежная зона, и во втором положении центральная зона действует как зона осаждения.
68. Способ удаления пузырьков газа и/или частиц грязи из жидкости, причем способ содержит:
- выполнение устройства для удаления по любому из пп.23-35, 37-67,
- направление подаваемого потока через подающий канал во внутреннее пространство,
- разделение подаваемого потока на центральный поток и входной поток зоны осаждения с помощью переднего края первой криволинейной пластины,
- направление входного потока зоны осаждения в нижнюю зону осаждения и/или верхнюю зону подъема и предоставление возможности частицам грязи оседать в нижней зоне застывания и/или пузырькам газа подниматься в верхней зоне подъема, и
- предоставление возможности частицам грязи оседать и пузырькам газа подниматься в центральной зоне.
69. Способ по п.68, содержащий:
- позиционирование элемента управления ответвлением потока в первом положении, в котором частицы грязи и/или пузырьки газа отделяются от центрального потока в центральной зоне на основе центробежного действия, и
- позиционирование элемента управления ответвлением потока во втором положении, в котором частицы грязи и/или пузырьки газа отделяются от центрального потока в центральной зоне на основе осаждения.