Очисник потоку рідини

Очисник потоку рідини, що містить циліндричний корпус, утворений коловою боковою і двома плоскими торцевими стінками, між якими концентрично корпусу затиснутий проникний фільтроелемент циліндричної форми, утворюючий між корпусом і фільтроелементом кільцевий канал, сполучений з вхідним тангенціальним і зливним радіальним патрубками, розташованими з одного боку на боковій стінці корпусу і виконаними однакової висоти з проникною поверхнею фільтроелемента, порожнина якого сполучена з розташованим на одній з торцевих стінок корпусу вихідним патрубком, який відрізняється тим, що він обладнаний заторно-напрямним елементом, розташованим у кільцевому каналі перед входом у зливний патрубок зі зміщенням у бік вхідного патрубка і постійно контактуючим з стінками корпусу і боковою поверхнею фільтроелемента, частка якої від контакту з заторно-напрямним елементом до виходу з вхідного патрубка виконана непроникною, наступна за нею частка перфорованої бокової по U 2 56352 1 3 місце зниження можливостей використання пристрою, так як при однакових початкових умовах, пристрій з двома камерами може бути використаним для очищення рідин з меншими у два рази за розміром забрудненнями. Крім того, формування додаткового циркуляційного потоку рідини потребує додаткових витрат енергії рідини, що призводить до значних втрат її тиску. Тим більш, що при цьому у пристрої має місце протиріччя, яке полягає у тому, що для збільшення ширини виходу з камери у місці злива, використовують циркуляційний потік рідини і в той же час зменшують цю ж ширину за рахунок тих же двох зливних патрубків. Так як камери утворені циліндричними поверхнями правильної форми, то швидкість рідини у них є непостійною, а поступово зменшуваною, що, при приблизно постійній швидкості фільтрації рідини, не сприяє зниженню втрат тиску і досягненню постійності тонкості очищення рідини по поверхні фільтроелементу. Найближчим за сутністю і досягнутому ефекту є фільтр з коловим потоком рідини, що містить циліндричний корпус, утворений коловою боковою і двома плоскими торцевими стінками, між якими концентрично корпусу зажатий проникливий фільтроелемент правильної циліндричної форми, утворюючи між корпусом і фільтроелементом кільцевий канал, сполучений з вхідним тангенціальним і зливним радіальним патрубками, розташованими з одного боку на боковій стінці корпусу і виконаними однакової вишини з проникливою поверхнею фільтроелемента, порожнина якого сполучена з вихідним патрубком на одній з торцевих стінок корпусу [Патент США № 4221667, B01D29/40/. Опубл. в РЖ "Изобретения в СССР и за рубежом", № 9, стр. 74, 1981]. Недолік відомого фільтра полягає в значних втратах тиску і непостійності тонкості очищення рідини по поверхні фільтроелементу. Одна з причин додаткових втрат тиску показана вище і пов'язана з наявністю додаткового циркуляційного потоку рідини у каналі, а інша полягає у тому, що кільцевий канал між корпусом і фільтроелементом для руху рідини навколо бокової поверхні останнього, має постійну ширину, при якій швидкість рідини у каналі поступово зменшується від максимального до мінімально необхідного значення, що потребує значних витрат енергії рідини на досягнення необхідної швидкості рідини в кінці змивного і, особливо, циркуляційного потоків у каналі. При цьому, на ділянці каналу від зливного до впускного патрубків циркуляційний потік те ж виконує функції змивного потоку, що ще більш вимагає витрат енергії рідини на досягнення необхідної її швидкості. Особливо це важливо у випадках, коли перфорації проникливої поверхні фільтроелементу більші за розміром, ніж розмір допустимих у фільтраті забруднень, тобто при класичному гідродинамічному процесі очищення рідин від твердих забруднень. Крім того на цій ділянці каналу стан руху рідини є непередбачуваним. Це пов'язано з тим, що у каналі, перед вхідним патрубком, має місце розрядження, тобто зниження тиску рідини, утворене ежекцією вхідної рідини, яке може викликати рух фільтрату з порожнини 56352 4 фільтроелементу і знизити про-дуктивність очисника. Тому краще було б, щоб ця ділянка поверхні фільтроелементу була непроникливою. Різна швидкість рідини поздовж каналу, при майже постійній швидкості фільтрації, свідчить про те, що, поряд з значними втратами тиску рідини, має місце непостійність тонкості її очищення по поверхні фільтроелементу. Очевидно, що досягнення зниження втрат тиску і постійності тонкості очищення рідини можливе при максимальному приближенні зливного патрубкадо впускного, постійній швидкості рідини уздовж каналу і відмові від циркуляційного потоку рідини у ньому, параметри останнього з яких не можливо практично передбачити в зв'язку з його знаходженням тільки у середині фільтра. І так як вишина каналу постійна, то, зрозуміло, що постійність швидкості рідини у цьому випадку можлива тоді, коли ширина каналу буде лінійно зменшуватись у напрямку руху рідини. Технічним завданням корисної моделі є удосконалення конструкції очисника потоку рідин, у якому завдяки наявності додаткового елементу і нової форми бокової поверхні фільтроелемента досягається підвищення ефективності роботи очисника за рахунок зниження втрат тиску рідини і постійність тонкості її очищення по всій поверхні фільтроелемента та підвищення надійності його роботи. Поставлене завдання досягається тим, що у очиснику потоку рідини, що містить циліндричний корпус, утворений коловою боковою і двома плоскими торцевими стінками, між якими концентрично корпусу зажатий проникливий фільтроелемент циліндричної форми, утворюючий між корпусом і фільтроелементом кільцевий канал, сполучений з вхідним тангенціальним і зливним радіальним патрубками, розташованими з одного боку на боковій стінці корпусу і виконаними однакової вишини з проникливою поверхнею фільтроелемента, порожнина якого сполучена з розташованому на одній з торцевих стінок корпусу вихідним патрубком, згідно корисній моделі , очисник оснащений заторно-напрямним елементом, розташованим у кільцевому каналі перед входом у зливний патрубок зі зміщенням у бік вхідного патрубка і постійно контактуючим з стінками корпусу і боковою поверхнею фільтроелемента, частка якої від контакту з заторно-напрямним елементом до виходу з вхідного патрубка виконана непроникливою, наступна за нею частка перфорованої бокової поверхні фільтроелемента виконана плоскою і паралельною напрямку тангенціального подання рідини у канал з вхідного патрубка, а решта проникливої бокової поверхні фільтроелемента виконана формою, що разом з стінками корпусу утворюють канал з лінійно змінною у бік виходу з нього шириною, при цьому згадувана форма поверхні отримана поточним радіусом, що 1 n визначається залежністю . к hк n На Фіг.1 і 2 показаний запропонований очисник потоку рідини від твердих забруднень, поздовжній і поперечний перерізи, відповідно; на Фіг.3 і 4 вузли. 5 Очисник містить циліндричний корпус 1, утворений коловою боковою стінкою 2 радіусом R і плоскими торцевими стінками 3 і 4. Корпус 1 обладнаний тангенціальним вхідним 5, радіальним зливним 6 і осьовим випускним 7 патрубками, при цьому патрубок 7 прилаштований до стінки 3 чи 4, а патрубки 5 і 6 розташовані на боковій стінці 2 як можна ближче один до одного з метою максимального використання бокової проникливої поверхні 8 фільтроелемента 9 для очищення рідини, зажатого у корпусі 1 між плоскими торцевими стінками 3 і 4 таким чином, що між боковими поверхнями корпусу 1 і фільтроелемента 9 утворюється кільцевий канал 10, у якому змонтований заторно-напрямний елемент 11, що контактує зі стінками 2, 3 і 4 корпусу 1 та боковою поверхнею 8 фільтроелемента 9 і відокремлює зливний патрубок 6 від вхідного патрубка 5 та направляє рідину у перший з них. При цьому, частка 12 бокової поверхні 8, що розташована від зливного 6 до вхідного 5 патрубків, виконана непроникливою. Частка 13 бокової поверхні 8, яка визначається кутом і є продовженням частки 12, виконана плоскою і паралельною напрямку тангенціального подання у канал 10 рідини, тобто перпендикулярно поперечній осі очисника і до зустрічі з нею. Частка 14 бокової поверхні 8, що визначається кутом і починається від поперечної осі і закінчується перед входом у зливний патрубок 6, виконана формою, яка разом з коловою поверхнею стінки 2 корпусу 1 утворюють канал 10 з лінійно змінною шириною h, при цьому згадувана форма частки 14 поверхні 8 виконана поточним радіусом, що визначається залежністю 1 n , (1) к hк n де - поточний радіус бокової к R hк поверхні фільтроелемента на виході каналу з лінійно змінною шириною, м; R - радіус бокової стінки корпусу, м; hк - ширина виходу каналу з лінійно змінною шириною, м; n - доля зливної частки рідини від кількості рідини на вході у канал з лінійно змінною шириною hн, утвореною за допомогою поточного радіуса н; - кут, визначаючий довжину каналу з лінійно змінною шириною, град; - змінна частка кута у напрямку від кінця каналу у бік його початку, тобто від 0 до , град. До того ж, ширина тангенціального патрубка 5 виконана лінійно зменшуваною у напрямку подання рідини, що забезпечує рух рідини поздовж плоскої проникливої частки 13 бокової поверхні 8 з постійною швидкістю, як і у каналі 10. Для полегшення виготовлення запропонованої форми бокової поверхні 8 фільтроелемента 9 використовують відомий апробований спосіб (патент України № 64599), що передбачає виготовлення корпусу фільтроелемента із опорних кілець, стяжних стояків і поздовжніх штабів 15, розташованих з зазором один до одного, з послідуючим покриттям його фільтрувальним рукавом 16, наприклад, виготовленого з металевої сітки, при цьому кожний з штабів контактує з сіткою лише однією кромкою, 56352 6 що забезпечує максимально можливу площу живого перерізу. До того ж, непрониклива поверхня 12 бокової поверхні 8 виконана з коритом, у якому розташований натяжний пристрій 17, що забезпечує краще прилягання фільтрувального рукава до кромок штабів, а його торців до опорних кілець корпусу фільтроелемента 9. Забруднену рідину під тиском і безперервним потоком подають у вхідний тангенціальний патрубок 5, звідкіля вона потрапляє у канал 10 з лінійно зменшуваною шириною у напрямку руху рідини, при цьому на ділянках 13 і 14 бокової поверхні 8, обтікаючи її, вона рухається у бік зливного патрубка 6. При цьому, за допомогою дроселя 18, більша частка рідини у вигляді фільтрату проникає через проникливу поверхню 8 і потрапляє спочатку у порожнину фільтроелемента 9, а потім через вихідний патрубок 7 направляється споживачу. Менша же частка рідини, поступово збагачуючись забрудненнями, з каналу 10 заторно-напрямним елементом 11 направляється у зливний патрубок 6, а потім через дросель 18 зливається у каналізацію або зворотній цикл. Обладнання очисника заторно-напрямним елементом 11 виключає циркуляцію рідини у каналі, яка призводила до значних втрат тиску на її формування і багаторазового обертання забруднень у каналі 10, що спонукало здрібнюванню забруднень і попаданню їх у фільтрат. Виконання ділянки 12 бокової поверхні 8 непроникливою забезпечило визначеність стану рідини біля неї і дає можливість впевнено визначити стан руху рідини на послідуючих головних ділянках, при цьому виключається будь-яка можливість відбору фільтрату з середини фільтроелемента в канал 10, яка може мати місце у очиснику з проникливою часткою 12 бокової поверхні 8 і круговим потоком рідини при поданні її у нього з вхідного патрубка. Крім того, наявність непроникливої зони 12 на боковій поверхні 8 можна з користю використати, наприклад, розташувати пристрій 17 для натягнення фільтрувального рукава, що використовуються у очисниках значної продуктивності. Завдяки виконанню ділянки 13 бокової проникливої поверхні 8 плоскою і паралельною напрямку подання потоку рідини у канал 10 досягнуті умови проведення класичного процесу гідродинамічного очищення рідини від твердих забруднень, тобто забезпечуються найкращі умови її очищення. Крім того, забезпечена можливість проведення цього процесу з постійною швидкістю за рахунок звичайного звужування ширини вхідного патрубка 5 від входу до виходу з нього при постійній вишині. Виконання форми бокової проникливої поверхні 8 на ділянці 14, яка отримана поточним радіусом , що визначається залежністю (1), дало можливість на довжині, що визначається кутом , отримати канал 10 з лінійно змінною у напрямку руху рідини шириною h, що теж забезпечує постійність швидкості рідини на цій ділянці каналу 10. Очевидно, що у каналі 10 рідина рухається з постійною швидкістю, що забезпечує зниження 7 56352 втрат тиску рідини. При такому рухові рідини у каналі 10 досягається постійність співвідношення поздовжньої швидкості (u) рідини у каналі і ортогональної швидкості (u0) фільтрату через бокову проникливу поверхню 8 і, як відомо, при цьому його значення повинно бути, щонайменше, як u/u0>3, а у конкретному випадку таким, що відповідатиме заздалегідь визначеному дослідним шляхом значенню для очищування заданої рідини. У цьому випадку очисник буде працювати безперервно і без втручання обслуги. Крім того, поряд зі зниженням втрат тиску рідини, матиме місце Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 8 постійність тонкості очищення рідини по всій перфорованій поверхні фільтроелемента, що ефективно може бути використано, особливо, при фракційному розподілу суспензій. Таким чином, запропоновані відмітні ознаки разом з відомими забезпечують підвищення ефективності роботи очисника потоку рідин від твердих забруднень за рахунок покращення умов очищення, повної визначеності стану процесу очищення, зниження втрат тиску рідини і досягнення постійності тонкості її очищення. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601