Очисник потоку рідини

Реферат: UA 71750 U UA 71750 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до пристроїв для очищення рідин, а саме до гідродинамічних очисників, і може бути використана для очищення значних потоків технічної води від твердих забруднень у різних галузях промисловості. Відомий 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, що сполучають між собою вхідний і зливний патрубки [Патент України № 46507, МПК7 B01D 29/23, 35/02, опубл. 15.02.2005. Бюл. № 2]. При створені цього очисника було доказано, 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 і не рівномірною по ширині потоку. 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. Що б 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 постійній вишині 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 як найбільшої площі проникливої поверхні, що вказує на недостатню продуктивність. Якщо, наприклад, порівняти очисник потоку рідини типу "куля в кулі" за патентом України № 76243 з аналогом, то при однакових габаритах і коефіцієнті живого перерізу фільтроелементів, у прототипу фільтруюча поверхня може бути у 1,5 разу меншою, а це значить, що і його продуктивність значно менша. При однаковій же продуктивності прототип буде значно більшим за габаритами і вартістю. Це стримує використання відомого очисника. Найближчим аналогом є 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 і виконаний з додатковим щілинним напірним каналом, розташованим уздовж і симетрично поздовжній осі очисника, що як і серпоподібні напірні канали сполучає між собою вхідний і зливний патрубки [Патент України № 61117, МПК 11 B01D 27/00, 29/01, опубл. 11.07.2011. Бюл. № 13]. 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 очищення рідини. Очевидно, що виходом з такого становища може бути послідовне розташування напірних каналів. 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, який утримує вертикальний циліндричний корпус з прилаштованими до протилежних боків радіальними впускним і зливним патрубками і приладнаним до торця випускним патрубком та аксіально встановлений у корпусі циліндричний фільтроелемент, утворюючий разом з ним два симетричні відносно поздовжньої осі серпоподібні напірні канали і виконаний з симетрично розташованим уздовж цієї ж осі щілинним напірним каналом, який своїм виходом сполучений з зливним патрубком, згідно з корисною моделлю, зливний патрубок корпусу прилаштований до його нижнього торця з боку впускного патрубка і виступає вхідним кінцем у порожнину корпусу на вишину фільтроелемента, при цьому вхід щілинного напірного каналу розташований з боку виходів серпоподібних каналів і сполучений з ними безпосередньо, крім того щілинний напірний канал може бути виконаний клиноподібним у бік зливного патрубка, серпоподібні напірні канали у напрямку від входу в них до виходу можуть бути виконані з лінійно зменшуваною шириною, що визначається залежністю  1 n  1 h  hк 1       n , м, (1) 1 UA 71750 U 5 10 15 20 25 30 35 де hk - ширина кінця серпоподібного каналу з лінійно змінною шириною, м; n - частина зливної частки рідини від кількості рідини на початку каналу з лінійно змінною шириною;  - кут, що визначає 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 патрубка. На фіг. 1 показаний один з варіантів запропонованого очисника потоку рідини, вертикальний розріз; на фіг. 2 - те ж, поперечний розріз. Очисник утримує вертикальний циліндричний корпус 1 з впускним 2, зливним 3 і двома випускними 4 патрубками, впускний 2 з яких приладнаний радіально до бокової стінки корпусу, а решта - до його торця, причому зливний патрубок 3 розташований поруч з впускним патрубком 2, на одній поздовжній осі корпусу 1 і виступає у його порожнину на вишину аксіально встановленого у корпусі циліндричного фільтроелемента, дві проникні бокові поверхні 5 якого, що визначені кожна кутом а і поточним радіусом р, разом з внутрішньою поверхнею кругового циліндра корпуса 1 утворюють два серпоподібні напірні канали 6 постійної вишини, а дві вертикальні плоскі проникні поверхні 7, що розташовані симетрично і уздовж поздовжньої осі корпуса, утворюють між собою щілинний напірний канал 8 теж постійної вишини, сполучений входом безпосередньо з виходами серпоподібних напірних каналів 6 і виходом з зливним патрубком 3, при цьому утворюються дві симетричні відносно поздовжньої осі приймальні камери 9 фільтрату, сполучені кожна з відповідним їй випускним патрубком 4 і через перфорації з напірними каналами 6 і 8. Відомо, що для досягнення найкращих умов очищення рідини швидкість її у напірних каналах повинна бути постійною, а потік рідини у них - рівномірним по ширині, що можливо у даному разі лише у випадку, коли напірні канали 6 і 8 постійної вишини матимуть лінійно зменшувану від їх входу до виходу, тобто у напрямку руху рідини в них, ширину. У такому випадку щілинний напірний канал 8 у плані повинен бути виконаний клиноподібним за рахунок розташування плоских проникливих поверхонь 7 між собою під гострим кутом з вершиною на поздовжній осі очисника з боку зливного патрубка 3, а серпоподібні напірні канали 6 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 (hk) серпоподібного каналу 6, тобто його виходу, яка забезпечить безперешкодне видалення забруднень з заздалегідь максимально допустимим діаметром (dmax), для чого ця ширина повинна бути декілька більшою. Враховуючи, що мова йдеться про ширину прямокутного у перерізу каналу, її приймають у 1,2÷1,5 разу більшою за згадуваний максимальний діаметр забруднення. Тому формула (1) може мати вигляд  1 n  1 h  (12  15)  dmax  1  , ,      n , м. 40 45 50 55 У разі потреби використання частки зливної рідини очисник перед впускним патрубком 2 додатково обладнують ежектором 10, камера зниженого тиску якого циркуляційним трубопроводом 11 сполучена з зливним патрубком 3, обладнаним дроселем 12 на виході. Рідину під тиском та нескінченним потоком подають в ежектор 10, звідки вона потрапляє у впускний патрубок 2, з якого спочатку одночасно направляється у два серпоподібні напірні канали 6, а після них - у клиноподібний напірний канал 8. В каналах вона рухається з постійною швидкістю уздовж проникних поверхонь 5 і 7, через які значна її частка у вигляді фільтрату спочатку потрапляє у приймальні камери 9, а потім залишає очисник через випускні патрубки 4. Друга же частка рідини, так звана змивна, разом з забрудненнями рухається уздовж каналів 6 і 8 від входів серпоподібних напірних каналів 6 до виходу щілинного напірного каналу 8 і потім потрапляє у зливний патрубок 3, через який частка її, що визначена дроселем 12, залишає очисник, а друга частка під дією розрядження, що утворюється при роботі ежектора 10, по циркуляційному трубопроводу 11 спочатку потрапляє у ежектор, а потім у суміші з основною рідиною повторюють шлях, описаний вище. Далі описаний шлях рідини багаточисельно повторюється. Прилаштування зливного патрубка 3 поруч з впускним патрубком 2 та до торця корпусу з виходом вхідного кінця у його середину на вишину фільтроелемента забезпечує послідовне розташування серпоподібних 6 і щілинного 8 напірних каналів і надає можливість регулювання кількості зливної частки рідини за допомогою дроселя 12, приладнаного на виході зливного патрубка 3, що сприяє спрощенню наладки роботи і надійності роботи очисника та підвищенню його продуктивності за рахунок зменшення втрат рідини зі зливом. 2 UA 71750 U 5 Виконання напірних каналів 6 і 8 постійної вишини з лінійно зменшуваною шириною у напрямку руху рідини в них забезпечує постійність його швидкості по довжині і рівномірність по ширині, що є запорукою зниження втрат тиску рідини до мінімально можливого значення і підвищення кількості і якості фільтрату за рахунок рівномірності фільтрації по всій проникній поверхні. Наявність ежектора 10 з циркуляційним трубопроводом 11 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. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 1. 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 аксіально встановлений у корпусі циліндричний фільтроелемент, утворюючий разом з ним два симетричні відносно поздовжньої осі серпоподібні напірні канали і виконаний з симетрично розташованим уздовж цієї ж осі щілинним напірним каналом, який своїм виходом сполучений з зливним патрубком, який відрізняється тим, що зливний патрубок корпусу прилаштований до його нижнього торця з боку впускного патрубка і виступає вхідним кінцем у порожнину корпусу на вишину фільтроелемента, при цьому вхід щілинного напірного каналу розташований з боку виходів серпоподібних каналів і сполучений з ними безпосередньо. 2. Очисник за п. 1, який відрізняється тим, що щілинний напірний канал виконаний клиноподібним у бік зливного патрубка. 3. Очисник за пп. 1 і 2, який відрізняється тим, що серпоподібні напірні канали у напрямку від входу в них до виходу виконані з лінійно зменшуваною шириною, що визначається залежністю  1 n  1 h  hк 1     , м,   n де hк - ширина кінця серпоподібного каналу з лінійно змінною шириною, м; 30 35 n - частина зливної частки рідини від кількості рідини на початку каналу з лінійно змінною шириною;  - кут, що визначає довжину каналу з лінійно змінною шириною, град.;  - змінна частка кута  у напрямку від початку серпоподібного каналу до його кінця, тобто від 0 до  , град. 4. Очисник потоку рідини за пп. 1-3, який відрізняється тим, що він додатково обладнаний ежектором, камера зниженого тиску якого сполучена циркуляційним трубопроводом з виходом зливного патрубка. 3 UA 71750 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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 4