RU192851U1 - FILTER-DIPPER - Google Patents
FILTER-DIPPER Download PDFInfo
- Publication number
- RU192851U1 RU192851U1 RU2019120499U RU2019120499U RU192851U1 RU 192851 U1 RU192851 U1 RU 192851U1 RU 2019120499 U RU2019120499 U RU 2019120499U RU 2019120499 U RU2019120499 U RU 2019120499U RU 192851 U1 RU192851 U1 RU 192851U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- water
- housing
- filter according
- around
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D43/00—Separating particles from liquids, or liquids from solids, otherwise than by sedimentation or filtration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
- F16L55/24—Preventing accumulation of dirt or other matter in the pipes, e.g. by traps, by strainers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Filtration Of Liquid (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области очистки воды и может быть использована при разработке конструкций фильтров-грязевиков инерционно-гравитационного типа. Техническим результатом является обеспечение более полного отведения механических примесей и повышение степени очистки воды. Фильтр-грязевик содержит вертикальный цилиндрический корпус, входной и выходной патрубки. Корпус снабжен крышкой и днищем. Входной патрубок установлен тангенциально к корпусу. В корпусе соосно установлена труба, нижний конец которой снабжен выходным патрубком, а верхний конец закрыт крышкой. Между крышкой корпуса и крышкой, закрывающей верхний конец трубы, установлена тарелка. Вдоль трубы установлены по меньшей мере три водонаправляющих элемента, каждый из которых расположен вокруг трубы и выполнен расширяющимся книзу. Под каждым водонаправляющим элементом расположено соединенное с ним кольцо. На участках трубы, перекрытых водонаправляющими элементами, выполнены сквозные отверстия. Вокруг колец водонаправляющих элементов установлены направляющие лопатки. Под каждым водонаправляющим элементом вокруг трубы установлена тарелка, расширяющаяся кверху, больший диаметр которой меньше диаметра водонаправляющего элемента. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to the field of water purification and can be used in the design of inertial-gravity type mud filters. The technical result is to ensure a more complete removal of mechanical impurities and increase the degree of water purification. The mud filter contains a vertical cylindrical housing, inlet and outlet nozzles. The housing is equipped with a cover and a bottom. The inlet pipe is installed tangentially to the housing. A pipe is coaxially mounted in the housing, the lower end of which is equipped with an outlet pipe, and the upper end is closed by a lid. A plate is installed between the housing cover and the cover covering the upper end of the pipe. At least three water-guiding elements are installed along the pipe, each of which is located around the pipe and is made expanding downward. Under each water guide element is a ring connected to it. Through-holes are made in pipe sections blocked by water-guiding elements. Around the rings of the water guide elements, guide vanes are installed. Under each water guide element, a plate is installed around the pipe, expanding upwards, the larger diameter of which is smaller than the diameter of the water guide element. 12 s.p. f-ly, 2 ill.
Description
Полезная модель относится к области безреагентной очистки воды, а именно к вспомогательным устройствам трубопроводов - к фильтрам, обеспечивающим предотвращение накопления загрязнений или отложений в трубах, и предназначена для эффективной очистки различных технологических потоков воды (сетевой, подпиточной, оборотной, сточной и т.п.) от механических примесей, а также взвешенных и всплывающих веществ.The utility model relates to the field of non-reagent water purification, namely to auxiliary devices of pipelines - to filters that prevent the accumulation of contaminants or deposits in pipes, and is intended for the effective purification of various technological water flows (mains, make-up, recycled, waste, etc. ) from mechanical impurities, as well as suspended and floating substances.
Полезная модель может быть использована при разработке конструкций фильтров-грязевиков, принцип действия которых основан на использовании сочетания сил гравитации и инерции, а также центробежной силы для улавливания частиц загрязнений в фильтре.The utility model can be used in the development of mud filter constructions, the principle of which is based on the use of a combination of gravitational and inertial forces, as well as centrifugal force to trap contaminant particles in the filter.
Инерционно-гравитационные фильтры-грязевики не имеют сеток или фильтрующих материалов, поэтому, в отличие от сетчатых фильтров, очистка воды от механических примесей ведется в непрерывном режиме, не сопровождается нарастанием гидравлического сопротивления по мере накопления уловленного шлама, а удаление накопленных загрязнений производится без остановки работы аппарата для его разборки и очистки. Кроме того, инерционно-гравитационные фильтры не боятся попадания крупных и твердых загрязнений (гравия, камешков и т.п.) с потоком воды, так как не имеют сеток, которые указанные загрязнения могут повредить.Inertial-gravity dirt filters do not have grids or filter materials, therefore, unlike strainers, water purification from mechanical impurities is carried out continuously, it is not accompanied by an increase in hydraulic resistance as accumulated sludge is accumulated, and accumulated contaminants are removed without stopping work apparatus for disassembling and cleaning it. In addition, inertia-gravity filters are not afraid of large and solid contaminants (gravel, pebbles, etc.) getting into the water stream, since they do not have nets that can cause these pollution.
В настоящее время фильтры-грязевики инерционно-гравитационного типа широко востребованы на различных промышленных предприятиях для очистки воды, на котельных и тепловых сетях для очистки сетевой и подпиточной воды, при промывке тепловых сетей, в оборотных системах водоснабжения, перед очистными сооружениями в качестве первой ступени очистки воды и т.д. При этом к фильтрам предъявляются все более высокие требования по степени очистки воды. Однако высокие скорости потока при работе фильтра, турбулентность потока и другие факторы препятствуют отведению механических примесей (загрязнений) из очищаемого потока при работе фильтра-грязевика, в связи с чем российские и зарубежные компании, специализирующиеся на разработке и производстве фильтров, постоянно совершенствуют конструкции фильтров, разрабатывая технические решения, направленные, в частности, на создание ламинарного режима течения, уменьшение скорости потока, создание центробежной силы, действующей на поток и находящиеся в нем частицы механических примесей, что в результате обеспечивает повышение эффективности очистки воды.Currently, inertial-gravity type mud filters are widely demanded at various industrial enterprises for water treatment, in boiler rooms and heating networks for cleaning network and makeup water, during washing of heating networks, in reverse water supply systems, before treatment facilities as the first stage of treatment water etc. At the same time, increasingly high demands are placed on the filters according to the degree of water purification. However, high flow rates during filter operation, turbulence of the stream and other factors impede the removal of mechanical impurities (contaminants) from the cleaned stream during the operation of the dirt filter, and therefore Russian and foreign companies specializing in the design and manufacture of filters are constantly improving filter designs, developing technical solutions aimed, in particular, at creating a laminar flow regime, reducing the flow velocity, creating a centrifugal force acting on the flow and finding particles of mechanical impurities contained in it, which as a result provides an increase in the efficiency of water purification.
Известно устройство для фильтрации воды [патент № GB 2302290 A, МПК B01D21/02, дата публ. 15.01.1997], содержащее сосуд (резервуар) для осаждения твердых частиц, крышку, основание, а также отстойник. образованный на дне сосуда, для приема осажденных загрязнений. Водозаборная впускная труба входит в сосуд через основание, а ее верхний конец находится в центральной зоне сосуда. Впускная труба окружена промежуточной приемной камерой (приемником) в виде вертикальной трубы, нижний конец которой образует выпускное отверстие, выходящее внутрь сосуда. В сосуде установлены перфорированные пластины, объем между которыми заполнен фильтрующей средой. При работе фильтруемая вода закачивается через впускную трубу (снизу), выходит из впускной трубы, попадает в промежуточную приемную камеру и замедляется, когда проходит через промежуточную приемную камеру, которая имеет большую площадь поперечного сечения, чем впускная труба. Вода снова замедляется, когда она выходит из промежуточной камеры через выпускное отверстие в основную камеру сосуда (в сосуд), и медленно движущаяся вода направляется конической перегородкой (конической водонаправляющей поверхностью) к отстойнику, где осаждаются твердые частицы, и поднимается вверх, проходя через фильтрующую среду, обеспечивающую дополнительную очистку. Очищенная вода выходит из выпускных отверстий вверху сосуда. Недостатком известного технического решения является недостаточная степень очистки потока путем осаждения механических частиц под действие сил гравитации и инерции, что обуславливает необходимость дополнительной очистки и включение в конструкцию аппарата фильтрующей среды, требующей периодической замены. Кроме того, в известной конструкции не предусмотрено наличие дренажных выпускных патрубков для отвода механических загрязнений.A device for filtering water is known [patent No. GB 2302290 A, IPC B01D21 / 02, date publ. 01/15/1997] containing a vessel (reservoir) for the deposition of solid particles, a lid, a base, as well as a sump. formed at the bottom of the vessel to receive precipitated contaminants. A water inlet pipe enters the vessel through the base, and its upper end is in the central zone of the vessel. The inlet pipe is surrounded by an intermediate receiving chamber (receiver) in the form of a vertical pipe, the lower end of which forms an outlet opening that extends into the vessel. Perforated plates are installed in the vessel, the volume between which is filled with a filter medium. During operation, filtered water is pumped through the inlet pipe (bottom), exits the inlet pipe, enters the intermediate intake chamber and slows down when it passes through the intermediate intake chamber, which has a larger cross-sectional area than the inlet pipe. Water slows down again when it leaves the intermediate chamber through the outlet in the main chamber of the vessel (into the vessel), and the slowly moving water is guided by a conical septum (conical water-guiding surface) to the sump, where solid particles are deposited, and rises upward, passing through the filtering medium providing additional cleaning. Purified water leaves the outlet at the top of the vessel. A disadvantage of the known technical solution is the insufficient degree of purification of the flow by deposition of mechanical particles under the action of gravitational and inertial forces, which necessitates additional cleaning and the inclusion in the design of the apparatus of a filter medium that requires periodic replacement. In addition, the known design does not provide for the presence of drainage exhaust pipes for the removal of mechanical impurities.
Известен грязевик [а.с. СССР № SU 11662631 А1, МПК В01D45/08, F16L55/24, дата публ. 15.07.1991], относящийся к оборудованию для очистки теплоносителя от загрязнений. Грязевик содержит вертикально размещенный корпус, входной патрубок, выходной патрубок, патрубки для слива отстоя. В корпусе размещена центральная труба с отбойным конусом на её верхнем торце, снабженная тарелками и прорезями, причем площадь прорезей, образующие и глубины тарелок уменьшаются по ходу движения теплоносителя. В грязевике механические частицы загрязнений выпадают в процессе поворота потоков на 180º вокруг образующих тарелок под действием гравитационной (сила тяжести) и выталкивающей (архимедовой) сил. Этой разности сил противодействует сила сопротивления среды, которая значительно уменьшается под тарелками вследствие создания благодаря выполнению прорезей в полостях тарелок ламинарного режима течения. Однако, в известном техническом решении не предусмотрена возможность удаления всплывающих загрязнений.Known mud collector [a.s. USSR No. SU 11662631 A1, IPC B01D45 / 08, F16L55 / 24, date publ. 07/15/1991] relating to equipment for cleaning the coolant from pollution. The sump contains a vertically placed housing, an inlet pipe, an outlet pipe, pipes for draining sludge. A central tube with a bump cone at its upper end is placed in the casing, equipped with plates and slots, and the area of the slots, the generators and the depths of the plates decrease along the heat carrier. In a mud sump, mechanical particles of contaminants fall out in the process of 180 ° rotation of flows around the forming plates under the influence of gravitational (gravity) and buoyant (Archimedean) forces. This force difference is counteracted by the resistance force of the medium, which decreases significantly under the plates due to the creation of a laminar flow regime due to the slotting in the plate cavities. However, the known technical solution does not provide for the possibility of removing pop-up contaminants.
Известны устройства для регулирования направления потока текучей среды в фильтрующих аппаратах с целью улучшения распределения входного потока, в частности, диффузор [пат.з. № US 2016038856 A1, МПК B01D24/40, F16L55/24, дата публ. 11.02.2016], устанавливаемый на вход фильтра и представляющий собой модификатор потока, имеющий трубчатые, кольцевые или конические концентрические лопатки. Лопатки обеспечивают улучшение распределения потока в фильтрующем аппарате, что оказывает позитивное влияние на качество очистки жидкости фильтром.Known devices for controlling the direction of fluid flow in filtering apparatuses with the aim of improving the distribution of the input stream, in particular, a diffuser [pat. No. US 2016038856 A1, IPC B01D24 / 40, F16L55 / 24, date publ. 02/11/2016] installed at the inlet of the filter and representing a flow modifier having tubular, annular or conical concentric vanes. The blades provide improved flow distribution in the filter apparatus, which has a positive effect on the quality of the liquid cleaning filter.
Например, известен грязевик [а.с. СССР № SU 1682714 А1, МПК F16L55/24, дата публ. 07.10.1991], конструкция которого содержит распределитель потока рабочей среды, выполненный в виде конических лопаток, что обеспечивает более ламинарный режим течения потока (равномерное распределение механических загрязнений) и более медленный рост гидравлического сопротивления грязевика. Также известен фильтр-грязевик инерционный центробежно-гравитационный с тангенциальным входом [патент № RU 131645 U1, МПК В01D43/00, F16L55/24, дата публ. 27.08.2013], который содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус с верхней и нижней крышками, входной и выходной патрубки, 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. 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. На расширяющейся части (водонаправляющей поверхности в виде усеченного конуса) внутренней вертикальной трубы установлены наклонные лопатки для направления потока жидкости. Фильтр установлен на четырех профильных металлических опорах. Поток поступает внутрь корпуса через входной патрубок, проходит через узкий участок между стенками корпуса и расширяющейся водонаправляющей поверхностью, ускоряясь и закручиваясь посредством наклонных лопаток, попадает в отстойную зону фильтра, где происходит выпадение примесей, затем поток поворачивается на 180° и через вертикальную трубу и выходной патрубок выходит из фильтра. Однако, анализ известного технического решения показал, что выполнение только одного расширяющегося участка трубы (выполненного в виде усеченного конуса) с установленными лопатками недостаточно для эффективного снижения скорости потока, вследствие чего весь поток имеет высокие скорости движения, что создает избыточную турбулентность. Слои загрязненной и очищенной воды находятся в постоянном смешении, что способствует попаданию мелкодисперсных загрязнений (размер которых менее 0,1 мм) в отводной поток.For example, the mud collector is known [a.s. USSR No. SU 1682714 A1, IPC F16L55 / 24, date publ. 10/07/1991], the design of which contains a distributor of the flow of the working medium, made in the form of conical blades, which provides a more laminar flow pattern (uniform distribution of mechanical impurities) and a slower increase in hydraulic resistance of the sump. An inertial centrifugal-gravity inertial filter with tangential inlet is also known [patent No. RU 131645 U1, IPC B01D43 / 00, F16L55 / 24, date publ. 08.27.2013], which contains a vertically arranged cylindrical body with upper and lower covers, inlet and outlet nozzles, the upper cover contains a drainage pipe to remove pop-up contaminants and an air cushion, and a pipe with a crane is installed in the bottom cover along the filter axis for periodic removal of detainees impurities. The inlet pipe is located tangentially with respect to the filter housing and at an angle to the vertical axis of the housing. The outlet pipe is installed vertically above the upper housing cover and is made L-shaped for lateral water drainage. On the expanding part (the water-guiding surface in the form of a truncated cone) of the inner vertical pipe, inclined vanes are installed to direct the fluid flow. The filter is mounted on four profile metal supports. The flow enters the housing through the inlet pipe, passes through a narrow section between the walls of the housing and the expanding water-guiding surface, accelerating and twisting by means of inclined vanes, enters the settling zone of the filter, where impurities fall out, then the flow rotates through 180 ° through the vertical pipe and the outlet the nozzle exits the filter. However, the analysis of the known technical solution showed that the execution of only one expanding section of the pipe (made in the form of a truncated cone) with installed blades is not enough to effectively reduce the flow rate, as a result of which the entire flow has high speeds, which creates excessive turbulence. The layers of contaminated and purified water are constantly mixed, which contributes to the ingress of finely dispersed contaminants (whose size is less than 0.1 mm) into the by-pass stream.
Известен фильтр-грязевик вертикальный инерционный [патент № RU 115037 U1, МПК F16L55/24, дата публ. 20.04.2012], который представляет собой напорный вертикальный цилиндрический аппарат, содержащий цилиндрический корпус с верхним и нижним днищем. Аппарат установлен на опорах, в корпусе имеется люк-лаз для осмотра и ремонта аппарата. В верхнее днище вмонтирован входной патрубок для подвода воды, а также установлены дренажные патрубки для удаления всплывающих загрязнений и воздушной подушки. В нижнее днище вварены патрубки для удаления задержанных примесей. В нижней части корпуса установлен выходной патрубок для отвода очищенной воды. Верхняя часть выходного патрубка выполнена как отрезок трубы, вертикально расположенный внутри корпуса соосно входному патрубку. В стенках трубы образованы три перфорированных участка, выполненных в виде горизонтально расположенных рядов сквозных отверстий. Суммарная площадь сквозных отверстий каждого участка рассчитывается так, чтобы обеспечить максимально эффективное улавливание загрязнений. Верхний конец трубы расположен под входным патрубком и снабжен коническим отбойным козырьком. Вдоль трубы между ней и цилиндрическим корпусом в зонах расположения перфорированных участков установлены конусообразные расширяющиеся книзу элементы. Под каждым элементом вдоль трубы дополнительно установлено по одному конусообразному расширяющемуся кверху (перевернутому) элементу. Наибольший диаметр каждого конусообразного элемента, расположенного над перевернутым элементом, превышает наибольший диаметр перевернутого конусообразного элемента.Known filter sump vertical inertia [patent No. RU 115037 U1, IPC F16L55 / 24, date publ. 04/20/2012], which is a vertical pressure cylindrical apparatus containing a cylindrical body with an upper and lower bottom. The device is mounted on supports, in the case there is a manhole for inspection and repair of the device. An inlet pipe for supplying water is mounted in the upper bottom, and drainage pipes are installed to remove pop-up contaminants and an air cushion. Pipes are welded into the bottom to remove trapped impurities. An outlet pipe is installed in the lower part of the housing for the removal of purified water. The upper part of the outlet pipe is made as a pipe segment vertically located inside the housing coaxially with the inlet pipe. Three perforated sections formed in the form of horizontally arranged rows of through holes are formed in the walls of the pipe. The total area of the through holes of each section is calculated so as to ensure the most efficient capture of contaminants. The upper end of the pipe is located under the inlet pipe and is equipped with a conical bump visor. Along the pipe between it and the cylindrical body in the zones where the perforated sections are located, cone-shaped elements expanding downward are installed. Under each element along the pipe, one cone-shaped element expanding upside down (inverted) is additionally installed. The largest diameter of each conical element located above the inverted element exceeds the largest diameter of the inverted conical element.
Также известен фильтр-грязевик вертикальный инерционный (ФГВИ) [патент № RU 115038 U1, МПК F16L55/24, дата публ. 20.04.2012], содержащий вертикально расположенный цилиндрический корпус с верхним и нижним днищами, а также с входным и выходным патрубками, при этом часть выходного патрубка выполнена как вертикально расположенный внутри корпуса отрезок трубы, в стенках которой образованы перфорированные участки в виде горизонтально расположенных рядов сквозных отверстий, причем верхний конец трубы расположен под входным патрубком и снабжен коническим отбойным козырьком, а вдоль трубы между ней и цилиндрическим корпусом в зонах расположения перфорированных участков размещены конусообразные расширяющиеся книзу элементы, отличающийся тем, выходной патрубок выполнен L-образной формы для возможности бокового отвода очищенной воды, а под каждым конусообразным элементом вдоль трубы установлены конусообразные расширяющиеся кверху (перевернутые) элементы, причем максимальный диаметр каждого конусообразного расширяющегося книзу элемента превышает максимальный диаметр расположенного под ним конусообразного расширяющегося кверху элемента.Also known is a vertical inertial dirt filter (FGVI) [patent No. RU 115038 U1, IPC F16L55 / 24, date publ. 04/20/2012], containing a vertically arranged cylindrical body with upper and lower bottoms, as well as with inlet and outlet nozzles, while part of the outlet nozzle is made as a pipe segment vertically located inside the housing, in the walls of which perforated sections are formed in the form of horizontally arranged rows of through holes, and the upper end of the pipe is located under the inlet pipe and is equipped with a conical bump visor, and along the pipe between it and the cylindrical body in the areas of perforation sections, cone-shaped elements expanding downward are arranged, characterized in that the outlet pipe is L-shaped for lateral drainage of purified water, and cone-shaped elements expanding upward (inverted) are installed along each pipe along the pipe, and the maximum diameter of each cone-shaped element expanding downward is the maximum diameter of the cone-shaped element expanding upwards located under it.
В описанных выше фильтрах по патентам №№ RU115037U1, RU115038U1 пространство между образующими конусообразных элементов (расширяющихся книзу) и центральной вертикальной трубой обеспечивает ламинарный режим движения среды, обеспечивающий более высокую степень очистки воды. Перевернутые конусообразные элементы, находящиеся под указанными выше конусообразными элементами, обеспечивают дополнительное распределение водных потоков с целью более полного отведения механических примесей от перфорированных участков. Отделение загрязнений происходит в результате сочетания сил гравитации при движении потока сверху вниз, а также инерции при снижении скорости потока и изменении направления его движения. Однако в качестве недостатка описанных выше фильтров следует отметить отсутствие тангенциально расположенного входного патрубка, что исключает придание вращательного движения потоку жидкости и тем самым снижает эффективность отделения частиц загрязнений за счет центробежной силы.In the filters described above for patents No. RU115037U1, RU115038U1, the space between the generatrices of the cone-shaped elements (expanding downward) and the central vertical pipe provides a laminar flow regime of the medium, which provides a higher degree of water purification. Inverted cone-shaped elements located under the above-mentioned cone-shaped elements provide an additional distribution of water flows in order to more completely remove mechanical impurities from the perforated sections. The separation of contaminants occurs as a result of a combination of gravitational forces when the flow moves from top to bottom, as well as inertia when the flow velocity decreases and its direction of movement changes. However, as a disadvantage of the filters described above, the absence of a tangentially located inlet pipe should be noted, which eliminates the imparting of rotational motion to the fluid flow and thereby reduces the efficiency of separation of contaminant particles due to centrifugal force.
Также следует отметить, что в технических решениях, известных из уровня техники, не реализована вся совокупность известных конструктивных мероприятий, направленных на повышение степени очистки воды.It should also be noted that in technical solutions known from the prior art, the entire set of known design measures aimed at increasing the degree of water purification is not implemented.
В качестве технического решения (прототипа), конструктивно наиболее близкого к заявляемой полезной модели, предлагается «Устройство для очистки жидких сред от примесей» [патент № RU 120577 U1, МПК B01D43/00, дата публ. 27.09.2012], предназначенное для удаления из основного потока тяжелых и легких фракций загрязнений и направленное на увеличение эффективности очистки воды. As a technical solution (prototype), structurally closest to the claimed utility model, the proposed device for cleaning liquid media from impurities "[patent No. RU 120577 U1, IPC B01D43 / 00, date publ. 09/27/2012], designed to remove heavy and light fractions of contaminants from the main stream and aimed at increasing the efficiency of water treatment.
Устройство для очистки жидких сред (воды) от примесей представляет собой фильтр-грязевик, содержащий вертикально расположенный цилиндрический корпус с крышкой и днищем, очистные (дренажные) патрубки, входной патрубок, заглубленный в корпус, и выходной патрубок, установленный в днище корпуса и расположенный по оси корпуса. Также по вертикальной оси корпуса в корпусе установлена труба, жестко соединенная с выходным патрубком. Входной патрубок выполнен в виде трубы, установленной тангенциально корпусу, введенной внутрь корпуса сбоку и имеющей сужающееся (по сравнению с входным) выходное сечение, обеспечивающее подачу входной струи, по форме приближенной к плоской. Другой, противоположный, верхний, конец трубы закрыт отбойной водонаправляющей поверхностью (крышкой), форма которой позволяет воде двигаться по ней в сторону дна. На трубе, вокруг нее, по ее длине установлены водонаправляющие поверхности (водонаправляющие элементы), форма которых позволяет воде скатываться по ним в сторону дна, а именно, водонаправляющие элементы могут быть выполнены, например, в форме усеченного конуса или, например, чашеобразной формы (т.е. образующая поверхности представляет собой дугу). Каждый водонаправляющий элемент своей широкой, нижней, частью соединен с кольцевым элементом, представляющим собой цилиндрическую обечайку. На участках трубы, перекрытых водонаправляющими элементами, выполнены сквозные отверстия в виде продольных прорезей. Прорези могут быть выполнены с длиной, уменьшающейся последовательно в направлении от входного патрубка к выходному, т.е. сверху вниз. В верхней части корпуса сформирована камера между верхней крышкой и установленным под ней усеченным конусом (тарелкой), т.е. расширяющийся кверху усеченный конус (тарелка) установлен между крышкой корпуса и отбойной водонаправляющей поверхностью, закрывающей верхней конец центральной осевой трубы. Камера снабжена очистным патрубком, расположенным в верхней точке корпуса. В днище корпуса установлены очистные патрубки для удаления грязи. A device for cleaning liquid media (water) from impurities is a dirt filter containing a vertically arranged cylindrical body with a cover and a bottom, treatment (drainage) pipes, an inlet pipe buried in the body, and an outlet pipe installed in the bottom of the body and located on body axis. Also along the vertical axis of the housing in the housing is a pipe rigidly connected to the outlet pipe. The inlet pipe is made in the form of a pipe mounted tangentially to the body, introduced into the side of the body and having a tapering (in comparison with the inlet) outlet section, providing an input jet supply, in a shape close to flat. The other, opposite, upper end of the pipe is closed by a water-guiding surface (cover), the shape of which allows water to move along it towards the bottom. On the pipe, around it, along its length, water-guiding surfaces (water-guiding elements) are installed, the shape of which allows water to slide along them towards the bottom, namely, the water-guiding elements can be made, for example, in the form of a truncated cone or, for example, a cup-shaped ( i.e. the surface generatrix is an arc). Each water-guiding element with its wide, lower part is connected to the annular element, which is a cylindrical shell. Through-out openings in the form of longitudinal slots are made in pipe sections covered by water-guiding elements. The slots can be made with a length decreasing sequentially in the direction from the inlet to the outlet, i.e. top down. A chamber is formed in the upper part of the housing between the upper cover and the truncated cone (plate) mounted under it, i.e. a truncated cone expanding upwards (plate) is installed between the housing cover and the baffle water-guiding surface that covers the upper end of the central axial pipe. The camera is equipped with a treatment pipe located at the upper point of the housing. At the bottom of the casing, cleaning pipes are installed to remove dirt.
Поток воды (жидкости) поступает через тангенциально расположенный входной патрубок в корпус, получая при этом вращательное движение. При этом происходит выделение из поступающего потока газов и легко всплывающих частиц, которые, поднимаясь, собираются над тарелкой в верхней камере, где движение потока затухает. Скопившиеся в верхней камере над тарелкой загрязнения периодически удаляют через дренажный патрубок, выполненный в крышке корпуса. Вращающийся за счет инерции поток жидкости опускается вниз, двигаясь по водонаправляющим поверхностям и проходя в кольцевых зазорах между корпусом и обечайками, при этом частицы загрязнений отбрасываются на периферию потока к внутренней стенке корпуса и начинают оседать вниз, поток жидкости разделяется: одна часть потока, содержащая уже очищенную жидкость, совершая поворот на 180°, поступает под водонаправляющую поверхность и уходит через продольные прорези в центральную осевую трубу, а другая часть потока, содержащая еще неочищенную жидкость, продолжает нисходящее вращательное движение. Частицы загрязнений продолжают концентрироваться у внутренней стенки корпуса и осаждаются на днище корпуса, где накапливаются и периодически удаляются через дренажные очистные патрубки для удаления грязи. Таким образом, частицы тяжелых загрязнений отделяются от жидкости в процессе вращения нисходящего потока среды и поворота потока на 180° под каждую водонаправляющую поверхность и осаждаются вниз под действием гравитации, инерции, а также в результате действия центробежной силы, а очищенная жидкость из центральной осевой трубы отводится наружу через выходной патрубок. Под водонаправляющими поверхностями создаются условия для ламинарного режима течения потока, при этом под каждым из последующих водонаправляющих элементов скорость потока уменьшается, что повышает степень очистки воды.The flow of water (liquid) enters through the tangentially located inlet pipe into the housing, while receiving a rotational movement. In this case, gases and easily floating particles are released from the incoming flow, which, rising, are collected above the plate in the upper chamber, where the flow motion damps. Accumulations accumulated in the upper chamber above the plate are periodically removed through a drain pipe made in the housing cover. Rotating due to inertia, the fluid flow drops downward, moving along the water-guiding surfaces and passing in the annular gaps between the housing and the shells, while the particles of contaminants are thrown to the periphery of the flow to the inner wall of the housing and begin to settle down, the fluid flow is divided: one part of the flow containing the purified liquid, turning 180 °, enters under the water-guiding surface and leaves through the longitudinal slots in the central axial tube, and the other part of the stream, containing still untreated dkost continues downward rotational movement. Particles of contamination continue to concentrate at the inner wall of the casing and settle on the bottom of the casing, where they accumulate and periodically are removed through drainage treatment pipes to remove dirt. Thus, particles of heavy contaminants are separated from the liquid during the rotation of the downward flow of the medium and rotation of the flow through 180 ° under each water-guiding surface and are deposited downward by gravity, inertia, and also as a result of the action of centrifugal force, and the purified liquid is discharged from the central axial pipe out through the outlet pipe. Under the water-guiding surfaces, conditions are created for the laminar flow pattern, while under each of the subsequent water-guiding elements the flow velocity decreases, which increases the degree of water purification.
Однако, следует отметить, что в известном техническом решении не предусмотрено выполнение ряда конструктивных мероприятий, направленных на повышение эффективности разделения очищенных и загрязненных слоев потока за счет более полного отведения механических примесей из очищаемого потока воды, а именноHowever, it should be noted that the known technical solution does not provide for the implementation of a number of design measures aimed at improving the efficiency of separation of cleaned and contaminated layers of the stream due to a more complete removal of mechanical impurities from the cleaned water stream, namely
не предусмотрена установка направляющих лопаток, обеспечивающих центробежную принудительную направленность потока вниз и увеличение центробежной силы, воздействующей на поток и содержащиеся в нем частицы;installation of guide vanes providing centrifugal forced directivity of the downward flow and increase in centrifugal force acting on the flow and particles contained therein is not provided;
не предусмотрена установка расширяющейся кверху тарелки под каждым водонаправляющим элементом (расположенным вокруг перфорированного участка трубы), предназначенной для отвода турбулентных потоков от указанного участка трубы.it is not intended to install a plate expanding upwards under each water guide element (located around the perforated pipe section), designed to divert turbulent flows from the specified pipe section.
Также следует отметить, что выполнение в известном техническом решении сужающегося входного патрубка, обеспечивающего подачу входной струи, по форме приближенной к плоской, при работе фильтра приводит к формированию неоднородного потока и увеличению его турбулентности.It should also be noted that the implementation in a known technical solution of a tapering inlet nozzle providing an inlet jet in a shape close to flat, when the filter is in operation, leads to the formation of an inhomogeneous flow and an increase in its turbulence.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности разделения очищенных и загрязненных слоев потока воды за счет более полного отведения механических примесей из очищаемого потока при работе фильтра-грязевика, а следовательно, и повышение степени очистки воды.The technical result, which is achieved by the claimed utility model, is to increase the efficiency of separation of cleaned and contaminated layers of the water stream due to a more complete removal of mechanical impurities from the cleaned stream during the operation of the dirt filter, and, consequently, increase the degree of water purification.
Для достижения указанного выше технического результата предлагается фильтр-грязевик, который содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус, входной и выходной патрубки. Корпус снабжен крышкой и днищем. Входной патрубок установлен тангенциально к корпусу. Внутри корпуса установлена труба, расположенная соосно корпусу, нижний конец трубы снабжен выходным патрубком, а верхний конец трубы закрыт крышкой. Между крышкой корпуса и крышкой, закрывающей верхний конец трубы, установлена тарелка. Вдоль трубы установлены по меньшей мере три водонаправляющих элемента, каждый из которых расположен вокруг трубы и выполнен расширяющимся книзу. Под каждым водонаправляющим элементом расположено кольцо, соединенное с нижней частью водонаправляющего элемента, под которым оно расположено. На участках трубы, вокруг которых установлены водонаправляющие элементы, выполнены сквозные отверстия. При этом согласно заявляемому техническому решению, вокруг кольца, соединенного с нижней частью верхнего, расположенного первым (по ходу движения потока), водонаправляющего элемента, в пространстве между стенкой корпуса и кольцом установлены направляющие лопатки, соединенные с кольцом, а под каждым водонаправляющим элементом вокруг трубы установлена тарелка, расширяющаяся кверху, причем больший диаметр водонаправляющего элемента превышает больший диаметр расположенной под данным водонаправляющим элементом тарелки.To achieve the above technical result, a dirt filter is proposed, which contains a vertically arranged cylindrical housing, inlet and outlet pipes. The housing is equipped with a cover and a bottom. The inlet pipe is installed tangentially to the housing. A pipe located coaxially to the body is installed inside the body, the lower end of the pipe is equipped with an outlet pipe, and the upper end of the pipe is closed by a lid. A plate is installed between the housing cover and the cover covering the upper end of the pipe. At least three water-guiding elements are installed along the pipe, each of which is located around the pipe and is made expanding downward. Under each water guide element there is a ring connected to the bottom of the water guide element, under which it is located. Through-holes are made in pipe sections around which water-guiding elements are installed. Moreover, according to the claimed technical solution, around the ring connected to the lower part of the upper, located first (in the direction of flow), water guide element, guide vanes are installed in the space between the body wall and the ring, connected to the ring, and under each water guide element around the pipe a plate is installed, expanding upward, and the larger diameter of the water guide element exceeds the larger diameter of the plate located under this water guide element.
Выполнение в заявляемой полезной модели, в отличие от прототипа, направляющих лопаток так, как описано выше, обеспечивает центробежную принудительную направленность потока вниз вдоль стенки корпуса и увеличение (за счет дополнительной раскрутки потока) центробежной силы, действующей на поток и содержащиеся в нем частицы механических примесей, в результате чего частицы механических примесей испытывают более интенсивное воздействие центробежной силы, прижимающей их к стенке корпуса, где турбулентность и скорость потока ниже (т.е. режим течения более ламинарный), вследствие чего частицы загрязнений не захватываются турбулентными вихрями в центральной зоне потока, а осаждаются вниз в накопительную зону.The implementation of the inventive utility model, in contrast to the prototype, of guide vanes as described above, provides centrifugal forced directivity of the flow down along the wall of the housing and an increase (due to the additional promotion of the flow) of the centrifugal force acting on the flow and particles of mechanical impurities contained in it As a result, particles of mechanical impurities experience a more intense effect of centrifugal force, which presses them against the wall of the body, where the turbulence and flow rate are lower (i.e., the mode echeniya more laminar), whereby dirt particles not captured by turbulent eddies in the central zone of the flow, and deposited down into the collection zone.
Также выполнение в заявляемой полезной модели, в отличие от прототипа, тарелок под каждым водонаправляющим элементом так, как описано выше, обеспечивает отвод турбулентных потоков загрязненной воды от участков трубы, где выполнены отверстия, что препятствует попаданию в очищенный поток взвешенных частиц, обеспечивает более эффективное разделение слоев очищенной и загрязненной воды, уменьшает турбулентность потока и улучшает гидродинамику очистки воды.Also, the implementation in the claimed utility model, unlike the prototype, of the plates under each water-guiding element, as described above, ensures the removal of turbulent flows of contaminated water from pipe sections where the holes are made, which prevents suspended particles from entering the cleaned stream, provides more efficient separation layers of purified and contaminated water, reduces flow turbulence and improves the hydrodynamics of water treatment.
Таким образом, выполнение в заявляемой полезной модели направляющих лопаток и тарелок, расширяющихся кверху и установленных под каждым водонаправляющим элементом, позволяет при работе фильтра осуществить, по сравнению с прототипом, более эффективное разделение очищенного и загрязненного потоков, а значит, и более полное отведение механических примесей из очищаемого потока, тем самым повысив степень очистки воды.Thus, the implementation in the claimed utility model of guide vanes and plates, expanding upward and installed under each water-guiding element, allows the filter to carry out, in comparison with the prototype, a more efficient separation of cleaned and contaminated streams, and, therefore, a more complete removal of mechanical impurities from the cleaned stream, thereby increasing the degree of water purification.
Также следует отметить, что результаты модельных и натурных испытания опытных образцов подтвердили существенное повышение степени очистки воды при выполнении трех и более участков трубы с выполненными сквозными отверстиями и с установленными вокруг них водонаправляющими элементами, так как в пространстве между поверхностью водонаправляющего элемента и трубой обеспечивается ламинарный режим течения потока, что положительно влияет на эффективность очистки. При выполнении одного или двух участков трубы с выполненными сквозными отверстиями не обеспечивается необходимая ламинарность потока. Количество участков с выполненными сквозными отверстиями, окруженных водонаправляющими элементами, определяется с учетом габаритных ограничений конструкции конкретного фильтра.It should also be noted that the results of model and full-scale tests of prototypes confirmed a significant increase in the degree of water purification when three or more pipe sections are made with through holes and water-guiding elements are installed around them, since a laminar regime is provided in the space between the surface of the water-guiding element and the pipe flow, which positively affects the cleaning efficiency. When performing one or two pipe sections with through holes made, the necessary laminar flow is not provided. The number of sections with through holes made, surrounded by water guiding elements, is determined taking into account the overall design limitations of a particular filter.
С целью упрощения монтажных работ входной патрубок может быть установлен под углом 90º к вертикальной оси корпуса с допустимым отклонением ±3º.In order to simplify installation work, the inlet pipe can be installed at an angle of 90º to the vertical axis of the housing with a tolerance of ± 3º.
В зависимости от компоновки оборудования по месту установки фильтра-грязевика выходной патрубок фильтра может быть расположен соосно трубе, что реализует отвод очищенной воды вертикально вниз. Также возможно выполнение, при котором ось выходного патрубка расположена под углом к вертикальной оси трубы (в частности, выходной патрубок может быть выполнен L-образным), что реализует боковой отвод очищенной воды. Следует отметить, что в зависимости от задач монтажа ось выходного патрубка может быть расположена под различными углами по отношению к оси входного патрубка, в том числе может быть расположена в направлении входного патрубка.Depending on the layout of the equipment at the installation site of the mud filter, the outlet pipe of the filter can be located coaxially to the pipe, which realizes the removal of purified water vertically downward. It is also possible to perform in which the axis of the outlet pipe is located at an angle to the vertical axis of the pipe (in particular, the outlet pipe can be made L-shaped), which implements a side drain of purified water. It should be noted that, depending on the installation tasks, the axis of the outlet pipe may be located at different angles with respect to the axis of the inlet pipe, including may be located in the direction of the inlet pipe.
С целью улучшения гидродинамики потока воды, поступающего в фильтр через входной патрубок, для формирования потока, плавно растекающегося по поперечному сечению корпуса, крышка, закрывающая верхний конец трубы, может быть выполнена в виде конического элемента, расширяющегося книзу.In order to improve the hydrodynamics of the flow of water entering the filter through the inlet pipe, to form a flow that flows smoothly over the cross section of the housing, the cover covering the upper end of the pipe can be made in the form of a conical element that extends downward.
С целью более эффективного сбора всплывающих наверх примесей и предотвращения их перемешивания с ниспадающим потоком воды тарелка, установленная между крышкой корпуса и крышкой, закрывающей верхний конец трубы, может быть выполнена в виде конуса, расширяющегося кверху. In order to more efficiently collect impurities that pop up and prevent them from mixing with a falling water stream, a plate installed between the housing cover and the cover covering the upper end of the pipe can be made in the form of a cone expanding upward.
Наиболее простым и технологичным выполнением водонаправляющих элементов и при этом обеспечивающим равномерное распределение движущегося вниз потока является выполнение каждого водонаправляющего элемента в виде усеченного конуса, расширяющегося книзу. The simplest and most technologically advanced implementation of the water guiding elements and at the same time ensuring uniform distribution of the downward flow is the execution of each water guiding element in the form of a truncated cone expanding downward.
Наиболее простым и технологичным выполнением кольца, соединенного с нижней частью водонаправляющего элемента, и при этом обеспечивающим наличие равномерного зазора между кольцом и корпусом фильтра является выполнение кольца, при котором оно представляет собой цилиндрическую обечайку. The simplest and most technologically advanced embodiment of a ring connected to the lower part of a water-guiding element, while ensuring a uniform gap between the ring and the filter housing, is a ring in which it is a cylindrical shell.
С целью дополнительного увеличения цетробежной силы, действующей на поток и содержащиеся в нем частицы механических примесей, вокруг каждого кольца, соединенного с нижней частью водонаправляющего элемента, находящегося ниже, чем расположенный первым водонаправляющий элемент, дополнительно могут быть установлены направляющие лопатки, соединенные со стенкой кольца, вокруг которого они установлены.In order to further increase the centrifugal force acting on the flow and particles of mechanical impurities contained therein, around each ring connected to the lower part of the water guide element located lower than the first water guide element, guide vanes connected to the ring wall can be additionally installed, around which they are mounted.
С целью создания оптимальной (наибольшей) центробежной силы, действующей на частицы механических примесей в направлении от центра наружу и обеспечивающей их прижим к стенке корпуса и осаждение вниз, направляющие лопатки могут быть установлены наклонно к вертикальной оси корпуса, при этом угол между вертикальной осью корпуса и поперечной осью каждой из направляющих лопаток составляет (45÷60)º. Результаты экспериментальных исследований опытных образцов при установке лопаток с углом наклона от 5º до 85º с шагом 5º показали, что именно в интервале от 45º до 60º происходит наиболее эффективное осаждение частиц примесей (по количеству отфильтрованного осадка). In order to create the optimal (greatest) centrifugal force acting on particles of mechanical impurities in the direction from the center to the outside and providing them with pressure against the housing wall and deposition downward, the guide vanes can be mounted obliquely to the vertical axis of the housing, while the angle between the vertical axis of the housing and the transverse axis of each of the guide vanes is (45 ÷ 60) º. The results of experimental studies of prototypes when installing blades with an angle of inclination from 5º to 85º with a step of 5º showed that it is in the range from 45º to 60º that the most efficient deposition of impurity particles occurs (by the amount of filtered sediment).
Наиболее простым и технологичным выполнением тарелки (расширяющейся кверху), установленной под водонаправляющим элементом, является ее выполнение в виде усеченного конуса. При этом тарелка установлена таким образом, что между внутренним диаметром меньшего основания усеченного конуса и поверхностью трубы имеется кольцевой зазор, что обеспечивает возможность выпадения вниз через этот зазор попавших на тарелку частиц механических примесей.The simplest and most technologically advanced embodiment of a plate (expanding upward) mounted under a water-guiding element is its execution in the form of a truncated cone. In this case, the plate is installed in such a way that there is an annular gap between the inner diameter of the smaller base of the truncated cone and the pipe surface, which makes it possible for particles of mechanical impurities to fall down through this gap.
С целью обеспечения возможности удаления всплывших наверх примесей, а также осевших вниз механических загрязнений соответственно в крышке корпуса и в днище корпуса выполнены дренажные патрубки.In order to ensure the possibility of removing impurities that have surfaced upward, as well as mechanical impurities that have settled down, drainage pipes are made in the housing cover and in the bottom of the housing, respectively.
С целью обеспечения уменьшения турбулентности потока воды и его скорости, способствующих разделению слоев загрязненной и очищенной воды, суммарная площадь сквозных отверстий, выполненных на каждом участке трубы, вокруг которого установлен водонаправляющий элемент, может последовательно уменьшается от верхнего участка к нижнему участку.In order to reduce the turbulence of the water flow and its speed, contributing to the separation of the layers of contaminated and purified water, the total area of through holes made in each section of the pipe around which the water guide element is installed can be gradually reduced from the upper section to the lower section.
Графические материалы содержат пример конкретного выполнения инерционно-гравитационного фильтра-грязевика.Graphic materials contain an example of a specific implementation of the inertial-gravity filter-sump.
На фиг. 1 представлено схематичное изображение общего вида фильтра-грязевика, с вырезом 1/4.In FIG. 1 is a schematic representation of a general view of a sump filter, with a 1/4 cut-out.
На фиг. 2 схематично представлено расположение направляющих лопаток.In FIG. 2 schematically shows the location of the guide vanes.
Фильтр-грязевик (фиг. 1) содержит вертикально расположенный цилиндрический корпус 1 с крышкой 2 и днищем 3. Корпус установлен на опорах 4. The mud filter (Fig. 1) contains a vertically arranged
Тангенциально к корпусу 1 подведен входной патрубок 5 для подачи потока воды, подлежащего очистке. При боковой тангенциальной подаче воды обеспечивается закручивание потока и появление центробежных сил, прижимающих частицы загрязнений к внутренней поверхности стенки корпуса фильтра. Оптимально, чтобы входной патрубок 5 был установлен под углом (90±3)º к вертикальной оси 7 корпуса 1, что обеспечивает технологичность и удобство монтажа фильтра по месту.
Внутри корпуса 1 установлена труба 8, предназначенная для сбора очищенной воды. Труба 8 расположена по вертикальной оси корпуса, нижний конец трубы снабжен выходным патрубком 9, по которому очищенная вода поступает во внешний трубопровод для дальнейшей очистки или подаче потребителю. В представленном примере выполнения фильтра-грязевика выходной патрубок 9 расположен под углом к трубе 8 для обеспечения бокового отвода очищенной воды. Также выходной патрубок может быть расположен по вертикальной оси 7 корпуса 1 (и соответственно, трубы 8). Расположение выходного патрубка 9 диктуется требованиями монтажа и выполнением внешнего участка трубопровода, присоединяемого к выходному патрубку. Inside the
На верхнем конце трубы 8 установлена крышка 10, закрывающая внутреннее пространство трубы 8. Крышка 10 выполнена в виде конического элемента, расширяющегося книзу, что обеспечивает плавное растекание вниз поступающего потока. Между крышкой 2 корпуса 1 и крышкой 10 установлена тарелка 11, обеспечивающая удержание всплывающих загрязнений и снижение турбулентности потока в пространстве под крышкой 2 корпуса. Тарелка 11 выполнена в виде расширяющегося кверху конуса, форма которого способствует лучшему удержанию всплывших загрязнений, для периодического отвода которых в крышке 2 корпуса 1 выполнен дренажный патрубок 12. Причем, между широкой частью тарелки (основанием конуса) и корпусом 1 фильтра имеется кольцевой зазор, чтобы всплывающие примеси попадали в пространство между тарелкой 11 и крышкой 2.At the upper end of the
Вдоль трубы 8 установлены водонаправляющие элементы 14 (в представленном примере выполнено три водонаправляющих элемента), каждый из которых расположен вокруг трубы 8 (соосно трубе) и выполнен в виде усеченного конуса, расширяющегося книзу, жестко соединенного с поверхностью трубы 8 (например, с помощью сварки). С нижней частью каждого водонаправляющего элемента 14 соединено кольцо 15 (также расположенное соосно трубе 8), выполненное, например, из полосы листового проката, торцы которой соединены с помощью сварки. Кольцо 15 может представлять собой цилиндрическую или коническую обечайку. В приведенном на фиг. 1 примере кольцо 15 выполнено в виде цилиндрической обечайки. Выполнение цилиндрической обечайки обеспечивает создание между стенкой 16 корпуса 1 и обечайкой 15 кольцевого зазора, в котором при работе фильтра формируется нисходящая направленность потока, при этом уменьшается образование вихревых течений под водонаправляющими поверхностями элементов 14. С целью повышения конструктивной жесткости водонаправляющих элементов 14 с приваренными к ним обечайками (кольцами) 15 во внутреннем пространстве каждого элемента 14 установлены (приварены) ребра жесткости 17, расположенные радиально. Каждое ребро 17 одним торцем приварено к обечайке 15, другим - к стенке трубы 8. Along the
На участках трубы 8, вокруг которых установлены водонаправляющие элементы 14, выполнены сквозные отверстия 18, через которые очищенная вода поступает внутрь трубы 8. Водонаправляющие элементы 14 закрывают участки трубы 8, на которых выполнены сквозные отверстия 18, препятствуя при работе фильтра попаданию частиц загрязнений через отверстия 18 в трубу 8 для сбора очищенной воды. Отверстия 18 могут быть выполнены различной формы, в частности они могут быть круглые, щелевидные (продольные прорези) и т.д. Обычно с целью выравнивания гидравлического напора по длине трубы размер отверстий, выполненных на каждом участке, последовательно уменьшают от верхнего участка к нижнему. При этом суммарная площадь отверстий, выполненных на одном участке трубы, определяет площадь проходного сечения данного участка, от которой зависит количество отводимой на данном участке воды (т.е. зональное распределение расхода воды). Площадь проходного сечения и, соответственно, размер сквозных отверстий на каждом участке, где выполнены указанные отверстия, определяют исходя из заданного принудительного выхода расчетного объема потока воды.Through-
В представленном примере выполнения фильтра-грязевика вокруг каждого кольца 15 (обечайки) установлены направляющие лопатки 19, расположенные наклонно (по ходу движения потока) таким образом, чтобы обеспечить движение потока вниз с дополнительной закруткой потока с целью увеличения центробежной силы, действующей на поток и находящиеся в нем частицы загрязнений. Направляющие лопатки выполнены в виде плоских пластин, расположенных радиально по отношению к кольцу 15 (т.е. продольная ось пластины расположена по направлению радиуса кольца). При этом направляющие лопатки расположены с наклоном относительно своей продольной оси (т.е. наклонно к вертикальной оси 7 корпуса 1 и соответственно, оси трубы 8 и кольца 15), образуя угол γ между вертикальной осью 7 корпуса 1 и поперечной осью каждой из направляющих лопаток (фиг. 2).In the illustrated exemplary embodiment, a dirt filter around each ring 15 (shell) has
Как уже было отмечено ранее, для создания оптимальной (наибольшей) центробежной силы, действующей на поток и находящиеся в нем частицы механических примесей и обеспечивающей наиболее эффективное осаждение частиц примесей, угол наклона γ направляющих лопаток должен быть выполнен (45÷60)º. В представленном примере выполнения угол γ составляет 45º (фиг. 2), лопатки расположены в радиальном направлении по отношению к кольцу 15 в пространстве между кольцом 15 и стенкой 16 корпуса 1 и жестко соединены с кольцом 15 (приварены). Лопатки, установленные вокруг верхнего кольца 15, соединенного с верхним (по ходу движения потока) водонаправляющим элементом 14, могут быть выполнены приваренными не только к кольцу 15, но и к стенке 16 корпуса 1, что обеспечит более жесткое крепление трубопровода (трубы 8 с патрубком 9) в корпусе 1. Направляющие лопатки, расположенные ниже, установлены с зазором между лопаткой и корпусом.As noted earlier, in order to create the optimal (greatest) centrifugal force acting on the flow and particles of mechanical impurities in it and providing the most efficient deposition of impurity particles, the inclination angle γ of the guide vanes must be performed (45 ÷ 60) º. In the presented exemplary embodiment, the angle γ is 45 ° (Fig. 2), the blades are located in the radial direction with respect to the
Под каждым водонаправляющим элементом 14 установлена тарелка 20, выполненная в виде расширяющаяся кверху усеченного конуса, причем элемент 14 перекрывает расположенную под ним тарелку 20, так как больший диаметр элемента 14 превышает больший диаметр расположенной под ним тарелки 20. Тарелка 20 предназначена для отвода турбулентных потоков загрязненной воды от участков трубы 8 с отверстиями 18, что улучшает гидродинамику очистки воды. Кроме того, тарелка 20 задерживает попавшие под элемент 14 частицы примесей. Тарелка расположена соосно трубе 8 (вокруг трубы) и закреплена на ней. Тарелка выполнена и установлена таким образом, что между внутренним диаметром меньшего основания усеченного конуса и поверхностью трубы имеется кольцевой зазор, позволяющий частицам механических примесей, осевших в процессе работы фильтра на тарелку 20, выпадать вниз.Under each water-guiding
В днище 3 (в зоне накопления осевших загрязнений) выполнен дренажный патрубок 21, обеспечивающий возможность отвода осевших частиц механических примесей.In the bottom 3 (in the zone of accumulation of settled sediments), a
В нижней части корпуса 1 выполнен люк-лаз 22, позволяющий выполнить очистку внутренней поверхности днища 3 при проведении профилактических работ.In the lower part of the
Конструктивные элементы фильтры-грязевика могут быть изготовлены из обычно применяемых для подобных устройств материалов, в частности, листового и трубного проката.Structural elements of the mud filter can be made of materials commonly used for such devices, in particular, sheet and pipe products.
Фильтр-грязевик работает следующим образом.The mud filter works as follows.
Загрязненный поток воды поступает внутрь корпуса 1 через выходное отверстие (на фиг. не обозначено) входного патрубка 5, расположенное в пространстве между крышкой 10, закрывающей сверху трубу 8, и тарелкой 11, расположенной под крышкой 2 корпуса 1. За счет тангенциальной подачи внутрь корпуса поток приобретает вращательное движение вдоль стенки корпуса. При выходе потока из выходного сечения входного патрубка 5 во внутреннее пространство корпуса 1 происходит выделение из потока пузырьков воздуха, всплывающих примесей и веществ, которые поднимаются наверх и, пройдя через кольцевой зазор между краем тарелки 11 и стенкой корпуса, собираются в пространстве между тарелкой 11 и крышкой 2 корпуса. Скопившиеся в этом пространстве вещества защищены тарелкой 11 от входящего турбулентного потока.The contaminated water stream enters the
Нисходящий вращающийся поток (движущийся под действием гравитации и инерции) опускается на конусную крышку 10, закрывающую верхний конец трубы 8, и плавно растекается по поперечному сечению корпуса и обтекает поверхность первого (верхнего) по ходу движения потока водонаправляющего элемента 14, при обтекании поверхности элемента 14 скорость потока снижается, режим течения становится более ламинарным. Следует отметить, что крышка 10 может быть выполнена, например, плоской, тогда поступающий в корпус поток будет распределяться, растекаясь по поверхности первого (верхнего) водонаправляющего элемента 14. Далее поток проходит в кольцевом зазоре между стенкой 16 корпуса 1 и кольцом 15 (цилиндрической обечайкой), где формируется нисходящая направленность потока, а также снижается турбулентность (уменьшается образование вихрей). При распределении потока воды вдоль поверхности водонаправляющего элемента и в кольцевом зазоре происходит формирование ламинарного режима течения потока. Направляющие лопатки 19, расположенные в том же кольцевом зазоре, дополнительно задают потоку принудительное вращательное движение вниз, увеличивая центробежную силу, прижимающую механические примеси к внутренней стенке корпуса, т.е. выводя частицы примесей на периферию потока в зону более ламинарного течения, тем самым повышая эффективность разделения очищенного и загрязненного слоев потока. Частицы механических загрязнений (примесей), выведенные в периферийную зону к стенке корпуса под действием центробежной силы вращающегося потока (за счет тангенциальной подачи и дополнительной раскрутки направляющими лопатками), оседают вниз на днище корпуса под действием гравитации (с учетом действия выталкивающей архимедовой силы). Затем поток разделяется. Часть потока, содержащая очищенную жидкость без частиц примесей, совершает поворот на 180º и затекает под поверхность первого водонаправляющего элемента 14, где через отверстия 18 уходит в трубу 8 для сбора очищенной жидкости и далее через выходной патрубок 9, соединенный с внешним трубопроводом (на фиг. не показан), направляется в сеть или к потребителю. Тарелка 20, выполненная в виде расширяющегося кверху усеченного конуса и расположенная под водонаправляющим элементом 14, обеспечивает дополнительное уменьшение турбулентности потока, улучшая общую гидродинамику фильтра, улавливает и задерживает попавшие в пространство между элементом 14 и трубой 8 примеси, что в совокупности обеспечивает более эффективное разделение потоков очищенной и загрязненной воды. Попавшие на тарелку 20 загрязнения проваливаются в кольцевой зазор между меньшим основанием усеченного конуса и трубой 8.A downward rotating flow (moving under the action of gravity and inertia) is lowered onto a
Часть потока, содержащая неочищенную жидкость, продолжает нисходящее вращательное движение. На следующем (втором) участке все процессы протекают аналогично описанным выше. Поток обтекает поверхность второго водонаправляющего элемента 14. При этом элементы 14, перекрывающие участки трубы 8 с отверстиями 18, предотвращают попадание частиц загрязнений в трубу через отверстия 18. Поток проходит в кольцевой зазор между стенкой 16 корпуса 1 и кольцом 15 (цилиндрической обечайкой) второго водонаправляющего элемента 14, турбулентность потока уменьшается. В представленном примере выполнения фильтра-грязевика в этом кольцевом зазоре также установлены направляющие лопатки 19, обеспечивающие дополнительную центробежную принудительную направленность движения потока вниз и увеличение центробежной силы. В результате частицы примесей продолжают под действием центробежной силы концентрироваться в периферийной зоне потока у стенки корпуса и под действием гравитации оседать вниз, при этом поток вновь разделяется: очищенная вода затекает под поверхность второго водонаправляющего элемента 14, совершив поворот на 180º, и через отверстия 18 на участке трубы 8, вокруг которого установлен второй водонаправляющий элемент 14, поступает в трубу 8. Тарелка 20, установленная на втором участке, обеспечивает отвод турбулентных потоков, задерживает попавшие частицы примесей, способствуя разделению очищенного и загрязненного слоев потока.The portion of the stream containing the crude liquid continues a downward rotational movement. In the next (second) section, all processes proceed as described above. The stream flows around the surface of the second water-guiding
Оставшаяся часть потока еще неочищенной жидкости продолжает вращательное движение вниз и попадет на следующем (третьем) участке в кольцевой зазор между стенкой 16 корпуса 1 и кольцом 15 (цилиндрической обечайкой) третьего водонаправляющего элемента 14, в котором также установлены лопатки 19. Отделение частиц примесей происходит аналогично описанному выше. Очищенный поток уходит под поверхность третьего водонаправляющего элемента 14 и далее, через отверстия 18, в трубу 8. Тарелка 20, установленная на третьем участке, также обеспечивает отвод турбулентных потоков и задерживает частицы примесей. Частицы загрязнений осаждаются вниз на днище 3 корпуса, где накапливаются и периодически удаляются через дренажный патрубок 21. Очистка внутренней поверхности днища 3 осуществляется через люк-лаз 22 при проведении профилактических работ.The remaining part of the still-crude liquid stream continues to rotate downward and will fall in the next (third) section into the annular gap between the
После отвода на каждом участке трубы 8 с выполненными сквозными отверстиями 18 заданного объема воды, определяемого суммарной площадью отверстий на данном участке, скорость потока последовательно уменьшается, снижается турбулентность потока, а уменьшение суммарной площади отверстий (размера отверстий, в частности, длины продольных прорезей) последовательно на каждом участке от верхнего участка к нижнему обеспечивает выравнивание гидравлического напора, что повышает степень очистки воды.After the removal in each section of the
Таким образом, благодаря созданию направляющими лопатками 19 дополнительной центробежной принудительной направленности движения потока вниз и увеличению центробежной силы, а также дополнительному отводу турбулентных потоков тарелками 20 предлагаемое техническое решение, по сравнению с прототипом, обеспечивает при работе фильтра-грязевика повышение эффективности разделения очищенных и загрязненных слоев потока за счет более полного отведения частиц механических примесей, что, в свою очередь, обеспечивает повышение степени очистки воды.Thus, due to the creation of
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019120499U RU192851U1 (en) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | FILTER-DIPPER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019120499U RU192851U1 (en) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | FILTER-DIPPER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU192851U1 true RU192851U1 (en) | 2019-10-03 |
Family
ID=68162658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019120499U RU192851U1 (en) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | FILTER-DIPPER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU192851U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU207906U1 (en) * | 2021-04-06 | 2021-11-23 | Сергей Петрович Батуев | INERTIAL-GRAVITATIONAL MUD FILTER WITH TANGENTIAL WATER SUPPLY |
CN114607619A (en) * | 2022-03-21 | 2022-06-10 | 大福泵业有限公司 | Centrifugal pump capable of preventing water pipe from being damaged |
RU222303U1 (en) * | 2023-09-28 | 2023-12-19 | Виталий Григорьевич Барон | Dirt filter |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202024022U (en) * | 2011-01-10 | 2011-11-02 | 宁波华平金属制品有限公司 | Impurity separator for water heating system |
RU120577U1 (en) * | 2012-04-27 | 2012-09-27 | Сергей Петрович Батуев | DEVICE FOR CLEANING LIQUIDS FROM IMPURITIES |
RU131124U1 (en) * | 2012-12-20 | 2013-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "БиоАкваНефтеГаз" | FILTER DIPPER VERTICAL INERTIAL |
RU154449U1 (en) * | 2015-02-10 | 2015-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АкваПромСервис" | FILTER-DIPPER INERTIAL-GRAVITATIONAL |
RU175457U1 (en) * | 2017-05-18 | 2017-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью Урало-Сибирская Компания "НЕКСАН" | Vertical inertial gravity filter |
-
2019
- 2019-07-01 RU RU2019120499U patent/RU192851U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN202024022U (en) * | 2011-01-10 | 2011-11-02 | 宁波华平金属制品有限公司 | Impurity separator for water heating system |
RU120577U1 (en) * | 2012-04-27 | 2012-09-27 | Сергей Петрович Батуев | DEVICE FOR CLEANING LIQUIDS FROM IMPURITIES |
RU131124U1 (en) * | 2012-12-20 | 2013-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "БиоАкваНефтеГаз" | FILTER DIPPER VERTICAL INERTIAL |
RU154449U1 (en) * | 2015-02-10 | 2015-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АкваПромСервис" | FILTER-DIPPER INERTIAL-GRAVITATIONAL |
RU175457U1 (en) * | 2017-05-18 | 2017-12-05 | Общество с ограниченной ответственностью Урало-Сибирская Компания "НЕКСАН" | Vertical inertial gravity filter |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU207906U1 (en) * | 2021-04-06 | 2021-11-23 | Сергей Петрович Батуев | INERTIAL-GRAVITATIONAL MUD FILTER WITH TANGENTIAL WATER SUPPLY |
CN114607619A (en) * | 2022-03-21 | 2022-06-10 | 大福泵业有限公司 | Centrifugal pump capable of preventing water pipe from being damaged |
RU222303U1 (en) * | 2023-09-28 | 2023-12-19 | Виталий Григорьевич Барон | Dirt filter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3291626B2 (en) | Suspension separation | |
US6951619B2 (en) | Apparatus for trapping floating and non-floating particulate matter | |
US3241675A (en) | Rotary filter and method | |
RU192851U1 (en) | FILTER-DIPPER | |
WO2006125168A2 (en) | Systems for the removal of solids from fluids and methods of using the same | |
CA2866481C (en) | Ring grit remover with vanes | |
EP2788121A2 (en) | Deaeration apparatus and method | |
KR100751534B1 (en) | First flush stormwater treatment apparatus with sediment and filtration | |
RU2379121C1 (en) | Vortex centrifugal separator | |
EP4081486B1 (en) | Circular parallel plate grit remover | |
RU175457U1 (en) | Vertical inertial gravity filter | |
WO2023055369A1 (en) | Circular grit remover with tube settlers | |
RU207906U1 (en) | INERTIAL-GRAVITATIONAL MUD FILTER WITH TANGENTIAL WATER SUPPLY | |
RU2302907C2 (en) | Hydraulic cyclone | |
RU173778U1 (en) | DEVICE FOR CENTRIFUGAL FLOTATION WASTE WATER TREATMENT | |
RU120577U1 (en) | DEVICE FOR CLEANING LIQUIDS FROM IMPURITIES | |
GB2293988A (en) | Sedimentation tanks | |
KR200300515Y1 (en) | A vortex separator equipped with a circular screen for protecting the sewer overflow | |
RU2377045C1 (en) | Inertial edge mud filter | |
RU2151627C1 (en) | Water purification plant | |
KR101258221B1 (en) | Apparatus for seperating particle of waste water | |
RU54318U1 (en) | SUMP | |
CN211339039U (en) | Oil removing filter and sewage treatment system with same | |
SU1033165A1 (en) | Apparatus for wet cleaning of gases | |
RU115037U1 (en) | VERTICAL INERTIAL FILTER DIPPER |