СЕПАРАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО
SEPARATOR DEVICE

Настоящее изобретение относится к сепараторному устройству, пригодному для отделения частиц от потока текучей среды, в частности, но не исключительно, к сепараторному устройству для использования в водяной системе отопления.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В обычной отопительной системе вода циркулирует посредством насоса через несколько радиаторов, возможно, теплообменник в баке-аккумуляторе горячей воды, а также бойлер. В процессе циркуляции твердые частицы (например, оксида железа), отделившиеся от внутренних частей радиаторов и трубопровода, могут стать взвешенными в воде. Твердые частицы могут также присутствовать в качестве загрязнений в воде, изначально поданной в систему, а также вода может стать загрязненной, если в состав системы входит открытый расширительный сосуд. Эти твердые частицы могут приводить к неисправностям при их накоплении в бойлере или насосе или снижать эффективность работы отопительной системы, препятствуя потоку воды и забивая радиаторы. Вода в отопительной системе, таким образом, должна непрерывно очищаться для удаления твердых частиц в максимально возможной степени.
Известны различные устройства для удаления частиц из суспензии в потоке воды. Обычно эти устройства включают в себя магнит для притяжения ферритных частиц, а также могут включать в себя механическое сепараторное средство для удаления немагнитных частиц. Немагнитные частицы могут удаляться путем пропускания части воды через сепараторную камеру, в которой расположено заграждающее средство для замедления потока. Частицы далее выпадают из суспензии и захватываются в полости, которые можно легко очистить при проведении ежегодного обслуживания. Замедляется лишь часть потока, так что общая скорость потока в отопительном контуре существенно не снижается. Устройство такого типа раскрыто в одновременно рассматриваемых заявках GB2486173 и GB2486172 того же заявителя.
Эти устройства предшествующего уровня техники, как правило, состоят из цилиндрического корпуса, магнита, расположенного в корпусе вдоль его продольной оси, а также сепараторной камеры механического действия, расположенной на нижнем конце корпуса. На боковой стенке корпуса предусмотрены впуск и выпуск, обычно один над другим. Впуск и выпуск выполнены с возможностью создания завихрения воды в корпусе и расположены по касательной или по существу по касательной к корпусу.
Магнит обычно помещен в патрубок, так что магнитные частицы налипают не на сам магнит, а на патрубок вокруг магнита. Магнит может извлекаться из патрубка при очистке устройства, при этом частицы самостоятельно отпадают. Однако создание патрубка вокруг магнита снижает напряженность магнитного поля, а значит, эффективность фильтра. Патрубок, таким образом, должен быть как можно тоньше. В силу производственных ограничений толщина патрубка обычно достаточно велика, чтобы существенно ослаблять магнитное поле.
В силу того, что пространство, в котором может понадобиться установить устройство, весьма ограничено, особенно если устройство встраивается в уже существующее оборудование, тангенциальный впуск и выпуск могут мешать монтажнику. В некоторых случаях может оказаться просто невозможно встроить устройство соответствующей емкости, имеющее тангенциальные или по существу тангенциальные впуски.
Сепаратор также должен занять определенное ориентационное положение, чтобы работать должным образом, и обычно в таком положении цилиндрический корпус проходит по существу вертикально, чтобы немагнитные частицы, отделенные от потока, могли выпадать в области сбора на дне сепаратора. Если он установлен в неправильном положении, ошибка может быть неочевидной и ее можно не заметить вплоть до проведения обслуживания. В течение этого времени эффективность работы сепараторного устройства будет существенно снижена, при этом оно может быть полностью неэффективным.
Сепараторные устройства обычно приспособлены к прямой или обратной трубе отопительного контура. В трубе должно быть выполнено два разреза на заданном расстоянии друг от друга, после чего на открытых концах устанавливаются угловые соединители. Если используются два отдельных угловых соединителя, монтажник должен убедиться, что степень их соответствия открытым концам трубы такова, что вертикальное расстояние между перпендикулярными участками угловых соединителей является абсолютно точным для встраивания сепараторного устройства. Любая ошибка потребует много времени для исправления, поскольку может оказаться необходимым вырезать и заменить участок прямой или обратной трубы.
Задача данного изобретения заключается в создании сепараторного устройства, которое делает менее острыми или по существу устраняет вышеупомянутые проблемы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложено сепараторное устройство для удаления частиц из суспензии в текучей среде, содержащее:
корпус, имеющий первое и второе отверстия для входа и выхода текучей среды в корпус и из него;
первую сепараторную камеру, расположенную на одном конце корпуса;
вторую сепараторную камеру, расположенную на другом конце корпуса;
а также центральную камеру, расположенную между первой и второй сепараторными камерами,
при этом первая и вторая сепараторные камеры имеют отверстия для входа и выхода текучей среды из центральной камеры, при этом каждая содержит заграждающее средство для замедления потока текучей среды в камере.
Такая конструкция является предпочтительной, поскольку путем создания разделительных камер на обоих концах сепаратора одна из них всегда может располагаться в оптимальном положении для эффективного удаления частиц из суспензии в текучей среде, вне зависимости от того, какое из отверстий, первое или второе, используется в качестве впуска. Устройство можно устанавливать с произвольным расположением впуска и выпуска, предоставляя дополнительную свободу действий монтажнику, который может работать в условиях стесненного пространства. Например, устройство может устанавливаться выше или ниже бойлера, на напорной или отводной магистрали отопительного контура. Обнаружено также, что в сепараторе такого типа наиболее эффективная сепарация достигается в верхней сепараторной камере.
Может быть предусмотрено средство для создания в корпусе завихрения текучей среды.
В центральной камере может быть предусмотрен магнит. Магнит притягивает ферритные частицы из текучей среды в центральной камере.
Средство заграждения, по меньшей мере, в одной первой или второй сепараторной камере может, по меньшей мере, частично содержать множество по существу плоских стенок. Плоские стенки могут располагаться радиально. Такое средство заграждения в качестве альтернативы или дополнительно может содержать множество по существу цилиндрических выступов.
Там, где предусмотрены по существу цилиндрические выступы в дополнение к плоским стенкам, по существу цилиндрические выступы могут продолжаться через по существу цилиндрические стенки и поверх них.
Плоские стенки замедляют поток текучей среды, а также определяют полости между прилегающими стенками, в которых должны собираться твердые частицы. Цилиндрические выступы создают дополнительный барьер потоку текучей среды и увеличивают общее расстояние, которое должна пройти текучая среда, тем самым увеличивая количество твердых частиц, удаляемых из суспензии в камере.
Средство заграждения, по меньшей мере, в одной первой или второй сепараторной камере может, по меньшей мере, частично содержать одну или более криволинейных стенок. Криволинейные стенки определяют протяженный и сложный путь, по которому должна протекать вода.
Там, где предусмотрены криволинейные стенки, может содержаться, по меньшей мере, одна стенка, обладающая обратной кривизной. Криволинейные стенки, вне зависимости от того, входит ли в их число стенка, обладающая обратной кривизной, могут образовывать вогнутые области сбора, предназначенные для сбора частиц. Вогнутые области сбора могут быть обращены в разных направлениях.
Преимущество криволинейных стенок, образующих вогнутые области сбора, которые могут быть обращены в разных направлениях, заключается в том, что они могут эффективно удалять частицы из потока при нахождении в любом ориентационном положении, например, если сепаратор установлен не вертикально, а под некоторым углом к вертикали.
Схема расположения криволинейных стенок в первой или второй сепараторной камере, либо в обеих, может быть зеркально и/или вращательно симметричной.
Первая и вторая сепараторные камеры могут быть выполнены с возможностью съема с корпуса. Первая и вторая камеры могут быть выполнены в виде части единой съемной вставки, при этом сепараторные камеры установлены на каждом из концов центральной секции. Снятие с корпуса помогает легко удалить частицы, скопившиеся в камерах.
Первая разделительная камера может быть открыта в корпус на своем верхнем конце. Первая камера может иметь впуски в нижней части из центральной камеры, которые могут закручиваться в спираль в верхнем направлении в первую камеру. Если впуски закручиваются в спираль в верхнем направлении, они могут закручиваться в спираль в противоположных дуговых направлениях, направляя поток в камеру вне зависимости от вращательного направления завихрения в центральной камере.
Вторая разделительная камера может содержать поддон и секцию верхней стенки. Секция верхней стенки может крепиться к центральной секции, а поддон может быть выполнен с возможностью извлечения для очистки. Отверстия для входа текучей среды во вторую сепараторную камеру и выхода из нее могут находиться в верхней стенке камеры.
На секции верхней стенки второй разделительной камеры может быть предусмотрена направляющая потока, продолжающаяся вверх и радиально от секции верхней стенки и нависающая над отверстиями в противоположных направлениях для направления потока во вторую камеру с обеих сторон направляющей потока, чтобы захватывать поток вне зависимости от вращательного направления завихрения в центральной камере.
Направляющая потока служит для направления части завихренного потока текучей среды через сепараторную камеру, позволяя при этом по существу поддерживать общую скорость потока в отопительном контуре.
Корпус может закрываться водонепроницаемым колпачком. Это позволяет уплотнить блок в нормальных условиях работы в качестве, например, замкнутого отопительного контура, но легко открыть в процессе обслуживания для удаления твердых частиц, извлеченных из текучей среды устройством.
На верхнем конце корпуса может быть предусмотрен перепускной клапан, а в основании корпуса может располагаться дренажный клапан. На практике, после того как устройство изолировано от отопительного контура, верхний и нижний клапаны открываются для слива текучей среды из корпуса. Затем нижний клапан закрывается, после чего через верхний клапан в систему может вводиться отмеренное количество текучей среды, например ингибитора коррозии. Далее сепараторное устройство повторно подсоединяется к отопительному контуру, а воздух стравливается через перепускной клапан. Когда весь воздух удален, перепускной клапан закрывается, после чего система повторно заполняется и/или в ней повторно нагнетается давление по необходимости.
Завихрение текучей среды в корпусе может создаваться посредством дефлекторов, установленных в отверстиях в корпусе. Дефлекторы могут продолжаться до некоторой степени в центральную камеру корпуса и могут быть преобразованы в стенку корпуса. Преимущество такой конструкции заключается в том, что входные и выходные трубы могут входить в корпус параллельно друг другу, обеспечивая простоту фитинга.
Согласно второму аспекту изобретения патрубок для магнита создан в виде полого цилиндра, имеющего криволинейную стенку толщиной менее 0,8 мм, предпочтительно менее 0,7 мм. Тонкостенный патрубок является предпочтительным, поскольку ослабление магнитного поля сводится к минимуму.
Патрубок может быть отформован из пластика, при этом могут быть предусмотрены усиливающие ребра и/или выступы. Усиливающие ребра и выступы поддерживают конструкционную прочность магнитного патрубка, позволяя уменьшить толщину стенок. Ребра и выступы также улучшают течение пластика в пресс-форме при изготовлении патрубка, устраняя еще одно ограничение на минимальную толщину патрубка.
Согласно третьему аспекту изобретения предложено встроенное приспособление для присоединения фильтра к трубе, содержащее первый и второй участки переноса текучей среды, а также разделитель, не допускающий переноса текучей среды, для соединения первого и второго участков переноса текучей среды, при этом каждый участок переноса текучей среды включает в себя втулку для приема открытого конца трубы, а также соединитель для присоединения фильтра, при этом втулка первого участка переноса текучей среды обладает глубиной приема трубы, превышающей глубину приема, которой обладает втулка второго участка переноса текучей среды, при этом втулки первого и второго участков переноса текучей среды расположены на общей оси и обращены друг от друга, когда участки переноса текучей среды связаны разделителем.
Согласно дополнительному аспекту изобретения предложено встроенное приспособление для присоединения фильтра к трубе, содержащее первую и вторую встроенные втулки для приема открытых концов труб переноса текучей среды, при этом первая и вторая втулки связаны разделителем, при этом первая втулка обладает глубиной приема трубы, превышающей глубину приема, которой обладает вторая втулка.
Согласно дополнительному аспекту изобретения предложено встроенное приспособление для присоединения фильтра к трубе, содержащее независимые первый и второй участки переноса текучей среды, а также разделитель для установки расстояния между участками переноса текучей среды, при этом каждый участок переноса текучей среды включает в себя втулку для приема открытого конца трубы, а также соединитель для присоединения фильтра.
Согласно еще одному аспекту изобретения предложено встроенное приспособление для присоединения фильтра к трубе, содержащее первый и второй независимые участки переноса текучей среды, предназначенные для присоединения к трубе, при этом первый участок переноса текучей среды направляет поток из магистрали трубопровода, а второй участок переноса текучей среды направляет поток обратно в магистраль трубопровода, при этом первый и второй участки переноса текучей среды могут быть связаны разделителем для установки расстояния между участками переноса текучей среды, при этом первый и второй участки переноса текучей среды включают в себя втулки для присоединения к трубе, при этом втулка первого участка переноса текучей среды обладает глубиной приема трубы, превышающей глубину приема трубы, которой обладает втулка второго участка переноса текучей среды.
В некоторых вариантах осуществления разделитель может быть полым. Однако разделитель не допускает переноса текучей среды в том смысле, что он не сообщается по текучей среде с соединителем или втулкой первого и второго участков переноса текучей среды.
Встроенное приспособление может использоваться для установки сепараторного устройства согласно первому аспекту изобретения, например, на трубе центрального отопления. Встроенное приспособление может быть также пригодно для использования с другими устройствами для фильтрования, очистки или обработки, которые требуется подсоединить к трубе для переноса текучей среды.
Встроенное приспособление является предпочтительным, поскольку его легко приспособить к трубе. Сначала из трубы вырезается участок определенной длины, оставляя два открытых конца трубы. Затем к первому открытому концу трубы приспосабливается первая втулка. Благодаря большей глубине приема трубы первой втулки приспособление может перемещаться параллельно трубе, оставаясь в зацеплении с первым открытым концом трубы. Затем вторая втулка может вводиться в зацепление со вторым открытым концом путем перемещения скольжением приспособления в направлении первого открытого конца, а затем обратно поверх второго открытого конца. Поскольку втулки соединены между собой разделителем, между втулками всегда поддерживается правильное расстояние, позволяя при этом обеспечить соединение с трубой, которая уже зафиксирована на стенке.
Разделитель может быть съемным, так что приспособление может использоваться либо в виде одной соединенной детали, либо в виде двух отдельных деталей для переноса текучей среды.
Съемный разделитель дополнительно способствует соединению, поскольку две втулки могут крепиться к открытым концам трубы независимо, не прибегая к необходимости проведения каких-либо манипуляций с концами трубы. Правильное расстояние между втулками, тем не менее, легко достижимо, поскольку первая втулка, обладающая большей глубиной приема трубы, может перемещаться параллельно трубе, после чего разделитель устанавливается на прежнее место между втулками.
Съемный разделитель также позволяет подсоединить фильтр, имеющий вертикально ориентированные входной и выходной порты, к вырезанному участку трубы, расположенному не вертикально. Например, может потребоваться, чтобы фильтр, имеющий вертикально ориентированные входной и выходной порты, был подсоединен к трубе, проходящей горизонтально или по диагонали. Кроме того, может потребоваться приспособить фильтр, входная труба которого расположена под прямым углом к выходной трубе.
Соединитель каждого участка переноса текучей среды может иметь продольную ось, расположенную по существу под прямым углом к продольной оси втулки соответствующего участка переноса текучей среды.
Обычно фильтр подсоединяется к трубе, проходящей параллельно стенке или другой плоской поверхности. Если каждый участок переноса текучей среды имеет соединитель, расположенный под прямым углом к втулке трубы, эффективно образуя изгиб на 90°, фильтр, входной и выходной порты которого продолжаются горизонтально от его боковых сторон, может монтироваться на вертикальной стенке, не требуя дополнительных компонентов.
На каждом участке переноса текучей среды может быть предусмотрен клапан для управления потоком текучей среды между втулкой и соединителем участка переноса текучей среды. Клапан может использоваться для предотвращения прохождения потока через участки переноса текучей среды, т.е. для отсечки втулки трубы каждого участка переноса текучей среды от соответствующего соединителя.
Если для подсоединения фильтра к центральной системе отопления используется приспособление, полезно иметь возможность изолировать фильтр от контура центрального отопления. Это позволяет открыть фильтр для очистки, не размыкая контур центрального отопления и не допуская утечки текучей среды-теплоносителя.
На каждом участке переноса текучей среды может быть предусмотрена вставка, расположенная на конце участка переноса текучей среды противоположно втулке, при этом вставка соответствует втулке на разделителе для разъемного зацепления разделителя с участком переноса текучей среды.
Соединение вставки и втулки обеспечивает очень легкое фитинговое соединение или расположение разделителя между участками переноса текучей среды. При наличии вставок на каждом участке переноса текучей среды, противоположных друг другу, когда участки переноса текучей среды соединены с разделителем, разделитель можно извлечь, только если имеется пространство для перемещения участков переноса текучей среды друг от друга и от разделителя. Другими словами, разделитель можно легко подсоединить и снять, когда приспособление не смонтировано, но нельзя извлечь, когда приспособление крепится к открытым концам трубы.
Каждая из вставок может включать в себя круговую секцию и фиксирующую секцию, имеющую, по меньшей мере, одну прямолинейную кромку. По периферии круговой секции может быть создано углубление, а в углублении находиться уплотнительное кольцо. Круговая секция с уплотнительным кольцом обеспечивает плотную посадку вставки в соответствующую втулку, которую, тем не менее, легко извлечь. Фиксирующая секция не допускает поворота вставки во втулке, гарантируя, что соединители первого и второго участков переноса текучей среды остаются правильно выстроенными для подсоединения фильтра.
Могут быть предусмотрены съемные колпачки для насаживания на вставки участков переноса текучей среды. Съемные колпачки могут быть выполнены из гибкого пластика. Если разделитель не требуется, вставки предпочтительно накрывать.
Может быть предусмотрено установочное устройство, при этом установочное устройство включает в себя жесткий элемент, имеющий два параллельных сквозных отверстия, при этом параллельные отверстия выполнены с возможностью приема соединителей первой и второй труб переноса текучей среды. Толщина жесткого элемента в направлении, параллельном отверстиям, может составлять, по меньшей мере, половину длины соединителей.
На практике участки переноса текучей среды могут соединяться с разделителем, а установочное устройство монтироваться поверх соединителей. Это обеспечивает корректное выстраивание всех частей приспособления. Затем первый участок переноса текучей среды может быть установлен на открытом конце трубы, как описано выше, при этом более значительная глубина приема трубы первого участка переноса текучей среды позволяет переместить первый участок переноса текучей среды на открытый конец трубы, а затем второй участок переноса текучей среды переместить в другом направлении поверх другого открытого конца трубы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящего изобретения и чтобы более ясно показать, как его можно реализовать, будут представлены ссылки, приведенные лишь в качестве примера, на прилагаемые чертежи, где:
на фиг. 1 показан вид в перспективе сепараторного устройства согласно первому аспекту изобретения;
на фиг. 2 показан вид спереди сепараторного устройства, представленного на фиг. 1;
на фиг. 3 показан вид в разрезе в перспективе сепараторного устройства, представленного на фиг. 1;
на фиг. 4 показан вид в перспективе вставки по второму аспекту изобретения, являющейся составной частью сепараторного устройства, представленного на фиг. 1;
на фиг. 5 показан вид спереди вставки, представленной на фиг. 4;
на фиг. 6 показан вид в плане сверху вставки, представленной на фиг. 4;
на фиг. 7 показан вид в перспективе поддона, являющегося составной частью сепараторной камеры, которая, в свою очередь, является частью сепараторного устройства, представленного на фиг. 1;
на фиг. 8 показан вид в плане снизу поддона, представленного на фиг. 7;
на фиг. 9 показан вид в перспективе приспособления для труб согласно третьему аспекту изобретения;
на фиг. 10 показан вид в перспективе разделителя, являющегося составной частью приспособления для труб, представленного на фиг. 9;
на фиг. 11 показан вид в плане сверху разделителя, представленного на фиг. 10;
на фиг. 12 показан вид в перспективе приспособления для труб, представленного на фиг. 9, при смонтированном установочном устройстве;
на фиг. 13 показан вид в перспективе приспособления для труб, представленного на фиг. 9, присоединенного к сепараторному устройству, представленному на фиг. 1, для установки на вертикальной трубе; и
на фиг. 14 показан вид спереди приспособления для труб, представленного на фиг. 9, когда разделитель снят, присоединенного к сепараторному устройству, представленному на фиг. 1, для установки на вертикальной трубе и горизонтальной трубе.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Обратимся сначала к фиг. 1-3, на которых сепараторное устройство для отделения взвешенных частиц в текучей среде обозначено общей ссылочной позицией 10. Предусмотрен корпус 12, содержащий корпусной участок 14 и съемный участок 16 заглушки. Корпусной участок представляет собой по существу цилиндрический патрубок, открытый на верхнем конце, т.е. корпусной участок 14 содержит дно и стенку 17. Верхний конец стенки 17 корпусного участка 14 имеет наружную резьбу 18, а также расположенную непосредственно под наружной резьбой окружную кромку 20.
Участок 16 заглушки выполнен в виде навинчивающегося колпачка, содержащего круговую плоскую верхнюю стенку 26, а также окружную стенку 28, проходящую под кромкой верхней стенки. На внутренней поверхности стенки 28 образована резьба 22 для взаимодействия с наружной резьбой 18 на верхнем конце стенки 17 корпусного участка 14. Предусмотрено множество углублений 24, разнесенных равномерно по наружной стороне стенки 28 участка 16 заглушки, чтобы помочь пользователю захватить участок 16 заглушки для осуществления закрытия и снятия.
Вокруг кромки нижней части верхней стенки 26 участка 16 заглушки предусмотрено углубление 30. В углубление 30 посажено резиновое уплотнительное кольцо 32, при этом уплотнительное кольцо 32 примерно на половину своей высоты проходит под нижней частью верхней стенки 26. Когда участок 16 заглушки навинчивается на корпусной участок 14 корпуса 12, уплотнительное кольцо 32 сдавливается между верхней стенкой 26 участка 16 заглушки и верхней кромкой стенки 17 корпусного участка 14, образуя водонепроницаемое уплотнение.
Впуск и выпуск созданы в виде первой и второй полых цилиндрических втулок 96 в стенке 17 тела 14 корпуса, каждая из которых продолжается перпендикулярно общей касательной к цилиндрическому корпусу, т.е. втулки продолжаются наружу от стенки корпуса 14 и параллельны друг другу по диаметру корпуса 12. Во втулках 96 предусмотрены соединители 98 Джон Гест Спидфит (John Guest Speedfit (RTM)), позволяющие легко подсоединиться к отопительному контуру.
Параллельные входная и выходная втулки 96, расположенные в одном диаметральном направлении, позволяют легко подсоединиться к отопительному контуру, поскольку впуск и выпуск будут лежать в одном и том же прямом трубопроводе, когда устройство смонтировано.
В каждой втулке 96 в цилиндрическом корпусе 12 предусмотрены дефлекторы 100, которые лучше всего можно видеть на фиг. 2. Дефлекторы 100 блокируют участок каждой втулки 96, направляя поток во впуске в одну сторону, что приводит к созданию завихренного потока в корпусе 12. Кромки дефлекторов 100 расположены под углом около 10 к вертикали, чтобы незначительно отклонять воду как вертикально, так и горизонтально. Создание дефлекторов 100 в обеих втулках 96 позволяет использовать любую из них в качестве впуска.
Перепускной клапан 102 проходит через центр навинчивающегося колпачка 16 и ввинчивается во вставку 50 в корпусе 12. Перепускной клапан включает в себя головной участок 106 и корпусной участок 108, при этом головной участок 106 имеет больший диаметр, чем корпусной участок 108, так что именно корпусной участок 108, а не головной участок 106, входит через круговое отверстие в центре верхней стенки 26 участка 16 заглушки корпуса 12. Через центр головного и корпусного участков 106, 108 предусмотрен проход 120. Головной участок 106 оснащен наружной винтовой резьбой, при этом навинчивающийся колпачок 104 закрывает перепускной клапан, уплотненный с помощь конструкции кольцевого уплотнения.
На дне тела 14 корпуса предусмотрен дренажный клапан 116, содержащий ввинчиваемую вставку с уплотнителем.
На практике сепараторное устройство 10 изолировано от отопительного контура, при этом перепускной клапан 102 и дренажный клапан 116 открыты для отвода текучей среды из корпуса 12. Дренажный клапан 116 затем закрывается, и в систему через перепускной клапан 102 может поступать отмеренное количество ингибитора коррозии. Линия подачи может крепиться на резьбе головного участка. Затем сепараторное устройство 10 повторно подсоединяется к обогревательному контуру, при этом воздух изгоняется через перепускной клапан 102. Когда весь воздух удален, перепускной клапан 102 закрывается, после чего система повторно заполняется и/или в ней повторно нагнетается давление по необходимости.
Как показано на фиг. 4-8, в корпусе 12 содержится вставка 34, выполненная с возможностью съема. Вставка содержит центральную секцию 36, выполненную в виде полого цилиндра, первую сепараторную камеру 38 на верхнем конце вставки, а также вторую сепараторную камеру 40 на нижнем конце вставки, показанные согласно схеме установки в корпусе. Верхняя и нижняя сепараторные камеры 38, 40 являются по существу цилиндрическими и установлены по центральной оси вместе с центральной секцией 36. Размер верхней и нижней сепараторных камер 38, 40 таков, что они продолжаются почти по всему внутреннему диаметру тела 14 корпуса.
Полая цилиндрическая центральная секция 36 имеет криволинейную стенку толщиной примерно 0,65 мм. Предусмотрены четыре разнесенных на одинаковое расстояние усиливающих ребра 37, каждое из которых расположено по периферии наружной поверхности цилиндрической центральной секции 36. Предусмотрены четыре разнесенных на одинаковое расстояние усиливающих выступа 33, расположенных перпендикулярно ребрам 37. Ребра 37 и выступы 33 определяют прямоугольные панели 35.
Внутри полой центральной секции 36 вставки 34 расположен цилиндрический магнит, при этом центральная секция образует кожух вокруг магнита. На практике магнит притягивает ферритные частицы, которые собираются в панелях 35 на наружной поверхности центральной секции 36 кожуха вставки 34. При обслуживании отопительной системы вставка 34 может извлекаться из корпуса 12, при этом магнит извлекается из центральной секции 36 кожуха. Когда магнит извлечен, ферритные частицы легко отпадают и утилизируются.
Верхняя сепараторная камера 38 выполнена в виде цилиндрического патрубка с открытым верхним концом, т.е. круглого поддона, имеющего дно 44 и единственную криволинейную стенку 46. Дно 44 имеет круговое отверстие в своем центре, внутренний диаметр которого тот же, что у полой центральной секции 36 кожуха 34. В верхней сепараторной камере 38 от дна 44 продолжаются выступы 48, при этом протяженность выступов 48 по вертикали соответствует протяженности по вертикали стенки 46. Выступы 48 образуют внутренние стенки, определяющие проходы в верхней сепараторной камере 38.
Схема расположения выступов 48 хорошо видна на фиг. 6. Схема расположения обладает зеркальной симметрией относительно двух ортогональных осей A-A, B-B. Два выступа первого типа 56 обращены друг к другу. Выступы первого типа 56 образованы криволинейной стенкой 58, содержащей дуговой сегмент, составляющий по существу 90°, радиус кривизны которого чуть меньше радиуса верхней сепараторной камеры 38, при этом во внутреннем направлении от центра криволинейной стенки 58 к центру камеры 38 продолжается прямолинейная стенка 60. Приблизительно на одну треть своей длины прямолинейная стенка 60 продолжается за прямую линию C-C между концами криволинейной секции 58. Вогнутые поверхности криволинейных стенок 58 обращены друг к другу.
Выступы первого типа 56 расположены так, что прямолинейная стенка 60 проходит по диаметру B-B верхней сепараторной камеры 38, при этом криволинейная стенка 58 не касается стенки 46 верхней сепараторной камеры 38, позволяя воде обтекать выступы 56 со всех сторон.
Два выступа второго типа 62 обращены друг к другу под углом 90° к выступам первого типа 56. Каждый из выступов второго типа 62 содержит ножку 66, продолжающуюся от стенки 46 верхней сепараторной камеры 38 в направлении центра камеры 38, а также две крюкообразные стенки 64. Ножка 66 расширяется по мере приближения к центру верхней сепараторной камеры 38. Ножка 66 стыкуется с поверхностью вставки 50, изгибаясь вокруг поверхности вставки. Крюкообразные стенки 64 продолжаются с каждой стороны ножки 66, где она стыкуется со вставкой 50, располагаясь под углом около 55° к ножке, так что крюкообразные стенки 64 совершают обратный изгиб в направлении наружной стенки 46 верхней сепараторной камеры 38. Не дожидаясь касания стенки 46 верхней сепараторной камеры 38, крюкообразные стенки 64 совершают изгиб примерно на 90° в направлении от ножки 66, образуя крюкообразный конец. Протяженность крюка после изгиба на 90° по существу равна половине протяженности крюка до изгиба.
Два прямолинейных выступа 68, имеющих одинаковую протяженность по вертикали относительно вышеупомянутых выступов 56, 62 и стенки 46 верхней сепараторной камеры 38, расположены, прилегая к стенке 46, по диаметру B-B верхней сепараторной камеры 38, выступая внутрь в направлении центра верхней сепараторной камеры 38.
На дне 44 верхней сепараторной камеры 38 предусмотрены четыре паза 118. Эти пазы служат для направления части завихренного потока воды в корпусе 12 в верхнюю сепараторную камеру 38, не снижая существенно общей скорости потока в отопительном контуре. Пазы 118 закручиваются в спираль вверх в первую сепараторную камеру 38 в противоположных дуговых направлениях и проходят через боковую стенку 46. Иными словами, два паза закручиваются в спираль вверх в одном дугообразном направлении, а два других - в противоположном направлении, чтобы направлять поток в верхнюю сепараторную камеру 38 вне зависимости от направления завихрения в корпусе 12.
Нижняя сепараторная камера 40 образована в виде поддона 70, показанного на фиг. 7, который может отделяться от колпачка 72. Колпачок 72 является составной частью съемной вставки 34. Поддон 70 выполнен в виде тороида и имеет внутреннюю стенку 76, наружную стенку 78, а также дно 80. Поддон 70 имеет наружный диаметр, чуть меньший, чем внутренний диаметр тела 14 корпуса, а также внутренний диаметр, по существу соответствующий наружному диаметру центральной секции 36 съемной вставки 34.
От дна 80 поддона продолжается множество плоских стенок 82, при этом каждая из стенок 82 соединяет наружную стенку 78 поддона с внутренней стенкой 76 поддона, при этом протяженность по вертикали каждой из них чуть меньше протяженности по вертикали стенок 76, 78 поддона, так что вода может перетекать поверх плоских стенок 82, но не под ними и не вокруг них. Плоские стенки 82 представлены в количестве четырнадцати штук и равномерно разнесены вокруг тороидального поддона 70 в шестнадцати точках по его окружности, при этом две позиции под шестнадцатым номером не имеют стенок 82, причем эти две позиции под шестнадцатым номером противоположны друг другу, при этом схема расположения стенок 82 обладает зеркальной и вращательной симметрией относительно диаметра D-D, по которому расположены шестнадцатые позиции, где плоские стенки 82 отсутствуют. Таким образом, плоские стенки 82 разделены на две секции, по семь стенок 82 в каждой секции.
По существу цилиндрические выступы 84 продолжаются от дна 80 поддона и совмещены с плоскими стенками 82, так что цилиндрические выступы 84 продолжаются через по существу плоские стенки 82 и над ними. Плоские стенки 82 на концах секций совмещены с двумя цилиндрическими выступами 84, как и каждая вторая стенка 82 в каждой секции, а остальные плоские стенки 82 совмещены с единственным цилиндрическим выступом 84. Там, где плоская стенка 82 имеет один цилиндрический выступ 84, цилиндрический выступ 84 находится в центре стенки 82, располагаясь равноудаленно от внутренней и наружной стенок 76, 78 тороидального поддона. Если стенка 82 имеет два цилиндрических выступа 84, расстояние между первым цилиндрическим выступом и наружной стенкой 78 поддона равно расстоянию между вторым цилиндрическим выступом и внутренней стенкой 76 поддона. Каждое из упомянутых расстояний составляет приблизительно четверть расстояния между внутренней и наружной стенками 76, 78.
Колпачок 72 нижней сепараторной камеры 40 образован в виде кольцевой верхней стенки 86, окружающей центральную секцию 36 вставки 34, при этом стенка 88 проходит ниже кромки верхней стенки 86. Внутренний диаметр колпачка 72 по существу соответствует наружному диаметру поддона 70 нижней сепараторной камеры, так что колпачок 72 посажен на поддон 70 без зазора.
В верхней стенке 86 колпачка 72 предусмотрены отверстия 89 на одной из двух радиальных сторон, выполненные в виде двух удлиненных прямоугольников, продольная протяженность каждого из которых составляет чуть менее расстояния между внутренней и наружной сторонами кольцевой верхней стенки 86, при этом продольные оси каждой из них параллельны друг другу. Эти два прямоугольных отверстия 89 зеркально симметричны относительно радиальной оси, проходящей посередине между отверстиями.
От верхней поверхности верхней стенки 86 колпачка 72 продолжается вверх направляющая 90 потока, расположенная по вертикальной оси симметрии между отверстиями, образуя, таким образом, стенку между отверстиями. По мере продолжения вверх направляющая 90 потока становится шире, так что она образует наклонный дефлектор, прилегающий к каждому отверстию и нависающий над ним. Направляющая 90 потока, таким образом, отклоняет часть завихренного потока вниз в нижнюю сепараторную камеру 40, вне зависимости от направления завихрения в корпусе 12.
По диаметру D-D поддона 70, образующему зазор между двумя секциями из семи плоских стенок 82, в верхней части наружной стенки 78 предусмотрены два цилиндрических пальца 92, продолжающиеся в наружном направлении от наружной стенки 78. В стенках 88 колпачка 72 предусмотрены взаимодействующие пазы 94, проходящие вертикально от основания стенки колпачка, а затем латерально. На практике поддон 70 вставляется в пазы колпачка 72, а затем поворачивается для закрепления поддона 70 на колпачке 72 по типу байонетного соединения.
Обратимся теперь к фиг. 9-14, на которых приспособление для встраивания сепараторного устройства 10 в контур центрального отопления показано под общей позицией 130. Приспособление 130 содержит первую и вторую втулки 132 для приема открытых концов труб, винтовой компрессионный фитинг 134 широко известной конструкции на каждой втулке 132 для образования уплотненного соединения с концами труб, а также первый и второй соединители 136 Джон Гест Спидфит (RTM), соединенные по текучей среде соответственно с первой и второй втулками труб, предназначенные для подсоединения к Спидфит (RTM) соединителям 98 во впуске и выпуске 96 на корпусе 12 сепараторного устройства 10. Первый клапан 138 может быть выполнен с возможностью прерывания соединения по текучей среде между первой втулкой 132 трубы и первым соединением 136 Спидфит (RTM), а второй клапан 140 может быть выполнен с возможностью прерывания соединения по текучей среде между второй втулкой 132 трубы и вторым соединением 136 Спидфит (RTM). Одна из двух втулок 132 имеет более значительную глубину приема трубы, чем другая, например, вдвое большую глубину приема трубы.
На задних частях втулок 132 труб предусмотрены вставки 142. Вставки включают в себя круговую секцию 143, прилегающую к задней части втулки 132 трубы, а также квадратную фиксирующую секцию 145 на конце каждой вставки 142. Вокруг криволинейной поверхности круговой секции 143 предусмотрено углубление 147, при этом в углубление посажено уплотнительное кольцо 149, выступающее за пределы криволинейной поверхности.
Для соединения между задними частями первой и второй втулок 132 труб предусмотрен разделитель 144. Разделитель 144 выполнен с возможностью обеспечения гарантии того, что после его монтажа соединители 136 Спидфит (RTM) на приспособлении 130 отстоят друг от друга на такое же расстояние, что и соединители 98 Спидфит (RTM) во втулках 96 на корпусе 12 сепараторного устройства 10. Разделитель 144 выполнен по существу в виде цилиндра. На наружной стенке 152 разделителя 144 предусмотрены углубления 146 для обеспечения жесткости на кручение без увеличения массы. Через разделитель от верха до низа проходит втулка 148, имеющая круговую форму и два противоположных усеченных сегмента. На каждом конце разделителя 144 втулка 148 имеет секции, которые являются круговыми и не имеют усеченных сегментов. Круговые концевые секции втулки выполнены с возможностью приема круговых секций 143 вставок 142. Круговые секции 143 вставок 142 не проходят через части втулки 148, имеющие усеченные сегменты, однако квадратные секции 145 вставок 142 проходят в усеченные секции втулки.
Когда вставка 142 вводится во втулку 148, квадратная концевая фиксирующая секция 145 вставки 142 помещается в участок втулки 148, имеющий усеченные сегменты. Поворотные усилия, действующие на один из компрессионных фитингов 134, таким образом, передаются через разделитель на другой компрессионный фитинг 134. Путем использования двух гаечных ключей эффективный крутящий момент, передаваемый во впуск и выпуск 96 сепараторного устройства 10, существенно снижается, ограничивая возможность повреждения. В качестве альтернативы приспособление 130 может быть оборудовано установочным устройством 180, показанным на фиг. 12. Установочное устройство включает в себя, по меньшей мере, два отверстия 182 для надевания на соединители 136. Установочное устройство гарантирует, что соединители 136 остаются на одной линии, пока сепараторное устройство 10 не присоединено. Это исключает любую возможность повреждения сепараторного устройства 10 при подсоединении. Зажим при необходимости может иметь иное сечение, например гексагональное.
Когда вставка 142 полностью введена во втулку 148, уплотнительное кольцо 149 на вставке 142 работает на удерживание и выравнивание вставки 142 во втулке 148, при этом для снятия требуется приложить принудительное усилие.
На практике участок напорной или обратной трубы центрального отопления удаляется. Если возможно проведение некоторых манипуляций с трубой центрального отопления, приспособление 130 можно установить, не снимая разделитель 144. Втулка 132, обладающая большей глубиной приема трубы, устанавливается первой, после чего перемещается скольжением поверх конца трубы, пока втулка 132 с меньшей глубиной приема трубы не будет обращена к другому открытому концу трубы. После этого приспособление осуществляет скольжение в другом направлении по открытому концу трубы. Приспособление, смонтированное таким способом, показано на фиг. 12, а с присоединенным фильтром 10 - на фиг. 13.
Разделитель 144 в качестве альтернативы может быть полностью снят, чтобы позволить установить сепараторное устройство 10 на невертикальном участке прямой или обратной трубы отопления, как показано на фиг. 14. Если разделитель снят, на вставки 142 могут быть надеты колпачки 150. Соединители 136 могут быть по отдельности вставлены в каждый из соединителей 98 Джон Гест (RTM) Спидфит и могут совершать поворот на 360°, чтобы соответствовать углу наклона трубы центрального отопления. Чтобы сепараторное устройство 10 использовалось максимально эффективно, оно должно монтироваться в вертикальном положении, при котором перепускной клапан 106 находится в самой верхней точке, а дренажный клапан 116 - в самой нижней точке. Предпочтительный и наиболее частый выбор - подсоединиться к вертикальной трубе, однако, сняв разделитель 144, сепараторное устройство 10 можно установить на невертикальном вырезанном участке трубы центрального отопления благодаря гибкости приспособления 130. На фиг. 14 приспособление 130 установлено на сепараторном устройстве 10 с возможностью приема вертикальной трубы в верхнюю втулку трубы, а горизонтальной трубы - в нижнюю втулку трубы.
Благодаря тому, что входное и выходное соединения установлены по одной линии, сепараторное устройство 10 легко смонтировать. Помимо этого, впуск и выпуск можно поменять местами, т.е. направление потока можно изменить, при этом сепаратор будет работать эффективно при любом направлении потока. Все сепараторные камеры способны справляться с завихрением в обоих направлениях, происходящим в корпусе. Путем создания трех камер обеспечивается фильтрация, при этом скорость потока по существу остается неизменной.