Очисник потоку рідини

1. Очисник потоку рідини, що містить вертикальний циліндричний корпус з прилаштованими на протилежних боках радіальними впускним і зливним патрубками і приладнаними до торця випускними патрубками та встановлений у корпусі, з утворенням разом з ним двох серпоподібних напірних каналів, що сполучають між собою вхідний і зливний патрубки, циліндричний фільтроелемент, виконаний з двома додатковими вертикальними плоскими проникливими поверхнями, утворюючими щілинний напірний канал, розташований уздовж і симетрично поздовжній осі фільтроелемента, який відрізняється тим, що корпус обладнаний додатковим зливним патрубком, приладнаним до нижнього торця корпусу з боку основного зливного патрубка, виступаючим вхідним кінцем у порожнину корпусу на вишину фільтроелемента, сполученим з виходом щілинного напір 3 споживачів і знижує можливості використання пристрою. Також відомо, що головним у покращенні умов видалення твердих забруднень з поверхні фільтроелемента і із зазору є напрямок результативного вектора швидкості рідини, утвореного вектором швидкості забрудненої рідини у напрямку, паралельному поверхні фільтруючого матеріалу, та вектором швидкості у напрямку, ортогональному поверхні цього матеріалу. Але так як у відомому пристрої має місце збільшення обох векторів, то напрямок результативного вектора може і не змінитись в кращу сторону, а умови видалення забруднень можуть не покращитись і навіть, навпаки, погіршитись. Навіть візуально помітним є і те, що порожнина корпусу не в повній мірі використана для розміщення в ній достатньої кількості фільтруючої поверхні. Відомий також очисник потоку рідини, що містить вертикальний циліндричний корпус з прилаштованими до протилежних боків радіальними впускним і зливним патрубками і приладнаним до торця випускним патрубком та встановлений у корпусі циліндричний фільтроелемент з утворенням разом з ним двох серпоподібних напірних каналів, сполучаючих між собою вхідний і зливний патрубки [Патент України №46507, МПК7 B01D 29/23, 35/02, опубл. 15.02.2005. Бюл. №2]. При створенні цього очисника було доведено, що його безперервна робота можлива і без різного роду пристроїв для регулювання швидкості рідини в напірних каналах, а втрати її тиску є найменшими з усіх очисників на той час. Але з погляду зростаючих вимог до роботи очисників виникла потреба у ще більшому зниженні втрат тиску, тому вони стали недоліком і у цьому очиснику, який викликаний тим, що швидкість рідини у серпоподібних напірних каналах від входу до виходу з них є непостійною. Із-за цього в окремих місцях каналів вона завищена, що призводить до зайвих втрат тиску, або занижена, що може призвести до нерівномірного засмічення фільтрувальної поверхні фільтроелемента і крім того до втрат якості фільтрату. Щоб цього не сталось швидкість рідини у напірних каналах заздалегідь завищують, що ще в більшій мірі збільшує втрати тиску рідини. Це, як відомо, викликано тим, що при постійному підвищенні таких каналів, їх ширина від входу до виходу з них зменшується не лінійно, бо вони утворені коловими поверхнями. Особливо помітним є те, що порожнина корпусу не в повній мірі використана для розташування в ній якнайбільшої площі проникливої поверхні, що вказує на недостатню продуктивність. Якщо, наприклад, порівняти очисник потоку рідини типу "куля в кулі" за патентом України №76243 з найближчим аналогом, то при однакових габаритах і коефіцієнті живого перетину фільтроелементів, у найближчому аналозі фільтруюча поверхня може бути у 1,5 рази меншою, а це значить, що і його продуктивність значно менша. При однаковій же продуктивності найближчий аналог буде значно більшим за габаритами і вартістю. Це стримує використання відомого очисника. Найближчим за суттю і досягнутому ефекту є очисник потоку рідини, що містить вертикальний циліндричний корпус з прилаштованими на проти 64670 4 лежних боках радіальними впускним і зливним патрубками і приладнаними до торця випускними патрубками та встановлений у корпусі з утворенням разом з ним двох серпоподібних напірних каналів, що сполучають між собою вхідний і зливний патрубки, циліндричний фільтроелемент, виконаний з двома додатковими вертикальними плоскими проникливими поверхнями, утворюючими додатково щілинний напірний канал, розташований уздовж і симетрично поздовжній осі фільтроелемента і сполучаючий впускний з зливним патрубком [Заявка на патент України №u201014807 від 10.12.2010]. Наявність додаткового щілинного напірного каналу, вихід якого сполучається безпосередньо з виходом решти напірних каналів, виключає можливість раціонального регулювання кількості зливної рідини з очисника, що впливає на хід процесу очищення рідини у всіх напірних каналах, що, в свою чергу, знижує продуктивність очисника і збільшує витрати тиску рідини для здійснення ефективного її очищення. Очевидно, що вихід з такого становища полягає у можливості регулювання зливної частки рідини з кожного напірного каналу окремо. Технічною задачею корисної моделі є удосконалення очисника потоку рідини, у якому, завдяки удосконаленню конструкції корпусу і форми напірних каналів та наявності додаткового пристрою, досягається підвищення продуктивності очисника і зниження втрат тиску рідини. Поставлена задача вирішується тим, що у очиснику потоку рідини, що містить вертикальний циліндричний корпус з прилаштованими на протилежних боках радіальними впускним і зливним патрубками і приладнаними до торця випускними патрубками та встановлений у корпусі, з утворенням разом з ним двох серпоподібних напірних каналів, що сполучають між собою вхідний і зливний патрубки, циліндричний фільтроелемент, виконаний з двома додатковими вертикальними плоскими проникливими поверхнями, утворюючими додатково щілинний напірний канал, розташований уздовж і симетрично поздовжній осі фільтроелемента, згідно з корисною моделлю, корпус обладнаний додатковим зливним патрубком, приладнаним до нижнього торця корпусу з боку основного зливного патрубка, виступаючим вхідним кінцем у порожнину корпусу на вишину фільтроелемента, сполученим з виходом щілинного напірного каналу і разом з основним зливним патрубком приєднаними до зливного колектора рідини, крім того, щілинний напірний канал може бути виконаний клиноподібним у бік додаткового зливного патрубка, серпоподібні напірні канали від входу в них до виходу можуть бути виконані з лінійно зменшуваною шириною, що визначається залежністю  1 n  1 , h  hк  1     , м (1)    n де hк - ширина кінця серпоподібного каналу з лінійно змінною шириною, м; n - доля зливної частки рідини від кількості рідини на початку каналу з лінійно змінною шириною; 5  - кут, визначаючий довжину каналу з лінійно змінною шириною, град.,  - змінна частка кута  у напрямку від початку серпоподібного каналу до його кінця, тобто від 0 до , град., а очисник може бути додатково обладнаний ежектором, камера зниженого тиску якого сполучена циркуляційним трубопроводом з виходом зливного колектора. На Фіг.1 показаний один з варіантів запропонованого очисника потоку рідини, вертикальний розріз; на Фіг.2 - теж, поперечний розріз. Очисник містить вертикальний циліндричний корпус 1 з вхідним 2, основним зливним 3, додатковим зливним 4 і двома відвідними 5 патрубками, вхідний 2,і зливний 3 з яких розташовані на діаметрально протилежних боках корпусу 1, решта приладнані до його нижнього торця, при чому основний 3 і додатковий 4 зливні патрубки розташовані поруч, приєднані через дроселі 6 і 7, відповідно, до зливного колектора 8 рідини і розміщені на одній поздовжній осі з вхідним патрубком 2, додатковий з яких виступає у порожнину корпусу на вишину встановленого в ній аксіально фільтроелемента, дві дугоподібні проникливі бокові поверхні 9 якого, що визначені кожна кутом а і поточним радіусом , разом з внутрішньою поверхнею кругового циліндра корпусу 1 радіусом R утворюють два серпоподібні напірні канали 10 постійного підвищення, сполучені входами з вхідним патрубком 2 і виходами з основним зливним патрубком 3, а дві вертикальні плоскі проникливі поверхні 11, що розташовані симетрично і уздовж поздовжньої осі очисника, утворюють між собою щілинний напірний канал 12 теж постійного підвищення, сполучений входом з вхідним патрубком 2 і виходом з додатковим зливним патрубком 4, при цьому утворюються дві симетричні відносно поздовжньої осі приймальні камери 13 фільтрату, сполучені кожна з відвідним патрубком 5 і через перфорації з напірними каналами 10 і 12. Відомо, що для досягнення найкращих умов очищення рідини швидкість її у напірних каналах повинна бути однаковою по ширині потоку і постійною по довжині, що можливо у даному разі лише у випадку коли напірні канали 10 і 12 постійного підвищення будуть мати лінійно зменшувану від їх входу до виходу, тобто у напрямку руху рідини в них, ширину. У такому випадку щілинний напірний канал 12 у плані повинен бути виконаний клиноподібним за рахунок розташування плоских проникливих поверхонь 11 між собою під гострим кутом з вершиною на поздовжній осі очисника з боку додаткового зливного патрубка 4, а серпоподібні напірні канали 10 від входу до виходу з них повинні бути виконані з лінійно зменшуваною шириною, що визначається за формулою (1). Є очевидним, що за основу у формулі взята найменша ширина (hк) серпоподібного каналу 10, тобто його виходу, яка забезпечить безперешкодне видалення забруднень з заздалегідь максимально допустимим у рідині діаметром (dmax), для чого ця ширина повинна бути декілька 64670 6 більшою. Враховуючи, що мова йдеться про ширину прямокутного у перетині каналу, її приймають у 1,21,5 рази більшою за згадуваний діаметр забруднення. Тому формула (1) може мати вигляд  1 n  1 . h  12  15  dmax  1  , ,    , м    n У разі потреби використання частки зливної рідини очисник перед вхідним патрубком 2 додатково обладнують ежектором 14, камера зниженого тиску якого циркуляційним трубопроводом 15 сполучена з зливним колектором 8, обладнаним дроселем 16 на виході. Рідину під тиском та нескінченним потоком подають в ежектор 14, звідкіля вона потрапляє у вхідний патрубок 2, з якого одночасно направляється у два серпоподібні напірні канали 10 і у клиноподібний напірний канал 12, де рухається з постійною швидкістю уздовж проникливих поверхонь 9 і 11, через які значна її частка у вигляді фільтрату спочатку потрапляє у приймальні камери 13, а потім залишає очисник по вихідним патрубкам 5. Друга же частка рідини, так звана змивна, разом з забрудненнями рухається до виходів напірних каналів 10 і 12, а потім з серпоподібних каналів 10 потрапляє у основний зливний патрубок 3, а з клиноподібного каналу 12-у додатковий зливний патрубок 4, через які частка її, що визначена дроселями 6 і 7, потрапляє у зливний колектор 8, з відкіля частка, що визначається дроселем 16, залишає очисник, а друга частка під дією розрідження, що утворюється при роботі ежектора 14, по циркуляційному трубопроводу 15 спочатку потрапляє у ежектор, а потім у суміші з основною рідиною повторюють шлях, описаний вище. Наявність додаткового зливного патрубка 4 на виході щілинного напірного каналу 12 в порівнянні з найближчим аналогом забезпечує окреме регулювання за посередництвом дроселя 7 і досягнення раціональної кількості зливної частки рідини з нього, що в свою чергу забезпечує раціональне здійснення гідродинамічного способу очищення рідини від твердих забруднень, останнє з яких є ознакою підвищення продуктивності очисника по фільтрату за рахунок зменшення кількості зливу змивної частки рідини і зниження втрат її тиску та фільтрату. Виконання напірних каналів 10 і 12 постійної вишини з лінійно зменшуваною шириною у напрямку руху рідини в них забезпечує рівномірність її потоку над фільтруючою поверхнею, що є запорукою зниження втрат тиску рідини і фільтрату до мінімально можливого значення і підвищення якості і кількості фільтрату за рахунок рівномірності фільтрації по всій проникливій поверхні. Наявність ежектора 14 з циркуляційним трубопроводом 15 забезпечує зниження втрат рідини зі зливом і підвищення продуктивності очисника. Таким чином, запропоновані у корисній моделі відмітні ознаки разом з відомими забезпечують підвищення продуктивності очисника і зниження втрат тиску рідини і фільтрату. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 64670 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601