RU2221116C1

RU2221116C1 - Device for protection of pipe line against choking in industrial or civilian buildings

Info

Publication number: RU2221116C1
Application number: RU2002123062/03A
Authority: RU
Inventors: И.М. Паршков; И.Л. Васильев
Original assignee: ЗАО "Управляющая компания "Промэнерго"
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-01-10

Abstract

FIELD: water supply systems. SUBSTANCE: proposed device has housing with side surface over at least part of its perimeter; upper end of housing is closed with cover and bottom adjoins its lower end; said bottom narrows towards plug fitted in its lower portion. Connected to housing on opposite sides are working agent inlet branch pipe and cleaned working agent outlet branch pipe which are connected with supply and discharge pipe lines communicated with cavity of housing; outlet branch pipe is provided with blank made in form of baffle plate and slots in its side surface. Inner diameters of said branch pipes exceed respective inner diameters of supply and discharge pipe lines by 1.2-2.2 times; baffle plate is located at distance from generatrix of side surface of housing intersecting longitudinal axis of inlet branch pipe equal to 0.25-0.5 of inner diameter of housing. EFFECT: enhanced operational reliability; ease in service; facilitated procedure of manufacture; extended field of application. 12 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области водо-теплоснабжения промышленных и гражданских объектов и предназначено для предотвращения загрязнения или засорения воды, поступающей по трубопроводам или теплосетям к потребителю.The invention relates to the field of water and heat supply to industrial and civil facilities and is intended to prevent pollution or clogging of water flowing through pipelines or heating networks to the consumer.

Из известных наиболее близким является устройство для предотвращения засорения трубопровода, выполненное в виде корпуса, к цилиндрической поверхности которого с противоположных сторон соосно присоединены патрубок ввода жидкости (рабочего агента) и патрубок отведения очищенной жидкости (рабочего агента), имеющий заглушку с размещенного в полости корпуса торца, продольные прорези на его боковой поверхности и размещенный в полости данного патрубка фильтр в виде латунной сетки, перекрывающей прорези, при этом верхний торец цилиндрического корпуса закрыт крышкой со штуцером, а к нижнему торцу цилиндрического корпуса примыкает коническая воронка с винтовой пробкой в нижней ее части (Типовые конструкции и детали зданий и сооружений, серия 4.903-10, Изделия и детали трубопроводов, выпуск 8, грязевики, Госстрой СССР, М., 1972 г., Т34.00.00.000 СБ).The closest known device is a device for preventing clogging of the pipeline, made in the form of a housing, to the cylindrical surface of which, on the opposite sides, a fluid inlet pipe (working agent) and a purified liquid discharge pipe (working agent) having a plug from the end face located in the body cavity are coaxially connected , longitudinal slots on its side surface and a filter placed in the cavity of this nozzle in the form of a brass mesh overlapping the slots, while the upper end is cylindrical of the casing is closed by a lid with a fitting, and a conical funnel with a screw plug in its lower part adjoins the lower end of the cylindrical casing (Typical structures and details of buildings and structures, series 4.903-10, Products and details of pipelines, issue 8, mud collectors, Gosstroy of the USSR, M., 1972, T34.00.00.000 SB).

Известное техническое решение, как показала практика его эксплуатации, обладая значительной материалоемкостью, не обеспечивает в должной степени надежной его работы из-за возможности налипания имеющихся в трубопроводе крупных частиц, мусора, оставшегося в трубе после монтажа, окалины после выполнения сварочных работ и др. Кроме того, такая конструкция имеет невысокую технологичность из-за использования указанного фильтрующего элемента, замена которого требует полного демонтажа всего устройства. Кроме того, такая конструкция устройства не позволяет расширить область ее функционального использования.The well-known technical solution, as shown by the practice of its operation, having considerable material consumption, does not provide its reliable operation due to the possibility of adhesion of large particles existing in the pipeline, debris remaining in the pipe after installation, scale after welding, etc. In addition to Moreover, this design has a low manufacturability due to the use of the specified filter element, the replacement of which requires the complete dismantling of the entire device. In addition, this design of the device does not allow to expand the scope of its functional use.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение надежности работы и удобства эксплуатации устройства для предотвращения засорения трубопровода, повышение технологичности изготовления и обеспечение возможности расширения области его функционального использования, например, для удаления конденсата из трубопровода.The objective of the present invention is to ensure the reliability and ease of use of the device to prevent clogging of the pipeline, increasing the manufacturability and providing the possibility of expanding the scope of its functional use, for example, to remove condensate from the pipeline.

Достигается это тем, что в устройстве для предотвращения засорения трубопровода в промышленных или гражданских зданиях или сооружениях, содержащем корпус с боковой поверхностью, по крайней мере, на части его периметра, цилиндрической формы, верхний торец корпуса закрыт крышкой, а к нижнему торцу корпуса примыкает днище, сужающееся в направлении к установленной в его нижней части пробке, к корпусу присоединены с противоположных сторон соединяемые с подводящим и отводящим трубопроводами, сообщенные с полостью корпуса, соответственно, патрубок ввода рабочего агента и патрубок отведения очищенного рабочего агента, имеющий заглушку с размещенного в полости корпуса торца в виде отбойной перегородки и прорези в боковой его поверхности, перекрытые по наружному периметру съемным при открывании крышки или днища фильтрующим элементом, внутренние диаметры указанных патрубка ввода и патрубка отведения в зоне присоединения к корпусу устройства превышают соответствующие внутренние диаметры подводящего и отводящего трубопроводов в 1,2-2,2 раза, а отбойная перегородка расположена на расстоянии от образующей боковой поверхности корпуса, пересекающей продольную ось патрубка ввода, равном 0,25-0,5 внутреннего диаметра корпуса.This is achieved by the fact that in the device for preventing clogging of the pipeline in industrial or civil buildings or structures containing a housing with a side surface, at least on a part of its perimeter, of cylindrical shape, the upper end of the body is closed by a lid, and the bottom is adjacent to the lower end of the body tapering in the direction of the plug installed in its lower part, connected to the inlet and outlet pipelines connected to the body cavity, respectively, pat cutting of the input of the working agent and a branch pipe for removing the cleaned working agent, having a plug from the end placed in the cavity of the body in the form of a baffle plate and a slot in its lateral surface, removable when the lid or bottom is opened with a filter element, the inner diameters of the input and pipe branches the leads in the area of connection to the device body exceed the corresponding internal diameters of the inlet and outlet pipelines by 1.2-2.2 times, and the baffle plate is located on and the distance from the generatrix of the side surface of the housing crossing the longitudinal axis of the inlet pipe is 0.25-0.5 of the inner diameter of the housing.

Верхний торец корпуса закрыт крышкой в виде фланца со штуцером, патрубок ввода рабочего агента и патрубок отведения очищенного рабочего агента присоединены к корпусу соосно, а рабочим агентом является содержащая механические включения водопроводная вода.The upper end of the housing is closed by a lid in the form of a flange with a fitting, the nozzle of the input of the working agent and the branch pipe of the outlet of the cleaned working agent are connected coaxially to the body, and the working agent is tap water containing mechanical impurities.

Поверх фильтрующего элемента установлен дополнительный съемный фильтрующий элемент с зазором между ними, длина периметра указанного дополнительного фильтрующего элемента превышает длину периметра съемного фильтрующего элемента.An additional removable filter element with a gap between them is installed on top of the filter element, the perimeter of the specified additional filter element exceeds the length of the perimeter of the removable filter element.

Дополнительный съемный фильтрующий элемент имеет в поперечном сечении эллиптическую форму с расположением большей оси по высоте корпуса устройства, в поперечном сечении имеет звездообразную или замкнутую волнообразную форму, преимущественно, периодического профиля.An additional removable filter element has an elliptical cross-section with a larger axis along the height of the device body; in cross-section, it has a star-shaped or closed wave-like shape, mainly of a periodic profile.

Патрубок ввода рабочего агента имеет участок сопряжения до величины диаметра подводящего трубопровода, выполненный по внешней части тороидальной поверхности или по части сферической поверхности.The input pipe of the working agent has a mating section up to the diameter of the supply pipe, made on the outer part of the toroidal surface or on a part of the spherical surface.

Продольная ось, по крайней мере, одного из патрубков смещена относительно продольной оси соответствующего трубопровода, предпочтительно, параллельно.The longitudinal axis of at least one of the nozzles is offset relative to the longitudinal axis of the corresponding pipe, preferably in parallel.

На обращенной к патрубку ввода поверхности отбойной перегородки расположены дугообразные или шевронной формы выступы.On the surface of the baffle plate facing the inlet pipe, arcuate or chevron-shaped protrusions are located.

На внутренней поверхности днища наклонно к вертикальной оси корпуса предпочтительно взаимно параллельно расположены перегородки в виде удерживающих механические включения пластин, имеющих со стороны, обращенной к днищу, вырезы, образующие промывочный канал для удаления механических включений при открытой пробке.On the inner surface of the bottom obliquely to the vertical axis of the housing, partitions are preferably mutually parallel arranged in the form of plates holding mechanical inclusions, having cutouts on the side facing the bottom, forming a flushing channel for removing mechanical impurities with the plug open.

Угол наклона перегородок составляет 0°≤Е≤45°.The angle of inclination of the partitions is 0 ° ≤E≤45 °.

Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 представлен общий вид устройства для предотвращения засорения трубопровода в промышленных или гражданских зданиях или сооружениях;figure 1 presents a General view of the device to prevent clogging of the pipeline in industrial or civil buildings or structures;

на фиг.2 - то же, с увеличенной глубиной днища для загрязненного рабочего агента;figure 2 is the same, with increased depth of the bottom for contaminated working agent;

на фиг.3 - то же, со съемным днищем;figure 3 is the same with a removable bottom;

на фиг.4 - вид на перегородки днища;figure 4 is a view of the bottom partitions;

на фиг.5 - вид по А-А на фиг.4;figure 5 is a view along aa in figure 4;

на фиг.6 - вид на отбойную перегородку с шевронными выступами - делителями потока;figure 6 is a view of a baffle plate with chevron protrusions - flow dividers;

на фиг.7 - то же, с дугообразными выступами;Fig.7 is the same, with arched protrusions;

на фиг.8 - вид на отбойную перегородку с шевронными выступами - делителями потока, имеющими при вершине округление.on Fig - view of the baffle plate with chevron protrusions - flow dividers having rounding at the apex.

Устройство для предотвращения засорения трубопровода в промышленных или гражданских зданиях или сооружениях содержит корпус 1 с боковой поверхностью цилиндрической, по крайней мере на части его периметра, формы. Верхний торец 2 корпуса 1 закрыт крышкой 3, например в виде фланца со штуцером 4, а к нижнему торцу корпуса примыкает днище 5, сужающееся в направлении к установленной в его нижней части пробке 6. К корпусу 1 присоединены с противоположных сторон, предпочтительно соосно, соединяемые с подводящим и отводящим трубопроводами, сообщенные с полостью корпуса 1, соответственно, патрубок 7 ввода рабочего агента, например содержащий механические включения водопроводной воды, и патрубок 8 отведения очищенного рабочего агента, имеющий заглушку с размещенного в полости корпуса торца в виде отбойной перегородки 9 и прорези в боковой его поверхности, перекрытые по наружному периметру съемным при открывании крышки 3 или днища 5 фильтрующим элементом 10. Внутренние диаметры патрубка 7 ввода и патрубка 8 отведения в зоне присоединения к корпусу 1 устройства превышают соответствующие внутренние диаметры подводящего и отводящего трубопроводов в 1,2-2,2 раза, а отбойная перегородка 9 расположена на расстоянии от образующей боковой поверхности корпуса 1, пересекающей продольную ось патрубка 7 ввода, равном 0,25-0,5 внутреннего диаметра корпуса 1. Такие параметры устройства обеспечивают расширение его функциональных возможностей при работе с различными по загрязненности и физическому составу рабочими агентами при достижении приемлемого качества отводимого рабочего агента. Поверх основного с зазором между ними может быть установлен дополнительный 11 съемный фильтрующий элемент, длина периметра которого превышает длину периметра основного съемного фильтрующего элемента 10. Дополнительный 11 съемный фильтрующий элемент может иметь в поперечном сечении эллиптическую форму с расположением большей оси по высоте корпуса устройства, или звездообразную, или замкнутую волнообразную, предпочтительно периодического профиля, форму, что обеспечивает оптимизацию качества отводимого агента за счет увеличения эффективности очистки. Патрубок 7 ввода рабочего агента может иметь участок сопряжения до величины диаметра подводящего трубопровода, выполненный по внешней части тороидальной поверхности или по части сферической поверхности (т.е. участок сопряжения выполнен как внешняя часть тороидальной поверхности или как часть сферической поверхности), что обеспечивает требуемый характер движения рабочего агента. Продольная ось по крайней мере одного из патрубков 7 или 8 может быть смещена, предпочтительно параллельно, относительно продольной оси соответствующего трубопровода. На обращенной к патрубку 7 ввода поверхности отбойной перегородки 9 расположены дугообразные 12 или шевронной 13 формы выступы. На внутренней поверхности днища наклонно к вертикальной оси корпуса 1 предпочтительно взаимно параллельно расположены перегородки 14 в виде удерживающих механические включения пластин, имеющих со стороны, обращенной к днищу, вырезы 15, образующие промывочный канал для удаления механических включений при открытой пробке 6.The device for preventing clogging of the pipeline in industrial or civil buildings or structures contains a housing 1 with a lateral surface of a cylindrical, at least part of its perimeter, shape. The upper end 2 of the housing 1 is closed by a cover 3, for example in the form of a flange with a fitting 4, and the bottom 5 is adjacent to the lower end of the housing, tapering towards the plug 6 installed in its lower part. The housing 1 is connected from opposite sides, preferably coaxially, connected with inlet and outlet pipelines in communication with the cavity of the housing 1, respectively, a nozzle 7 for introducing a working agent, for example containing mechanical inclusions of tap water, and a nozzle 8 for discharging a cleaned working agent having a plug with end in the cavity of the end body in the form of a baffle plate 9 and a slot in its lateral surface, removable when the lid 3 or bottom 5 is opened by opening the filter element 10. The internal diameters of the inlet pipe 7 and the outlet pipe 8 in the area of connection to the device body 1 exceed the corresponding internal diameters of the inlet and outlet pipelines are 1.2-2.2 times, and the baffle plate 9 is located at a distance from the generatrix of the side surface of the housing 1, intersecting the longitudinal axis of the inlet pipe 7, equal to nom 0.25-0.5 of the inner diameter of the housing 1. Such parameters of the device provide an extension of its functionality when working with various working agents with different contamination and physical composition, while achieving acceptable quality of the removed working agent. On top of the main one with a gap between them, an additional 11 removable filter element can be installed, the perimeter of which exceeds the length of the perimeter of the main removable filter element 10. The additional 11 removable filter element can have an elliptical cross-section with a larger axis along the height of the device body, or star-shaped , or closed wave-like, preferably of a periodic profile, shape, which ensures optimization of the quality of the withdrawn agent by increasing the efficiency all cleanup. The nozzle 7 of the input of the working agent can have a mating section up to the diameter of the supply pipe, made on the outer part of the toroidal surface or on a part of the spherical surface (i.e., the mating section is made as the outer part of the toroidal surface or as part of a spherical surface), which ensures the required character movement of the working agent. The longitudinal axis of at least one of the nozzles 7 or 8 can be offset, preferably in parallel, relative to the longitudinal axis of the corresponding pipe. On facing the pipe 7 of the input surface of the baffle plate 9 are arched 12 or chevron 13 shape protrusions. On the inner surface of the bottom obliquely to the vertical axis of the housing 1, partitions 14 are preferably mutually parallel arranged in the form of plates holding mechanical inclusions, having cutouts 15 on the side facing the bottom, forming a washing channel for removing mechanical impurities with the plug 6 open.

При работе устройства рабочий агент с загрязнениями в виде механических включений поступает в патрубок 7, расширенная в 1,2-2,2 раза часть которого фактически представляет собой диффузор, в котором поток частично затормаживается в периферийной зоне за счет расширения сечения. За счет этого уже в патрубке 7 из потока удаляются самые крупные и массивные частицы, которые при входе в корпус 1 выпадают по его стенке в днище 5, являющееся отстойником, а не увлекаются далее вместе с потоком. Далее поток испытывает динамическое торможение и ударяется в отбойную перегородку 9. Более эффективное торможение потока позволило приблизить перегородку к патрубку 7, что свело к минимуму динамические потери давления в системе (т.н. “сопротивление Борда”). Отбитый перегородкой 9 поток направляется вниз к днищу, имея значительно сниженную скорость. Далее в зависимости от величины днища, являющегося отстойной камерой: при большой - поток динамически затормаживается (с выпадением крупной и средней фракций частиц) и заворачивается, при малой - поток затормаживается на дне (с выпадением крупной и части средней фракции) и заворачивается, выпавшая фракция относится по днищу потоком. Благодаря вынесенной вперед отбойной перегородке 9 сечение для восходящего потока максимально расширено, и, следовательно, скорость потока максимально снижена. При этом поток имеет определенный вектор, направленность которого минимизирует вымывание частиц из камеры днища. С установленным на патрубке 8 съемным фильтрующим элементом 10 в него пропускаются только те частицы, скорость витания которых меньше скорости потока, а размеры менее ячейки фильтрующего элемента. Фильтрующий элемент имеет максимально развитую площадь из-за расширения патрубка 8, продолжением которого он является, следовательно уменьшено гидравлическое сопротивление потоку и увеличен межпрочистной интервал. При использовании в фильтрующем элементе ферромагнетиков могут эффективно выполняться функции магнитно-механического фильтра. Конфузор в указанном соотношении диаметров на патрубке 8 служит также и для плавного возврата (с минимальными гидравлическими потерями) рабочего агента в сечение трубопровода. Такая схема устройства может быть использована и для отделения конденсата в потоке пара. Что касается дополнительного 11 фильтрующего элемента и его формы, то так же, как и выступы 12 и 13 на пластине 9, обеспечивающие отвод частиц в периферийную зону, они способствуют эффективности процесса очистки, а перегородки 14 с вырезами 15 обеспечивают надежное удержание выпавших частиц и полное их удаление при промывке днища или замене фильтрующих элементов.During operation of the device, a working agent with impurities in the form of mechanical impurities enters the nozzle 7, the part expanded by 1.2–2.2 times, in fact, is a diffuser, in which the flow is partially inhibited in the peripheral zone due to the expansion of the cross section. Due to this, already in the pipe 7, the largest and most massive particles are removed from the stream, which, when entering the housing 1, fall along its wall in the bottom 5, which is a settler, and are not further carried along with the stream. Further, the flow undergoes dynamic braking and hits the baffle plate 9. More efficient braking of the flow made it possible to bring the baffle closer to pipe 7, which minimized the dynamic pressure loss in the system (the so-called “Bord resistance”). The stream beaten off by the partition 9 is directed down to the bottom, having a significantly reduced speed. Further, depending on the size of the bottom, which is a settling chamber: for large - the flow is dynamically inhibited (with the loss of a large and medium fraction of particles) and wraps up, for small - the flow is inhibited at the bottom (with the loss of a large and part of the middle fraction) and wraps, the precipitated fraction refers to the bottom of the stream. Due to the forward baffle plate 9, the cross section for the upward flow is maximally expanded, and, therefore, the flow velocity is maximally reduced. In this case, the flow has a certain vector, the directivity of which minimizes the leaching of particles from the bottom chamber. With a removable filter element 10 mounted on the nozzle 8, only those particles are passed into it, the speed of which is less than the flow rate, and the size is less than the cell of the filter element. The filter element has a maximally developed area due to the expansion of the pipe 8, the continuation of which it is, therefore, the hydraulic resistance to the flow is reduced and the inter-clean interval is increased. When using ferromagnets in the filter element, the functions of a magnetic-mechanical filter can be effectively performed. The confuser in the indicated ratio of diameters on the pipe 8 also serves for a smooth return (with minimal hydraulic losses) of the working agent into the pipeline section. Such a device circuit can also be used to separate condensate in a steam stream. As for the additional 11 filter element and its shape, as well as the protrusions 12 and 13 on the plate 9, which ensure the removal of particles into the peripheral zone, they contribute to the efficiency of the cleaning process, and the partitions 14 with cutouts 15 provide reliable retention of the precipitated particles and complete their removal when washing the bottom or replacing the filter elements.

Claims

1. Device for preventing clogging of the pipeline in industrial or civil buildings or structures, comprising a housing with a lateral surface at least on a part of its perimeter of a cylindrical shape, the upper end of the housing is closed by a cover, and a bottom is adjacent to the lower end of the housing, tapering in the direction set in the lower part of the plug, connected to the inlet and outlet pipelines and communicated with the body cavity, respectively, the working agent inlet pipe connected to the housing from opposite sides and a branch pipe for removal of the cleaned working agent, which has a plug from the end placed in the cavity of the body in the form of a baffle plate and a slot in its lateral surface, which are closed around the outer perimeter by a filter element when the cover or bottom is opened, the inner diameters of the inlet pipe and branch pipe in the connection area to the device body exceed the corresponding internal diameters of the inlet and outlet pipelines 1.2 to 2.2 times, and the baffle plate is located at a distance from the generatrix the side surface of the housing intersecting the longitudinal axis of the input pipe equal to 0.25-0.5 of the inner diameter of the housing.

2. The device according to claim 1, characterized in that the upper end of the housing is closed by a lid in the form of a flange with a fitting, the input pipe of the working agent and the pipe of the outlet of the cleaned working agent are connected coaxially to the body, and the working agent is tap water containing mechanical impurities.

3. The device according to claim 1, characterized in that an additional removable filter element is installed on top of the filter element with a gap between them, the length of the perimeter of the specified additional filter element exceeds the length of the perimeter of the removable filter element.

4. The device according to claim 3, characterized in that the additional removable filter element has an elliptical cross-section with an arrangement of a larger axis along the height of the device casing.

5. The device according to claim 3, characterized in that the additional removable filter element has a star-shaped or closed wave-shaped in cross section.

6. The device according to claim 3, characterized in that the additional removable filter element has a star-shaped or closed wave-like shape of a periodic profile in cross section.

7. The device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the input pipe of the working agent has a mating section up to the diameter of the supply pipe, made on the outer part of the toroidal surface or on a part of a spherical surface.

8. The device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the longitudinal axis of at least one of the nozzles is offset relative to the longitudinal axis of the corresponding pipeline.

9. The device according to claim 8, characterized in that the longitudinal axis of at least one of the nozzles is offset relative to the longitudinal axis of the corresponding pipeline in parallel.

10. A device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that arches or chevron-shaped protrusions are located on the surface of the baffle plate facing the input pipe.

11. The device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that on the inner surface of the bottom obliquely to the vertical axis of the housing there are partitions in the form of plates holding mechanical inclusions, having cutouts forming from the side facing the bottom, forming a washing channel for removing mechanical inclusions with open plug.

12. The device according to claim 11, characterized in that said partitions are arranged mutually in parallel.