ГРЯЗЕВИК

Полезная модель предназначена для удаления из транспортируемой по трубопроводу водно-дисперсионной среды механических загрязнений в виде взвешенных частиц, в частности, может быть использована в теплотехническом оборудовании котельных, тепловых сетей, центральных тепловых пунктов и тепловых центров зданий.
Известен грязевик (Патент №2008604, RU) с достаточно высоким диапазоном видов загрязнений, от которых очищается вода. Он содержит корпус с днищем, с расположенными на одной оси патрубками ввода и вывода жидкости, патрубок вывода грязи и фильтр, расположенный на пути прохождения потока жидкости. Недостатком этого устройства является необходимость периодической очистки фильтра, поскольку при загрязнении он, во-первых, постепенно теряет свои фильтрующие свойства, а, следовательно, и степень очистки, а во-вторых, изменяет гидродинамические свойства всей системы, в которую включен грязевик.
Известен грязевик (RU Патент №42438), в котором степень очистки не меняется со временем.. Также его достоинством является то, что для удаления осевшего шлама его не нужно разбирать. Указанный грязевик наиболее близок к предлагаемому по совокупности существенных признаков и выбран в качестве прототипа.
Известный грязевик содержит корпус с днищем, с входным и выходным патрубками, расположенными на одной оси, и с патрубками для вывода грязи; трубу, установленную в корпусе на одной оси с входным и выходным патрубками и жестко соединенную с выходным патрубком, установленным в днище корпуса, противоположный конец которой закрыт отбойным конусом, на трубе, вокруг нее, по ее длине установлены конусообразные поверхности, образующие острый угол с трубой со стороны днища, а на частях трубы, перекрытых конусообразными поверхностями, выполнены продольные прорези.
Недостатком известного устройства является недостаточно высокая степень очистки воды от частиц грязи с малым удельным весом.
Этот недостаток объясняется тем, что очищаемый поток жидкости поступает через входной патрубок в корпус и течет вдоль его стенок. Разность давлений, которая создается по разные стороны каждой конусообразной поверхности, направляет воду через прорези в трубу и далее к выходному патрубку. При этом взвешенные частицы
грязи продолжают движение вдоль стенок корпуса и оседают на дне. Но при обтекании водой конусообразной поверхности на ее краях образуются достаточно сильные завихрения воды, которые вовлекают в эти завихрения легкие частицы и направляют их в прорези, которые выполнены в трубе для поступления в нее очищенной воды.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка конструкции грязевика, в котором не только поддерживается постоянная степень очистки, но и расширяется диапазон видов загрязнений, от которых производится очистка,
Техническим результатом является повышение степени очистки воды.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый грязевик, также как и известный, содержит корпус с днищем, с входным и выходным патрубками, расположенными на одной оси и с патрубками для вывода грязи, трубу, установленную в корпусе на одной оси с входным и выходным патрубками и жестко соединенную с выходным патрубком, установленным в днище корпуса, а противоположный конец трубы закрыт отбойным конусом, на трубе, вокруг нее, по ее длине установлены, конусообразные поверхности, образующие острый угол с трубой со стороны днища, также на трубе, выполнены продольные прорези. Но, в отличие от известного, в предлагаемом грязевике каждая конусообразная поверхность, установленная на трубе, своей широкой частью сопряжена с цилиндрической обечайкой.
Технический результат - повышение степени очистки достигается за счет того, что в предложенной конструкции грязевика не образуются завихрения воды, которые могли бы увлечь легкие частицы в поток очищенной воды за счет того, что обечайки обеспечивают равномерное распределение потока воды в пространстве между стенкой корпуса и обечайкой и гасят завихрения потока.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 2 формулы полезной модели, характеризует грязевик, в котором длины прорезей, расположенных на трубе, уменьшаются последовательно в направлении от входного патрубка к выходному.
Уменьшающиеся длины прорезей, перекрытых конусообразными поверхностями в направлении от входного патрубка к выходному обеспечивают выравнивание гидравлического давления по длине трубы, что повышает эффективность очистки грязевиком.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 3 формулы полезной модели, характеризует грязевик, в котором днище выполнено конусообразным.
Такой вариант выполнения днища упрощает обеспечивает более полное удаление грязи через специальные патрубки для ее удаления.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 4 формулы полезной модели, характеризует грязевик, в котором днище выполнено плоским.
Такой вариант выполнения днища упрощает изготовление и монтаж устройства.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 5 формулы полезной модели и включающая признаки пункта 4, характеризует грязевик, в котором ниже последней конусообразной поверхности, расположена конусообразная поверхность, жестко соединенная со стенкой корпуса, образующая с ней острый угол со стороны днища, а ее размер больше зазора между стенкой корпуса и последней конусообразной поверхностью, установленной на трубе.
Дополнительная конусообразная поверхность как воронка направляет грязь к месту расположения патрубка для вывода грязи, чтобы она не растекалась по плоскому дну.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 6 формулы полезной модели, характеризует грязевик, в котором верхняя часть корпуса выполнена конусообразной.
Для удаления частиц грязи с удельным весом меньшим, чем удельный вес воды, конусообразная поверхность позволяет концентрировать их в верхней части конуса, откуда они удаляются патрубками для вывода грязи.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 7, характеризует устройство, в котором между днищем и конусообразной поверхностью, соединенной с корпусом, установлен лаз для прочистки.
Лаз для прочистки используется во время профилактической остановки устройства.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 7 формулы полезной модели, характеризует грязевик, в котором в стенке корпуса над днищем выполнен лаз.
Лаз используется в нерабочем состоянии устройства и позволяет доставать из грязевика крупные элементы загрязнений, например, камни.
Совокупность признаков, изложенная в пункте 8 формулы полезной модели, характеризует грязевик, в котором в стенке корпуса над первой конусообразной поверхностью выполнен лаз.
Упомянутый лаз позволяет доставать крупные предметы, которые застревают в грязевике и не могут попасть на дно из-за своих больших габаритов.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором показаны варианты выполнения грязевика.
Грязевик содержит корпус 1, на одной оси которого установлены входной 2 и выходной 3 патрубки. На этой же оси в корпусе установлена труба 4, жестко соединенная с выходным патрубком 3. Со стороны входного патрубка 2 труба 4 закрыта отбойным конусом 5. Вокруг трубы 4, вдоль нее, установлены конусообразные поверхности 6, каждая из которых соединена своей широкой частью с цилиндрической обечайкой 7. На частях трубы, перекрытых конусообразными поверхностями, выполнены продольные прорези 8, длина которых уменьшается в направлении от входного патрубка к выходному. Это вызвано тем, что поток по мере протекания по грязевику теряет напор, и для попадания в трубу очищенной воды требуются уже меньшие отверстия по сравнению с отверстиями, расположенными выше. Днище 9 корпуса может быть выполнено конусообразным, а может быть и плоским (фиг.2). В днище 9, установлены патрубки 10 для удаления грязи. В корпусе над днищем выполне лаз 11 для прочистки. В корпусе, над первой конусообразной поверхностью может быть выполнен лаз 12, который используют, как и лаз 11, для устранения больших инородных включений, например, камней. Верхняя часть корпуса может быть выполнена конусообразной, а для вывода легких частиц грязи можно установить в ней патрубки 13 для вывода грязи.
При выполнении днища грязевика плоским (фиг.2) ниже последней конусообразной поверхности, установленной на трубе, расположена конусообразная поверхность 14, жестко соединенная со стенкой корпуса, образующая с ней острый угол со стороны днища, а ее размер больше зазора между стенкой корпуса и последней конусообразной поверхностью, установленной на трубе.
Очистка с помощью грязевика осуществляется следующим образом. Через патрубок 2 в корпус 1 поступает поток жидкости, подлежащий очистке. Он опускается на отбойный конус 5 трубы 4 и плавно растекается по всему поперечному сечению корпуса 1. Поток обтекает первую конусообразную поверхность 6 с цилиндрической обечайкой 7 и из-за разницы действия сил по разные стороны от нее совершает поворот на 180, в результате чего частицы загрязнений отделяются и оседают на дно грязевика, а поток проходит в пространстве между внутренней частью конусообразной поверхности 6 с обечайкой и трубой 4, попадает через прорези 8 в трубу 4, а затем в выходной патрубок 3. Частицы загрязнений выпадают в процессе поворота потока на 180° вокруг конусообразной поверхности под действием гравитационной и выталкивающей сил.
Этой разности сил противодействует сила сопротивления среды, которая значительно уменьшается под конусообразными поверхностями 6 вследствие создания ламинарного режима течения прорезями 8 в трубе. Пространство между внутренней частью конусообразной поверхности 6 с обечайкой 7 и трубой 4 обеспечивает ламинарный режим течения среды со скоростью 0,05 м/сек и менее. Такая скорость обеспечивает высокую степень очистки от загрязнения. Расход среды для второй и последующих конусообразных поверхностей существенно уменьшается и степень очистки среды от загрязнений повышается.
Частицы загрязнений попадают на дно, огибая конусообразную поверхность 11, сопряженную со стенками корпуса 1. Благодаря ей на днище корпуса образуется отстойник, из которого частицы грязи не могут уноситься потоком среды из корпуса при резких изменениях расхода среды. В случае выполнения днища конусообразным грязь скапливается в его узкой части и выводится патрубками 10.
Описание конструкции устройства доказывает, что достигается технический результат - повышение степени очистки за счет удаления частиц с малым удельным весом.