ФИЛЬТР-ГРЯЗЕВИК ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ

Полезная модель относится к теплоэнергетике, системам водоснабжения и очистки технической воды (жидкости) и может быть использована в качестве вспомогательного устройства, предотвращающего накопление отложений, грязи, включений различной плотности в трубопроводах подачи воды теплотехнического оборудования котельных, тепловых сетей, центральных тепловых пунктов и тепловых узлов зданий, а также водооборотных циклах промышленных предприятий.
Известна конструкция фильтра-грязевика [RU 131645, опубликовано: 27.08.2013], содержащая вертикально расположенный цилиндрический корпус с верхней и нижней эллиптическими крышками, входной и выходной патрубки, а также внутреннюю часть в виде вертикальной трубы с расширяющейся нижней частью, причем верхняя крышка содержит дренажный патрубок для удаления всплывающих загрязнений и воздушной подушки, а в нижней крышке установлен по оси фильтра патрубок с краном для периодического удаления задержанных примесей, при этом входной патрубок расположен тангенциально по отношению к корпусу фильтра и под углом к вертикальной оси корпуса, выходной патрубок установлен вертикально над верхней крышкой корпуса и выполнен L-образно для бокового отвода воды, а на расширяющейся части внутренней вертикальной трубы установлены наклонные лопатки для направления потока жидкости.
К недостаткам известного фильтра можно отнести сложность конструкции и недостаточную степень очистки жидкости, связанную с завихрением жидкости с загрязнениями непосредственно перед патрубком отвода жидкости из фильтра.
Известен фильтр-грязевик [RU 42438, опубликовано: 10.12.2004], взятый в качестве ближайшего аналога, содержащий корпус с днищем, с входным и выходным патрубками, расположенными на одной оси, и средством очистки жидкости от примесей, выполненным в виде патрубка для вывода грязи и трубы, установленной в корпусе на одной оси с входным и выходным патрубками и жестко соединенной с выходным патрубком, установленным в днище корпуса, а противоположный конец трубы закрыт отбойным конусом, вдоль трубы, вокруг нее установлены конусообразные поверхности, образующие острый угол с трубой со стороны днища, на частях трубы, перекрытых конусообразными поверхностями, выполнены продольные прорези, а 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. Поток, обтекая конусообразные поверхности, меняет свое направление, способствуя отделению частиц и их оседанию на дно корпуса.
К недостаткам известного грязевика можно отнести сложность конструкции и совпадение направлений движения грязной и очищенной жидкостей в полости фильтра, не способствующему эффективному отделению частиц.
Техническим результатом заявляемого технического решения является упрощение конструкции фильтра-грязевика и повышение качества очистки сетевой воды, технических жидкостей в системах водоснабжения, теплоснабжения.
В процессе эксплуатации систем теплоснабжения, водоснабжения и систем очистки технической воды на внутренних поверхностях водяного тракта образуются отложения. Это является результатом выпадения в осадок оксидов железа в процессе окисления с кислородом, или попадание песка и грязи во время выполнения ремонтных работ на оборудовании и тепловых сетях, или технический процесс, связанный с образованием в жидкостях примесей или частиц. Если водоподготовка осуществляется не качественно, то во время порывов трубопроводов и подпитки системы сырой водой, для исключения образования отложений, накипи на внутренних поверхностях нагрева может быть использован предлагаемый фильтр-грязевик, используемый на входе в источник - котельную, тепловой пункт, технологический процесс.
Поставленный технический результат достигается использованием сочетания общих с прототипом известных признаков, содержащих вертикально расположенный корпус, размещенное внутри средство очистки жидкости от механических включений, входной и выходной патрубки, выпуклое днище с патрубком для удаления осадков и новых признаков, заключающихся в том, что средство очистки жидкости от механических включений выполнено в виде двух ступеней, расположенных в полости корпуса друг над другом, первая ступень очистки выполнена в нижней половине корпуса в виде смонтированного в центральной ее части патрубка подачи очищаемой жидкости под углом от 85° до 95° к его вертикальной оси, а в верхней половине полости корпуса смонтирована вторая ступень очистки жидкости и выполнена в виде блока, состоящего, по меньшей мере, из трех гофрированных поверхностей-отбойников, линии изгиба которых расположены горизонтально, при этом гофрированные поверхности-отбойники установлены эквидистантно друг к другу, а выходной патрубок смонтирован на верхней торцовой поверхности корпуса.
Расстояние между боковыми сторонами гофрированных поверхностей-отбойников от внутренней поверхности корпуса выполнено равным от 0,05 до 0,1 диаметра корпуса.
Новизной предложенного технического решения является выполнение средства очистки жидкости от механических включений в виде двух ступеней, расположенных в полости корпуса друг над другом, первая ступень очистки выполнена в нижней половине корпуса в виде смонтированного в центральной ее части патрубка подачи очищаемой жидкости под углом от 85° до 95° к его вертикальной оси, а в верхней половине полости корпуса смонтирована вторая ступень очистки жидкости и выполнена в виде блока, состоящего, по меньшей мере, из трех гофрированных поверхностей-отбойников, линии изгиба которых расположены горизонтально, при этом гофрированные поверхности-отбойники установлены эквидистантно друг к другу, а выходной патрубок смонтирован на верхней торцовой поверхности корпуса.
Так, выполнение средства очистки жидкости от механических включений в виде двух ступеней, расположенных в полости корпуса друг над другом в сочетании с расположением выходного патрубка на верхней торцовой поверхности корпуса, позволяет более эффективно, за счет многократного изменения направления движения очищаемой жидкости, очистить жидкость от примесей.
Выполнение первой ступени очистки в нижней половине корпуса в виде смонтированного в центральной ее части патрубка подачи очищаемой жидкости под углом от 85° до 95° к его вертикальной оси, обеспечивает резкое расширение подаваемого объема воды из патрубка в более широкую с большим объемом полость корпуса, снижение скорости потока, резкий поворот - изменение направления подачи очищаемой потока жидкости позволяет осуществить первичное отделение примесей, которые оседают на днище корпуса. При этом изменением угла установки патрубка от 85° до 95° обеспечивается в зависимости от особенностей включений их твердости, фракционности и другой интенсификация или ослабление процесса перемешивания жидкости в нижней части корпуса первой ступени очистки.
Монтаж в верхней половине полости корпуса второй ступени очистки жидкости и ее выполнение в виде блока, состоящего, по меньшей мере, из трех гофрированных поверхностей-отбойников, линии изгиба которых расположены горизонтально - позволяет дополнительно осуществить очистку жидкости за счет многократного изменения направления движения потока жидкости и ее прохода между несколькими гофрированными поверхностями. При этом выход очищенной жидкости в предложенном устройстве осуществляется в обратном направлении выпадению примесей - примеси падают вниз, очищенная жидкость выходит из устройства вверх.
Установка гофрированных поверхностей-отбойников эквидистантно друг к другу позволяет синхронно и в одно и то же время менять направление потока жидкости во всех промежуточных каналах между гофрированными поверхностями.
Признак выполнения расстояния между боковыми сторонами гофрированных поверхностей-отбойников от внутренней поверхности корпуса, равный от 0,05 до 0,1 диаметра корпуса, раскрывает особенности выполнения основного признака, способствует более полному охвату изменениями направления движения очищаемой жидкости и достижению поставленного технического результата.
Патентно-информационный поиск, проведенный в процессе подготовки материалов заявки, сочетания предложенных известных и новых признаков предполагаемого изобретения в патентной и научно-технической литературе - не выявил, что позволяет отнести признаки к обладающим новизной.
Описание осуществления предлагаемого устройства и проведенные опытные работы позволяют отнести предложенное устройство к промышленно выполнимым.
На фиг. 1 схематично представлен предлагаемый фильтр-грязевик вертикальный двухступенчатый, вид спереди.
На фиг. 2 схематично представлен предлагаемый фильтр - грязевик, вид сбоку по стрелке А на фиг. 1.
Предлагаемый фильтр-грязевик состоит из корпуса 1, входного 2 и выходного 3 патрубков. В нижней половине 4 корпуса, в сочетании с расположением входного патрубка в центральной ее части, выполнена первая ступень очистки жидкости. В верхней части 5 смонтирован блок расположенных горизонтально гофрированных поверхностей 6, линии изгиба 7 которых выполнены горизонтально. Патрубок 3 для выхода очищенной жидкости смонтирован на крышке 8, на выпуклом днище 9 смонтирован патрубок 10 с краном 11 для дренирования и продувки нижней части корпуса и вывода осевших примесей из корпуса. Расстояние «L» каждой боковой стороны 12 каждой гофрированной поверхности 6 от внутренней стенки корпуса 1 выполнено равным от 0,05 до 0,1 диаметра корпуса.
Предлагаемый фильтр-грязевик работает следующим образом.
Очищаемая жидкость подается в корпус 1 фильтра по патрубку 2. Попадая в полость 4 корпуса нижней ступени очистки, жидкость интенсивно перемешивается и резко вверх на 90 градусов меняет направление своего движения. При этом находящиеся в жидкости твердые частицы и другие включения после перемешивания и изменения направления оседают на выпуклое днище 9, а частично очищенная жидкость поднимается вверх. При прохождении частично очищенной жидкости через верхнюю часть 5 корпуса 1 - через вторую ступень очистки - через промежутки между гофрированными поверхностями 6 и стенками корпуса 1, жидкость подвергается многократным, по количеству промежутков между гофрированными поверхностями 6 и стенками корпуса 1 изменениям в направлении движения вверх. При этом включения и примеси, находящиеся в жидкости постепенно теряют свою скорость и начинают оседать на днище 9 в область низких скоростей потока. Очищенная жидкость через патрубок 3, смонтированный на крышке 8, передается потребителю. Осевшие на днище 9 включения и примеси, по окончании очистки жидкости, открыванием крана 11 через патрубок 10 при помощи слива и/или продувки воздухом выводятся из корпуса 1.
3
3
В результате, в процессе циркуляции жидкости в полости корпуса при прохождении двух ступеней очистки, осуществляется эффективное очищение жидкости от примесей и частиц разной плотности. Так, при запуске тепловых сетей в начале отопительного периода, и подключение всех потребителей (объектов) наблюдается наибольшая концентрация взвешенных частиц в сетевой воде и составляет до 1000 г/м, то после очистки жидкости количество примесей снижалось, при многократной циркуляции (в течение двух недель) сетевой воды, взвешенные частицы выпадали в осадок, показатель взвешенных частиц в сетевой воде приближался к нормативным показателям 5 г/м (Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ №229 от 19.06.2003).
До установки фильтра-грязевика очистка происходила за счет водообмена, более продолжительной продувки (дренирования) трубопроводов и оборудования, а также часть взвешенных частиц оседала в виде накипи и шлама на внутренних поверхностях трубопроводов и оборудования.
Использование заявляемого фильтра позволяет эффективно и в течение всего времени работы оборудования, производить очистку от примесей и частиц любых жидкостей.
В настоящее время на предприятии изготовлена опытная установка предлагаемого устройства, которая проходит предварительные испытания и которая показала положительные результаты очистки жидкости. По окончании испытаний будет принято решение о более широком использовании предлагаемого устройства.