CZ305337B6 - Samočisticí nádrž - Google Patents

Abstract

 Samočisticí nádrž (1), pro nepřetržité skladování chladicí technologické vody s obsahem částic pevných materiálů, složená ze dna (2) a obvodové stěny (3) obepínající půdorys dna (2) je u středu opatřena přívodem (6) kapaliny a odvodem (5) kapaliny, a dále je opatřena tangenciální komorou (13) s přívodem (4) kapaliny a odvodem (7) kapaliny. Tangenciální komora (13) je vytvořena tečnými stěnami (14) tečně napojenými na půdorys obvodové stěny (3) u svislých výřezů (10, 11) obvodové stěny (3). V tangenciální komoře je prostředek (16) pro rotaci objemu skladované chladicí technologické vody v samočisticí nádrži (1).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká samočisticí nádrže pro nepřetržité skladování technologické chladicí vody přiváděné z obráběcích nástrojů technologických zařízení a obsahující odpad ve formě pevných částic ze zpracování nebo obrábění materiálů, které mají měrnou hmotnost větší, než je měrná hmotnost vody, zejména skla, keramiky a kamene.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou známy nádrže pro skladování technologické chladicí vody pro obráběcí nástroje technologických zařízení pro zpracování skla, kamene, keramiky a dalších materiálů, které mají půdorys tvaru čtyřúhelníku, zejména obdélníku, pro efektivní využití poměru zabraná půdorysná plocha / objem nádrže. Do nádrže je přiváděna technologická voda s obsahem částeček materiálu. Z této nádrže se odčerpává voda do čisticího zařízení a do systému chlazení obráběcích nástrojů.

Nevýhody stávajícího řešení spočívají v tom, že obdélníkový tvar nádrže zabraňuje dostatečnému pohybu celého objemu vody v nádrži a dochází k postupné sedimentaci částeček odpadu v nádrži, což má za následek odstavování pracovní linky z důvodu nutnosti vyčištění nádrže. Tímto dochází ke ztrátě kapacity výrobního času technologického zařízení. Pokud by nádrž nebyla pravidelně čištěna, docházelo by k sedimentaci odpadních částeček a k následnému zanášení chladicích rozvodů vedoucích vodu k obráběcím nástrojům, k poškození obráběcích nástrojů, nebo ke špatnému opracování výrobků.

Úkolem vynálezu je vytvoření samočisticí nádrže, ve které by nesedimentoval odpad v podobě kalu z částeček pevného materiálu splavených po obrábění do chladicí technologické vody, která by mohla skladovat chladicí technologickou vodu nepřetržitě, která by byla konstrukčně jednoduchá a efektivní, a která by měla nízké pořizovací a provozní náklady.

Podstata vynálezu

Vytčený úkol je vyřešen vytvořením samočisticí nádrže podle tohoto vynálezu.

Samočisticí nádrž pro nepřetržité skladování chladicí technologické vody s obsahem částic pevného materiálu sestává z nepropustného dna a obvodové stěny. Samočisticí nádrž je opatřena alespoň jedním přívodem kapaliny a alespoň jedním odvodem kapaliny připojeným k technologickému zařízení, alespoň jedním přívodem kapaliny a alespoň jedním odvodem kapaliny připojeným k čisticímu zařízení. Současně je každý z odvodů opatřen alespoň jedním čerpadlem.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že půdorys dna nádrže je v podstatě kruhového tvaru, k němuž náleží obvodová stěna vykazující tangenciální komoru mimo půdorys dna nádrže. Tangenciální komora je tvořena dvěma tečnými stěnami uspořádanými tečně k půdorysu dna nádrže a vzájemně spojenými ve vrcholu. Na obvodu půdorysu dna je současně vytvořena dělicí přepážka, která je uspořádaná proti vrcholu tangenciální komory. Dělicí přepážka tvoří výstupní výřez pro proudění kapaliny do tangenciální komory a vstupní výřez pro proudění kapaliny do samočisticí nádrže, přičemž přívod z čisticího zařízení a odvod připojený k technologickému zařízení jsou zaústěny do středové oblasti samočisticí nádrže, a přívod z technologického zařízení a odvod k čisticímu zařízení jsou zaústěny do tangenciální komory, a současně je samočisticí nádrž opatřena alespoň jedním prostředkem pro rotaci objemu skladované chladicí technologické vody v samočisticí nádrži.

- 1 CZ 305337 B6

Je výhodné, že v rotujícím objemu skladované chladicí technologické vody je většina částic pevného materiálu odstředivou silou koncentrována v obvodovém proudu omývajícím obvodovou stěnu nádrže, tudíž lze ze středu samočisticí nádrže odčerpávat relativně čistou chladicí technologickou vodu a lze do středové oblasti nádrže navracet vyčištěnou vodu přiváděnou z externí čisticí stanice. V tangenciální komoře, kterou přes výřezy obvodové stěny prochází obvodový proud, se odebírá znečištěná voda k čištění a současně se do této tangenciální komory vrací i znečištěná voda z technologického zařízení, aniž by došlo k rozbití obvodového proudu a ke vzniku rušivých virů, které by snižovaly účinnost nepřetržitého unášení obsažených pevných částic.

V dalším výhodném provedení samočisticí nádrže podle tohoto vynálezu je prostředek pro rotaci objemu skladované chladicí technologické vody uspořádán v oblasti tangenciální komory a je tvořen tryskou vystupující z čerpadla, jejíž výstup je usměrněn rovnoběžně s obvodovou stěnou samočisticí nádrže směrem z tangenciální komory do samočisticí nádrže. Proud vody vystupující z trysky nepřetržitě dodává potřebnou energii pro vznik a udržení obvodového proudu vody. Tím udržuje konstantní obvodovou rychlost proudu. Orientace trysky umožňuje bezproblémové splynutí proudu trysky s obvodovým proudem v nádrži mimo tangenciální komoru, a tudíž nevznikají víry, které by narušovali rotaci objemu chladicí technologické vody.

V jiném dalším výhodném provedení samočisticí nádrže podle tohoto vynálezu je půdorys dna a obvodové stěny rozdělen na jednotlivé kruhové výseče svírající obloukové úhly, přičemž velikosti svislých výřezů a dělicí přepážky jsou určeny úhly. Při stanovování velikosti šířky svislých výřezů obvodové stěny nezáleží na velikosti průměru samočisticí nádrže, neboť oblouková míra je stále stejná.

V jiném dalším výhodném provedení samočisticí nádrže podle tohoto vynálezu je čerpadlo pro čerpání chladicí vody do systému chlazení technologického zařízení umístěno ve středu samočisticí nádrže. Čerpadlo odvodu znečištěné chladicí vody do čisticího zařízení je umístěno v tangenciální komoře. Čerpadla jsou s výhodou uspořádána v oblastech samočisticí nádrže, kde se vyskytuje skladovaná voda s požadovanými parametry znečištění, kterou mají čerpadla odsávat ze samočisticí nádrže.

V jiném dalším výhodném provedení samočisticí nádrže podle tohoto vynálezu je vrchol spojení tečných stěn tangenciální komory opatřen zaoblením a velikost úhlů vymezujících velikost výřezů obvodové stěny nádrže je rovna. Nejoptimálnější pro obvodové proudění skladované chladicí technologické vody jsou stejně veliké výřezy obvodové stěny. Nádrž je potom použitelná pro oba směry rotace chladicí vody podle dispozice technologického zařízení. Ovšem je také možné při různých požadavcích použití samočisticí nádrže změnou jejich velikosti upravovat hydrodynamické podmínky v objemu skladované chladicí technologické vody.

V jiném dalším výhodném provedení samočisticí nádrže podle tohoto vynálezu je rychlost rotace objemu skladované chladicí technologické vody v rozmezí od 0,5 do 2 m/s pro docílení samočištění. Výsledná rychlost reakce chladicí vody se nastavuje podle poměru měrné hmotnosti materiálu k měrné hmotnosti vody, aby došlo k separaci částic splavených z opracování.

V jiném dalším výhodném provedení samočisticí nádrže podle tohoto vynálezu je velikost průměru dna samočisticí nádrže, které se řídí intenzitou znečištění chladicí vody, velikostí technologického zařízení a prostorem, který je k dispozici, v rozmezí od 1 do 4 m.

V jiném dalším výhodném provedení samočisticí nádrže podle tohoto vynálezu je opatřena bezpečnostním krytem. Bezpečnostní kryt brání zranění osob, či upuštění předmětů do nádrže, které by narušily hladký průběh rotace objemu skladované vody.

V jiném dalším výhodném provedení samočisticí nádrže podle tohoto vynálezu jsou dno a stěna samočisticí nádrže vyrobeny z materiálu ze skupiny umělá hmota, ocel, nerezová ocel, přičemž jsou opatřeny povrchovou úpravou ze skupiny lak, laminát, pogumování atd.

-2CZ 305337 B6

Mezi výhody samočisticí nádrže podle vynálezu patří téměř nulová sedimentace částic pevných materiálů obsažených v technologické vodě, možnost nepřetržitého provozu s technologickými zařízeními, nízké pořizovací náklady, snadná obsluhovatelnost, nízké provozní náklady, vysoká jakost relativně čisté vody odváděné do technologických zařízení a bezpečný provoz samočisticí nádrže.

Objasnění výkresů

Vynález bude blíže objasněn na následujících vyobrazeních, kde obr. 1 představuje funkční schéma samočisticí nádrže a obr. 2 představuje pohled na půdorysnou rovinu samočisticí nádrže.

Příklady uskutečnění vynálezu

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění vynálezu jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů uskutečnění vynálezu na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním vynálezu, které jsou zde speciálně popsány. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících patentových nároků.

Na obr. 1 je vyobrazeno schéma samočisticí nádrže i a na obr. 2 je vyobrazen půdorys stejné samočisticí nádrže 1, která se využívá ke skladování technologické vody určené ke chlazení nástrojů technologických zařízení opracovávajících zejména kámen, sklo, tedy obecně materiálů, které mají měrnou hmotnost větší, než je měrná hmotnost vody.

Dno 2 a stěna 3 samočisticí nádrže I jsou vyrobeny z nerezové ocele. Průměr samočisticí nádrže ije 2000 mm a její hloubka je 250 mm. Ve středu samočisticí nádrže ije umístěno čerpadlo 8, které svůj výtlak odvádí do odvodu 5 čisté vody s nízkým obsahem pevných částic, který je připojen k různým technologickým zařízením (řezačky, brusky, atd.), která tuto vodu potřebují k bezproblémové činnosti. U středu samočisticí nádrže ije také vyústěn přívod 6 vyčištěné vody, která se do samočisticí nádrže i navrací z externího čisticího zařízení. Samočisticí nádrž i je opatřena umělohmotným krytem.

Samočisticí nádrž ije na obvodu opatřena tangenciální komorou 13. Tangenciální komora 13 je tvořena tečnými stěnami 14, které jsou vedeny tečně k půdorysu obvodové stěny 3. Tečné stěny 14 se protínají a tvoří vrchol 15, který je pro lepší hydrodynamické vlastnosti uvnitř tangenciální komory 13 zaoblen. Tangenciální komora 13 je oddělena dělicí přepážkou 12, do které vystupuje ze samočisticí nádrže i přes výstupní výřez 10 obvodové stěny 3 proud rotujícího objemu skladované vody, V tangenciální komoře 13 je umístěno čerpadlo 9 s odvodem 7 znečištěné vody do externího čisticího zařízení a přívod 4 znečištěné vody z technologického zařízení.

Ve směru postupu obvodového proudu je v tangenciální komoře J_3 u vstupního výřezu 11 obvodové stěny 3 uspořádán prostředek 16 - tryska pro rotaci objemu skladované chladicí vody. Tryska je zásobena vodou z části výtlaku čerpadla 9 znečištěné vody a je v samočisticí nádrži 1 upevněna tak, aby její výstupní proud směřoval rovnoběžně s obvodovou stěnou 3 samočisticí nádrže 1.

Objem skladované vody rotuje v samočisticí nádrži i obvodovou rychlostí 1 m/s a tím pádem částice skla nebo kamení s měrnou hmotností přibližně 2,5 krát vyšší než je měrná hmotnost vody, které jsou obsažené ve vodě, jsou odstředivou silou seskupovány u stěny 3 samočisticí nádrže i, kde jsou v proudu unášeny tak dlouho, dokud nejsou s vodou nasáty čerpadlem 9 do odvodu 7 znečištěné vody.

-3 CZ 305337 B6

Ve středové oblasti samočisticí nádrže i se vyskytuje minimum částic pevného materiálu, takže lze chladicí vodu skladovanou ve střední oblasti samočisticí nádrže 1 považovat za čistou a tato technologická voda není závadná pro použití v přidružených technologických zařízeních.

Velikost výřezů 10 a J_L obvodové stěny 3 samočisticí nádrže 1 a dělicí přepážky 12 je vhodné určit podle velikosti úhlu α, β, γ jednotlivých kruhových výsečí, jejichž vrchol leží ve středu nádrže I, protože s měnícím se průměrem nádrže i se mění jejich velikost v jednotkách délky. V uvedeném příkladu provedení je velikost úhlů oc a β 26°, takže velikost šířky výřezů 10 a _U je 449 mm.

Průmyslová využitelnost

Samočisticí nádrž podle vynálezu lze využít v provozech, kde se používá ke chlazení opracovávaných materiálů technologická voda. Voda během zpracovávání materiálu, před odvedením zpět do zásobní nádrže, splavuje pevné odpadní částečky, které se v samočisticí nádrži neusazují, a tím lze samočisticí nádrž nepřetržitě používat. Provoz technologického zařízení se nezastavuje z důvodu čištění nádrže.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (16)

1. Samočisticí nádrž (1) pro nepřetržité skladování chladicí technologické vody s obsahem částic pevného materiálu sestávající z nepropustného dna (2) a obvodové stěny (3) je opatřena alespoň jedním přívodem (4) kapaliny a alespoň jedním odvodem (5) kapaliny připojeným k technologickému zařízení, alespoň jedním přívodem (6) kapaliny a alespoň jedním odvodem (7) kapaliny připojeným k čisticímu zařízení, přičemž je každý z odvodů (5, 7) opatřen alespoň jedním čerpadlem (8, 9), vyznačující se tím, že půdorys dna (2) nádrže (1) je v podstatě kruhového tvaru, k němuž náleží obvodová stěna (3) vykazující tangenciální komoru (13) mimo půdorys dna (2) nádrže (1) tvořenou dvěma tečnými stěnami (14) uspořádanými tečně k půdorysu dna (2) nádrže (1) a vzájemně spojenými ve vrcholu (15), na obvodu půdorysu dna (2) je vytvořena dělicí přepážka (12) uspořádaná proti vrcholu (15) tangenciální komory (13), která tvoří výstupní výřez (10) pro proudění kapaliny do tangenciální komory (13) a vstupní výřez (11) pro proudění kapaliny do samočisticí nádrže (1), přičemž přívod (6) a odvod (5) je zaústěn do středové oblasti samočisticí nádrže (1), a přívod (4) a odvod (7) je zaústěn do tangenciální komory (13), a současně je samočisticí nádrž (1) opatřena alespoň jedním prostředkem (16) pro rotaci objemu skladované chladicí technologické vody v samočisticí nádrži (1).

2. Samočisticí nádrž podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředek (16) pro rotaci objemu skladované chladicí technologické vody je uspořádán v oblasti tangenciální komory (13) a je tvořen tryskou vystupující z čerpadla (9), jejíž výstup je usměrněn rovnoběžně s obvodovou stěnou (3) samočisticí nádrže (1) směrem z tangenciální komory (13) do samočisticí nádrže (1).

3. Samočisticí nádrž podle nároku 2, vyznačující se tím, že půdorys dna (2) a obvodové stěny (3) je rozdělen na jednotlivé kruhové výseče svírající úhly (α, β, γ), přičemž velikost výstupního výřezu (10) obvodové stěny (3) je určena obloukovým úhlem (a), velikost vstupního výřezu (11) obvodové stěny (3) je určena obloukovým úhlem (β) a velikost dělicí přepážky (12) je určena velikostí úhlu (γ).

-4CZ 305337 B6

4. Samočisticí nádrž podle alespoň jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že čerpadlo (8) odvodu (5) je uspořádáno ve středu samočisticí nádrže (1) a čerpadlo (9) odvodu (7) je uspořádáno v tangenciální komoře (13).

5. Samočisticí nádrž podle alespoň jednoho z nároků laž4, vyznačující se tím, že vrchol (15) spojení tečných stěn (14) tangenciální komory (13) je opatřen zaoblením a velikost úhlů (α, β) vymezujících velikost výřezů (10, 11) obvodové stěny (3) je si rovna.

6. Samočisticí nádrž podle nároku 2, vyznačující se tím, že rychlost rotace objemu skladované chladicí technologické vody v rozmezí od 0,5 do 2 m/s.

7. Samočisticí nádrž podle alespoň jednoho z nároků laž6, vyznačující se tím, že velikost průměru dna (2) samočisticí nádrže (1) je v rozmezí od 1 do 4 m.

8. Samočisticí nádrž podle alespoň jednoho z nároků laž7, vyznačující se tím, že je opatřena bezpečnostním krytem.

9. Samočisticí nádrž podle alespoň jednoho z nároků laž8, vyznačující se tím, že dno (2) a stěna (3) samočisticí nádrže (1) jsou vyrobeny z materiálu ze skupiny umělá hmota, ocel, nerezová ocel, přičemž jsou opatřeny povrchovou úpravou ze skupiny lak, laminát, nebo pogumování.

2 výkresy

Přehled vztahových značek:

1 samočisticí nádrž

2 nepropustné dno samočisticí nádrže

3 obvodová stěna samočisticí nádrže

4 přívod chladicí kapaliny z technologického zařízení

5 odvod chladicí kapaliny do technologického zařízení

6 přívod vyčištěné kapaliny z čisticího zařízení

7 odvod znečištěné kapaliny do čisticího zařízení

8 čerpadlo odvodu chladicí kapaliny do technologického zařízení

9 čerpadlo odvodu znečištěné kapaliny do čisticího zařízení

10 výstupní výřez obvodové stěny

11 vstupní výřez obvodové stěny

12 dělicí přepážka mezi samočisticí nádrží a tangenciální komorou

13 tangenciální komora

14 tečná stěna

15 vrchol propojení tečných stěn tangenciální komory

16 prostředek (tryska) pro rotaci objemu skladované chladicí vody a úhel kruhové výseče pro určení velikosti výstupního výřezu obvodové stěny β úhel kruhové výseče pro určení velikosti vstupního výřezu obvodové stěny γ úhel kruhové výseče pro určení velikosti dělicí přepážky