RU2808754C2 - Improved passive grid pickup device with wedge wire - Google Patents
Improved passive grid pickup device with wedge wire Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808754C2 RU2808754C2 RU2020136935A RU2020136935A RU2808754C2 RU 2808754 C2 RU2808754 C2 RU 2808754C2 RU 2020136935 A RU2020136935 A RU 2020136935A RU 2020136935 A RU2020136935 A RU 2020136935A RU 2808754 C2 RU2808754 C2 RU 2808754C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lattice
- central
- intake device
- grate
- section
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 50
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 238000001914 filtration Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 17
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000000109 continuous material Substances 0.000 description 2
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ПРИТЯЗАНИЕ НА ПРИОРИТЕТCLAIM OF PRIORITY
Настоящая заявка притязает на приоритет перед предварительной заявкой США № 62/656,706, зарегистрированной 12 апреля 2018 и полностью включенной в настоящий документ посредством ссылки.This application claims priority to U.S. Provisional Application No. 62/656,706, filed April 12, 2018, which is incorporated herein by reference in its entirety.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
Настоящее изобретение направлено на решетчатые заборные устройства для фильтрации поступающей воды из водного источника. Более конкретно, настоящее изобретение направлено на решетчатые заборные устройства и на соответствующие способы, которые обеспечивают увеличенную всасывающую способность и повышенную производительность.The present invention is directed to grate intake devices for filtering incoming water from a water source. More specifically, the present invention is directed to grate intake devices and related methods that provide increased suction capacity and increased productivity.
ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯPREREQUISITES FOR THE CREATION OF THE INVENTION
Как правило, системы сбора воды используют для подачи воды конечным пользователям, таким как промышленные предприятия, города, ирригационные системы и электростанции, расположенные рядом с водоемом, таким как река, озеро или соленый водоем. Конечный пользователь может использовать такой тип системы в качестве альтернативы бурению скважин или покупке воды непосредственно у муниципального источника. Кроме того, использование таких систем может определяться местоположением конечного пользователя, например, удаленным местоположением, при котором вода из муниципального источника и/или электроэнергия для работы насосов не всегда доступна. Такие системы сбора воды являются преимущественными для эффективного и экономичного управления с возможностью адаптации к изменяющимся состояниям воды и к условиям окружающей среды.Typically, water harvesting systems are used to supply water to end users such as industries, cities, irrigation systems and power plants located near a body of water such as a river, lake or saltwater body. The end user can use this type of system as an alternative to drilling wells or purchasing water directly from a municipal source. In addition, the use of such systems may be determined by the location of the end user, such as a remote location where water from a municipal source and/or power to operate pumps is not always available. Such water collection systems are advantageous for efficient and economical management with the ability to adapt to changing water conditions and environmental conditions.
В традиционных системах сбора воды, как правило, используют входную трубу, которая выполнена с возможностью транспортировки воды из подводного положения к конечному пользователю, находящемуся рядом с водоемом или вблизи него. Входную трубу обычно погружают в водоем, и конец входной трубы, как правило, соединяют с решетчатым заборным устройством, которое содержит один или более фильтрующих элементов. Одной из распространенных конфигураций решетчатого заборного устройства является Т-образная конфигурация, имеющая на противоположных концах две фильтрующие решетки. Типичная конструкция для крупных решетчатых заборных устройств состоит из Т-образной секции с фланцем и двух решетчатых цилиндров, которые выступают наружу из противоположных концов Т-образной секции, и сплошных закрывающих элементов, таких как плоские пластины, конусы или выпуклые днища, расположенные на дистальных концах каждого решетчатого цилиндра. Такие закрывающие элементы могут быть выполнены с возможностью снятия, или могут включать в себя порталы для доступа внутрь своей конструкции. Отдельные компоненты устройств обычно сваривают друг с другом.Traditional water collection systems typically use an inlet pipe that is configured to transport water from a submerged location to an end user located at or near a body of water. The inlet pipe is typically immersed in a body of water, and the end of the inlet pipe is typically connected to a grate intake device that contains one or more filter elements. One common intake screen configuration is the T-shape configuration, which has two filter screens at opposite ends. A typical design for large screen intake devices consists of a T-section with a flange and two screen cylinders that project outward from opposite ends of the T-section, and solid closure elements such as flat plates, cones, or domes located at the distal ends. each lattice cylinder. Such closure elements may be removable, or may include portals for access to the interior of their structure. The individual components of the devices are usually welded together.
Независимо от конкретной конфигурации решетчатые заборные устройства обычно выполняют с возможностью предотвращения попадания присутствующего в воде мусора определенного размера во входную трубу. В тоже время решетчатое заборное устройство должно быть сконструировано с возможностью защиты водной жизни во время фильтрации мусора по длине поверхностей решетчатого заборного устройства. Для обеспечения этого скорость потока через решетки должна сохраняться ниже максимального уровня, который может составлять около 0,5 футов/сек (1,5 м/сек), или ниже других пределов, которые определяются местными требованиями и/или техническими заданиями. Один из способов уменьшения сопротивления потока и управления скоростью потока на поверхности решетки заключается в использовании преобразователей потока внутри решетчатого заборного устройства. Например, решетчатые заборные устройства фирмы «Johnson Screens®» улучшают равномерность потока, проходящего через фильтрующие решетки, посредством использования преобразователей потока, как описано в патенте США №6,051,131 и в патентной публикации США 2012/0298572, раскрытия которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.Regardless of the specific configuration, grate intake devices are typically configured to prevent a certain size of debris present in the water from entering the inlet pipe. At the same time, the intake screen must be designed to protect aquatic life while debris is filtered along the length of the intake screen surfaces. To achieve this, the flow velocity through the screens must be maintained below a maximum level, which may be approximately 0.5 ft/sec (1.5 m/sec), or below other limits as determined by local requirements and/or specifications. One method of reducing flow resistance and controlling the flow rate at the grate surface is to use flow converters within the grate intake device. For example, Johnson Screens® screen intake devices improve the uniformity of flow through filter screens through the use of flow converters, as described in US Patent No. 6,051,131 and US Patent Publication 2012/0298572, the disclosures of which are incorporated herein by reference in their entirety. .
В дополнение к конструкциям, оптимизируемым для достижения требуемых характеристик потока, при конструировании решетчатых заборных устройств также необходимо учитывать внешние силы, такие как, например, условия окружающей среды, например, обледенение, а также потенциальные ударные нагрузки при размещении решетчатых заборных устройств в подводное местоположение для забора. Следовательно, преимущественным является улучшение конструкций традиционных решетчатых заборных устройств таким образом, чтобы не только увеличивать параметры потока внутри заборного устройства и через заборное устройство, но также увеличить конструкционную прочность решетчатого заборного устройства для того, чтобы лучше противостоять внешнему давлению и ударным нагрузкам.In addition to designs being optimized to achieve the required flow characteristics, the design of grate intake devices must also consider external forces, such as environmental conditions such as icing, as well as potential shock loads when placing grate intake devices in a subsea location to fence Therefore, it is advantageous to improve the designs of conventional grate intake devices so as to not only increase the flow parameters within and through the intake device, but also to increase the structural strength of the grate intake device to better withstand external pressure and impact loads.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Варианты осуществления, раскрываемые в настоящем документе, включают в себя решетчатое заборное устройство, имеющее центральный коллектор для прикрепления отдельных решетчатых частей и внутренних преобразователей потока. В некоторых вариантах осуществления центральный коллектор может включать в себя центральные решетчатые части, так что общая длина устройства включает в себя наружную решетчатую часть для увеличения способности приема текучей среды решетчатым заборным устройством. Решетчатое заборное устройство может содержать отдельные решетчатые секции, которые по выбору прикрепляют к центральному коллектору, так что способность приема текучей среды решетчатым заборным устройством может быть по выбору отрегулирована. В некоторых вариантах осуществления решетчатые секции и центральный коллектор могут быть соединены рядом друг с другом посредством наружного соединения, такого, как например, наружная стенка с фланцем, для облегчения сборки на месте использования. В некоторых вариантах осуществления внутренние преобразователи потока могут быть функционально соединены с центральным коллектором для выборочного воздействия на характеристики потока текучей среды внутри решетчатого заборного устройства. Внутренние преобразователи потока могут состоять из отдельных секций преобразователя потока, что обеспечивает увеличение габаритов внутреннего преобразователя потока для размещения некоторого количества решетчатых частей, прикрепляемых к центральному коллектору.Embodiments disclosed herein include a grid intake device having a central manifold for attaching individual grid portions and internal flow converters. In some embodiments, the central manifold may include central lattice portions such that the overall length of the device includes an outer lattice portion to increase the fluid acquisition capacity of the lattice intake device. The grate intake device may include individual grate sections that are optionally attached to the central manifold so that the fluid intake capacity of the grate intake device can be selectively adjusted. In some embodiments, the grid sections and the central manifold may be connected adjacent to each other by means of an external connection, such as an external wall with a flange, to facilitate assembly at the site of use. In some embodiments, internal flow converters may be operatively coupled to the central manifold to selectively influence the fluid flow characteristics within the grate intake device. Internal flow converters may be comprised of individual flow converter sections, allowing the internal flow converter to be enlarged to accommodate a number of grid portions attached to the central manifold.
В общем, варианты осуществления настоящего изобретения могут содержать выполненное с возможностью регулирования и увеличения габаритов решетчатое заборное устройство, которое может использовать центральную коллекторную решетчатую секцию, отдельные решетчатые секции, центральный преобразователь потока и отдельные секции преобразователя потока для регулирования характеристик забора текучей среды, включающих в себя, например, пропускную способность, падение давления, использование решетки и предотвращение возникновения условий для турбулентного потока внутри решетчатого заборного устройства. Кроме того, решетчатые заборные устройства настоящего изобретения могут включать в себя интегрированные устройства для очистки, которые служат для удаления твердых частиц или органических загрязнений.In general, embodiments of the present invention may comprise an adjustable and expandable grate intake device that may utilize a central manifold grate section, individual grate sections, a central flow converter, and individual flow converter sections to control fluid intake characteristics, including eg, throughput, pressure drop, use of grate, and prevention of turbulent flow conditions within the grate intake device. In addition, the grate intake devices of the present invention may include integrated cleaning devices that serve to remove particulate matter or organic contaminants.
Вышеописанная сущность изобретения не предполагает описания каждого иллюстративного варианта осуществления или каждого внедрения объекта изобретения. Чертежи и приводимое ниже подробное описание более конкретно иллюстрируют различные варианты осуществления.The above-described summary of the invention is not intended to describe every illustrative embodiment or every implementation of the subject matter of the invention. The drawings and detailed description below illustrate various embodiments more specifically.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Предмет настоящего изобретения может быть более понятен при рассмотрении следующего ниже подробного описания различных вариантов осуществления в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых:The subject matter of the present invention may be better understood by reference to the following detailed description of various embodiments in conjunction with the accompanying drawings, in which:
фиг.1 представляет собой частично скрытый вид в разрезе решетчатого заборного устройства предшествующего уровня техники;FIG. 1 is a partially obscured cross-sectional view of a prior art lattice intake device; FIG.
фиг.2A представляет собой вид в перспективе решетчатого заборного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 2A is a perspective view of a grate intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.2B представляет собой вид спереди решетчатого заборного устройства из фиг.2A;FIG. 2B is a front view of the grate intake device of FIG. 2A;
фиг.2C представляет собой вид сверху решетчатого заборного устройства из фиг.2A;FIG. 2C is a top view of the grate intake device of FIG. 2A;
фиг.2D представляет собой вид сзади решетчатого заборного устройства из фиг.2A;FIG. 2D is a rear view of the grate intake device of FIG. 2A;
фиг.2E представляет собой частично скрытый вид в разрезе решетчатого заборного устройства из фиг.2A, полученный на детали A из фиг.2C, показывающий внутреннюю опорную структуру в соответствии с типичным вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 2E is a partially obscured cross-sectional view of the lattice intake device of FIG. 2A taken in detail A of FIG. 2C, showing an internal support structure in accordance with an exemplary embodiment of the present invention; FIG.
фиг.3 представляет собой вид в перспективе решетчатого заборного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 3 is a perspective view of a grate intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.4A представляет собой вид в перспективе решетчатого заборного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 4A is a perspective view of a grate intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.4B представляет собой вид сзади решетчатого заборного устройства из фиг.4A;FIG. 4B is a rear view of the grate intake device of FIG. 4A;
фиг.5A представляет собой вид в перспективе внутреннего преобразователя потока для использования с решетчатым заборным устройством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 5A is a perspective view of an internal flow converter for use with a grid intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.5B представляет собой вид сверху внутреннего преобразователя потока из фиг.5;FIG. 5B is a top view of the internal flow converter of FIG. 5;
фиг.5C представляет собой вид спереди внутреннего преобразователя потока из фиг.5A;FIG. 5C is a front view of the internal flow converter of FIG. 5A;
фиг.5D представляет собой вид снизу внутреннего преобразователя потока из фиг.5A;FIG. 5D is a bottom view of the internal flow converter of FIG. 5A;
фиг.5E представляет собой вид сзади внутреннего преобразователя потока из фиг.5A;FIG. 5E is a rear view of the internal flow converter of FIG. 5A;
фиг.5F представляет собой вид снизу в перспективе внутреннего преобразователя потока из фиг.5A;FIG. 5F is a bottom perspective view of the internal flow converter of FIG. 5A;
фиг.6A представляет собой вид в перспективе внутреннего преобразователя потока для использования с решетчатым заборным устройством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 6A is a perspective view of an internal flow converter for use with a grid intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.6B представляет собой вид сзади внутреннего преобразователя потока из фиг.6A;FIG. 6B is a rear view of the internal flow converter of FIG. 6A;
фиг.6C представляет собой вид сверху внутреннего преобразователя потока из фиг.6A;FIG. 6C is a top view of the internal flow converter of FIG. 6A;
фиг.6D представляет собой вид спереди внутреннего преобразователя потока из фиг.6A;FIG. 6D is a front view of the internal flow converter of FIG. 6A;
фиг.7A представляет собой вид в перспективе внутреннего преобразователя потока для использования с решетчатым заборным устройством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 7A is a perspective view of an internal flow converter for use with a grid intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.7B представляет собой вид сзади внутреннего преобразователя потока из фиг.7A;FIG. 7B is a rear view of the internal flow converter of FIG. 7A;
фиг.7C представляет собой вид сверху внутреннего преобразователя потока из фиг.7A;FIG. 7C is a top view of the internal flow converter of FIG. 7A;
фиг.7D представляет собой вид спереди внутреннего преобразователя потока из фиг.7A;FIG. 7D is a front view of the internal flow converter of FIG. 7A;
фиг.8A представляет собой вид в перспективе внутреннего преобразователя потока для использования с решетчатым заборным устройством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 8A is a perspective view of an internal flow converter for use with a grid intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.8B представляет собой вид сзади внутреннего преобразователя потока из фиг.8A;FIG. 8B is a rear view of the internal flow converter of FIG. 8A;
фиг.8C представляет собой вид сверху внутреннего преобразователя потока из фиг.8A;FIG. 8C is a top view of the internal flow converter of FIG. 8A;
фиг.8D представляет собой вид спереди внутреннего преобразователя потока из фиг.8A;FIG. 8D is a front view of the internal flow converter of FIG. 8A;
фиг.9A представляет собой вид в перспективе внутреннего преобразователя потока для использования с решетчатым заборным устройством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 9A is a perspective view of an internal flow converter for use with a grid intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.9B представляет собой вид сзади внутреннего преобразователя потока из фиг.9A;FIG. 9B is a rear view of the internal flow converter of FIG. 9A;
фиг.9C представляет собой вид спереди внутреннего преобразователя потока из фиг.9A;FIG. 9C is a front view of the internal flow converter of FIG. 9A;
фиг.9D представляет собой вид снизу внутреннего преобразователя потока из фиг.9A;FIG. 9D is a bottom view of the internal flow converter of FIG. 9A;
фиг.10A представляет собой вид в перспективе решетчатого заборного устройства выполненного с возможностью увеличения габаритов в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 10A is a perspective view of an expandable grate intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.10B представляет собой частично скрытый вид сбоку поперечного сечения, взятого по линии B-B на фиг.10A, выполненного с возможностью увеличения габаритов решетчатого заборного устройства;FIG. 10B is a partially obscured cross-sectional side view, taken along line B-B in Fig. 10A, configured to increase the dimensions of the lattice intake device;
фиг.11A представляет собой частично скрытый вид в перспективе решетчатого заборного устройства в соответствии с типичным вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 11A is a partially obscured perspective view of a grate intake device in accordance with an exemplary embodiment of the present invention; FIG.
фиг.11B представляет собой частично скрытый вид в перспективе решетчатого заборного устройства из фиг.11A;FIG. 11B is a partially obscured perspective view of the lattice intake device of FIG. 11A;
фиг.11C представляет собой частично скрытый вид сзади решетчатого заборного устройства из фиг.11A;FIG. 11C is a partially obscured rear view of the lattice intake device of FIG. 11A;
фиг.11D представляет собой частично скрытый вид сбоку решетчатого заборного устройства из фиг.11A;FIG. 11D is a partially obscured side view of the grate intake device of FIG. 11A;
фиг.12A представляет собой вид поперечного сечения решетчатого фильтра в соответствии с вариантом осуществления предшествующего уровня техники;FIG. 12A is a cross-sectional view of a grid filter in accordance with an embodiment of the prior art; FIG.
фиг.12B представляет собой вид поперечного сечения решетчатого фильтра в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 12B is a cross-sectional view of a grid filter in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.13A представляет собой вид сбоку решетчатого заборного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 13A is a side view of a grate intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.13B представляет собой вид сбоку решетчатого заборного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 13B is a side view of a grate intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.13C представляет собой частично скрытый вид в перспективе решетчатого заборного устройства в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 13C is a partially obscured perspective view of a grate intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.13D представляет собой укрупненный вид в перспективе проточного генератора, используемого в решетчатом заборном устройстве из фиг.13C;FIG. 13D is an enlarged perspective view of the flow generator used in the grate intake device of FIG. 13C; FIG.
фиг.14A представляет собой вид сзади системы подачи воздушных импульсов для использования с решетчатым заборным устройством в соответствии с предшествующим уровнем техники;FIG. 14A is a rear view of an air pulse delivery system for use with a grate intake device in accordance with the prior art; FIG.
фиг.14B представляет собой вид сзади системы подачи воздушных импульсов для использования с решетчатым заборным устройством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 14B is a rear view of an air pulse delivery system for use with a grid intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.14C1 представляет собой вид сзади системы подачи воздушных импульсов для использования с решетчатым заборным устройством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 14C1 is a rear view of an air pulse supply system for use with a grid intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.14D представляет собой вид сбоку системы подачи воздушных импульсов для использования с решетчатым заборным устройством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 14D is a side view of an air pulse delivery system for use with a grid intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.15A представляет собой частично скрытый вид в перспективе интегрированной системы очистки для использования с решетчатым заборным устройством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 15A is a partially obscured perspective view of an integrated cleaning system for use with a grate intake device in accordance with an embodiment of the present invention; FIG.
фиг.15B представляет собой частично скрытый вид в перспективе интегрированной системы очистки для использования с решетчатым заборным устройством в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.FIG. 15B is a partially obscured perspective view of an integrated cleaning system for use with a grate intake device in accordance with an embodiment of the present invention.
Хотя различные варианты осуществления допускают различные модификации и альтернативные формы, их особенности подробно описаны и показаны в качестве примера на чертежах. Однако следует понимать, что цель состоит не в том, чтобы ограничить заявленные изобретения конкретными описанными вариантами осуществления изобретения. Наоборот, целью является охват всех модификаций, эквивалентов и альтернатив, попадающих под сущность и объем предмета изобретения, как определено формулой изобретения.Although the various embodiments are susceptible to various modifications and alternative forms, their features are described in detail and are shown by way of example in the drawings. However, it should be understood that the intent is not to limit the claimed inventions to the specific embodiments described. Rather, the intent is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the subject matter as defined by the claims.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
На фиг.1 показано типовое решетчатое заборное устройство 100 предшествующего уровня техники. Решетчатое заборное устройство 100, как правило, может содержать заборный элемент или другое тело, показанное в форме фланцевой центральной Т-образной секции 10, один или более закрывающих элементов, показанных в виде концевых пластин 20a, 20b, центральный коллектор 102, нижнюю часть 104, одну или более решетчатых частей 106a, 106b и одну или более стенок 108a, 108b коллектора. В вариантах осуществления приблизительный центр решетчатого заборного устройства 100 показан вдоль оси А. Центральный коллектор 102 проходит по существу и непрерывно от оси А до стенок 108a и 108b коллектора, и выполнен из материала, не позволяющего забор или приток текучей среды, в виде трубы или трубок из нержавеющей стали или из медно-никелевого сплава. Каждая решетчатая часть 106a, 106b имеет соответствующую длину 110a, 110b решетки, определяемую между соответствующей стенкой 108a, 108b коллектора и соответствующей концевой пластиной 20a, 20b. Длина каждой решетчатой части 106a, 106b может составлять приблизительно одну третью часть от общей длины решетчатого заборного устройства. Решетчатое заборное устройство 100 также может содержать преобразователи потока, различные варианты осуществления которых раскрыты в настоящем документе.1 shows a typical prior art
Как видно на фиг.2A-2F, решетчатое заборное устройство 200 настоящего изобретения может по существу иметь такую же общую форму, как и решетчатое заборное устройство 100, но при этом центральный коллектор 102 заменен на центральную часть 202, включающую в себя решетчатые элементы для увеличения доступной площади фильтрации, фильтрующей способности, равномерности потока и эффективности. Решетчатое заборное устройство 200 содержит заборный элемент или другое тело, показанное в форме центральной фланцевой Т-образной секции 214, два закрывающих элемента, показанных в виде концевых пластин 212a, 212b, центральную часть 202, нижнюю часть 204, решетчатые части 206a, 206b и одну или более стенок 208a, 208b коллектора. В вариантах осуществления стенка 208a, 208b коллектора расположена около приблизительного центра решетчатого приемного устройства 200, который показан вдоль оси А. Каждая решетчатая часть 206a, 206b имеет длину 210a, 210b решетки, определяемую между соответствующей стенкой 208a, 208b коллектора, или стороной коллектора, когда используется только одна стенка коллектора, и соответствующей концевой пластиной 212a, 212b. Решетчатые части 206a, 206b проходят непрерывно и по существу от оси А до концевых пластин 212a, 212b. Длина каждой решетчатой части 206a, 206b составляет приблизительно половину от общей длины решетчатого заборного устройства 200.As seen in FIGS. 2A-2F, the
Со ссылкой на фиг.2C и 2E, каждая решетчатая часть 206a, 206b может включать в себя расположенную снизу опорную структуру 220. Расположенная снизу опорная структура 220 решетчатого заборного устройства 200 может содержать множество разнесенных горизонтальных опорных стержней 222, расположенных поперечно оси А. Каждая решетчатая часть 206a, 206b и соответствующая расположенная снизу опорная структура 220, включающая в себя опорные стержни 222, могут быть изготовлены на основе тех же принципов, что и принципы изготовления для вариантов осуществления, раскрытых в патентах США №6,663,774, 7,425,264 и 9,399,858, которые полностью включены настоящий документ посредством ссылки.Referring to FIGS. 2C and 2E, each
Как видно на фиг.3, решетчатое заборное устройство 300 может содержать разновидность решетчатого заборного устройства 200 с модификацией одной или более стенок 208a, 208b коллектора. Вместо стенок 208a, 208b коллектора, расположенных рядом с осью А, стенки 308a, 308b коллектора могут быть расположены на расстоянии от оси А, чтобы центральная часть 302 определяла свою собственную решетчатую часть 306c. В этом случае каждая решетчатая часть 306a, 306b имеет длину 310a, 310b решетки, определяемую между соответствующей стенкой 308a, 308b коллектора и соответствующей концевой пластиной 312a, 312b. Решетчатая часть 306c имеет длину 310c решетки, определяемую между стенками 308a, 308b коллектора. Решетчатые части 306a, 306b, 306c совместно образуют по существу непрерывную фильтрующую поверхность между концевыми пластинами 312a, 312b. Как отмечалось, длина каждой решетчатой части 306a, 306b, 306c может составлять приблизительно одну треть от общей длины решетчатого заборного устройства 300. В других вариантах осуществления решетчатые части 306a, 306b могут иметь одинаковую длину 310a, 310b решетки, которая отличается от длины 310c решетки решетчатой части 306c.As seen in FIG. 3, the
Дополнительная модификация решетчатых заборных устройств 200 и 300 показана на фиг.4A и 4B в виде решетчатого заборного устройства 400. Каждая из решетчатых частей 406a, 406b может быть изготовлена с возможностью включения в себя наружной фланцевой стенки 408, в то время как решетчатая часть 406c может включать в себя две противоположные наружные фланцевые стенки 408. Решетчатая часть 406c может дополнительно включать в себя одно или более наружных опорных ребер 414, расположенных поперечно оси А и проходящих между противоположными наружными фланцевыми стенками 408. Хотя это не показано, следует понимать, что решетчатые части 406a, 406b могут также включать в себя две противоположные наружные фланцевые стенки 408 для того, чтобы соединять концевые крышки 412a, 412b с соответствующими наружными фланцевыми стенками 408. Кроме того, решетчатые части 406a, 406b также могут включать в себя одно или более наружных опорных ребер 414. При использовании наружных фланцевых стенок 408 можно легко и быстро выполнять сборку или увеличивать габариты решетчатого заборного устройства 400 на месте его использования. Наружные фланцевые стенки 408 также могут обеспечивать противоударную защиту для решетчатых частей 406a, 406b, 406c, способствуя предотвращению вхождения в контакт крупных объектов, таких как палки и бревна, непосредственно с решетчатыми частями 406a, 406b, 406c. Следует понимать, что наружные фланцевые стенки 408 могут быть скреплены посредством болтов или каких-либо других крепежных элементом или посредством способа, который обеспечивает надежное закрытие фланцев и решетчатых частей 406a, 406b, 406c без нарушения по существу целостности решетчатого заборного устройства 400.An additional modification of the
Со ссылкой на решетчатые заборные устройства 200, 300 и 400, каждое из решетчатых заборных устройств может содержать нижнюю часть 204, 304, 404, как видно на фиг.2A, 3, и 4A. Как показано, эти нижние части 204, 304, 404 могут содержать сплошной материал, такой как трубы/трубки из нержавеющей стали или из медно-никелевого сплава, для предотвращения проникновения текучей среды в нижнюю часть и прохождения в решетчатые заборные устройства 200, 300, 400 без отфильтровывания посредством соответствующих решетчатых частей. В альтернативных вариантах осуществления нижние части 204, 304, 404 могут включать в себя свои собственные решетчатые части, подобные решетчатым частям, описанным выше. В других вариантах осуществления нижние части 204, 304, 404 могут быть изготовлены из материала, имеющего перфорации, такие как щели или отверстия, которые обеспечивают прием текучей среды. Во всех вариантах осуществления материалы, выбранные для нижних частей 204, 304, 404, должны обеспечивать необходимую опору для решетчатых заборных устройств 200, 300, 400 так, чтобы не ухудшать опорную конструкцию.With reference to the
В дополнение к внешним характеристикам, описанным выше в отношении решетчатых заборных устройств 200, 300 и 400, типичные варианты осуществления настоящего изобретения могут включать в себя множество внутренних структур, выполненных с возможностью регулирования характеристик потока и увеличения конструкционной прочности. Как показано на фиг.5A-5F, внутри решетчатого заборного устройства, например, любого из решетчатых заборных устройств 100, 200, 300 и 400, может быть расположен внутренний преобразователь 500 потока. Как правило, внутренний преобразователь 500 потока может содержать перфорированную трубу 502 преобразователя потока, внутреннюю трубу 504 преобразователя потока, один или более радиальных опорных элементов 508 и нижнюю часть 510, которая соединена по текучей среде с внутренней трубой 504 преобразователя потока. Перфорированная труба 502 преобразователя потока может содержать сплошную трубу или материалы в виде трубы, имеющие множество расположенных на расстоянии друг от друга щелей 514 для обеспечения прохождения текучей среды во внутреннюю трубу 504 преобразователя потока. Размер, форма и расстояние между щелями 514 обеспечивают равномерный забор потока по длине перфорированной трубы 502 преобразователя потока, что, тем самым, обеспечивает уменьшение перепадов давления и способствует предотвращению возникновения турбулентного потока. Нижняя часть 510 может иметь поперечное сечение, по существу равное или большее, чем поперечное сечение перфорированной трубы 502 преобразователя потока. Нижняя часть 510 может дополнительно содержать разделительную пластину 512, обеспечивающую опорную конструкцию, а также дополнительное разделение входящего потока, поступающего из различных решетчатых частей.In addition to the external characteristics described above with respect to the
На фиг.6A-6D и фиг.7A-7D соответственно показаны другие альтернативные варианты осуществления внутренних преобразователей 600 и 700 потока. Каждый из внутренних преобразователей 600, 700 потока содержит перфорированную трубу 602, 702 преобразователя потока, внутреннюю трубу 606, 706 преобразователя потока, одну или более радиальных опор 608, 708, нижнюю часть 610, 710 и приемную часть (не показана). В соответствии с вариантами осуществления перфорированная труба 602, 702 преобразователя потока содержит сплошной материал с разнесенными щелями 614, 714 для обеспечения забора текучей среды. В типичных вариантах осуществления нижние части 610, 710 могут иметь поперечное сечение, по существу равное поперечному сечению перфорированной трубы 602, 702 преобразователя потока. В вариантах осуществления поперечные сечения перфорированной трубы 602, 702 внутреннего преобразователя и нижней части 610, 710 могут иметь размеры, обеспечивающие размещение различных заборных устройств для текучей среды.FIGS. 6A-6D and FIGS. 7A-7D, respectively, show other alternative embodiments of
На фиг.8A-8D показан другой альтернативный вариант осуществления внутреннего преобразователя 800 потока. Внутренний преобразователь 800 потока может содержать перфорированную трубу 802 преобразователя потока, внутреннюю трубу 806 преобразователя потока, одну или более радиальных опор 808, нижнюю часть 810, и входную часть (не показана). В соответствии с вариантами осуществления перфорированная труба 802 преобразователя потока может содержать сплошной материал с разнесенными отверстиями 814 для обеспечения равномерного забора потока по длине перфорированной трубы 802 преобразователя потока, что тем самым уменьшает перепады давления и способствует предотвращению возникновения турбулентного потока. В вариантах осуществления поперечные сечения трубы 802 преобразователя потока и нижней части 810 могут иметь размеры, обеспечивающие размещение различных заборных устройств для текучей среды.FIGS. 8A-8D show another alternative embodiment of an
Как показано на фиг.9A-9D, вариант осуществления внутреннего преобразователя 900 потока может содержать круговые опорные элементы 920 и круговые концевые части 922a, 922b. В соответствии с вариантами осуществления круговые опорные элементы 920 соединены с перфорированным внутренним преобразователем 902 потока, и концевые части 922 могут быть соединены с решетчатыми частями (не показаны). Как круговые опорные элементы 920, так и концевые части 922 обеспечивают опору для наружных решетчатых частей. Каждый из круговых опорных элементов 920 может включать в себя разнообразные отверстия 920a, 920b для потока, чтобы способствовать преобразованию потока текучей среды внутри решетчатого заборного устройства. В некоторых вариантах осуществления отверстия 920a для потока между смежными круговыми опорными элементами 920 могут быть расположены вдоль одной и той же радиальной оси, в то время как в других вариантах осуществления отверстия 920a для потока могут быть расположены вдоль той же радиальной оси, что и отверстия 920b для потока или отверстия на смежных круговых опорных элементах 920. В других вариантах осуществления смежные круговые опорные элементы 920 могут быть расположены так, чтобы ни одно из отверстий 920a, 920b для потока не было выровнено по одной и той же радиальной оси.As shown in FIGS. 9A-9D, an embodiment of the
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления, показанным на фиг.10, заборное устройство 1000 для текучей среды может быть выполнено с возможностью увеличения габаритов, чтобы решетчатые части 1002 и внутренний преобразователь 1004 потока могли быть по выбору добавлены для обеспечения необходимой скорости забора жидкости. В целом, заборное устройство может содержать центральный коллектор 1006, вокруг которого может быть закреплена коллекторная решетчатая часть 1008. Множество отдельных решетчатых частей 1002a, 1002b, 1002c, 1002d могут быть функционально соединены друг с другом с любой из сторон коллекторной решетчатой части 1008. Коллекторная решетчатая часть 1008 может иметь длину 1008a коллекторной решетчатой части, в то время как каждая отдельная решетчатая часть 1002a, 1002b, 1002c, 1002d имеет соответствующую длину 1010a, 1010b, 1010c, 1010d решетчатой части, так что длина решетки 1000a заборного устройства определяется суммой длины 1008a коллекторной решетчатой части и длин 1010a, 1010b, 1010c, 1010d решетчатых частей. Как показано, коллекторная решетчатая часть 1008 и отдельные решетчатые части 1002a, 1002b, 1002c, 1002d могут быть функционально соединены посредством стенок 1012 коллектора или стенок 1014 секции. Как показано, стенки 1012 коллектора и стенки 1014 секции могут быть расположены внутри заборного устройства 100 для текучей среды, хотя следует понимать, что стенки 1012 коллектора и стенки 1014 секции могут быть расположены снаружи, например, в виде наружных фланцевых стенок, подобно наружным фланцевым стенкам 408 варианта осуществления, показанного на фиг.4A и 4B, для упрощения сборки и увеличения габаритов на месте использования. Внутренний преобразователь 1004 потока может таким же образом содержать множество секций 1004a, 1004b, 1004c, 1004b преобразователя потока, которые функционально соединены с центральным преобразователем 1016 потока, расположенным внутри центрального коллектора 1006. Длина и местоположения отдельных секций 1004a, 1004b, 1004c, 1004d преобразователя потока могут быть определены отдельно на основе требуемых характеристик, а также длины 1000a решетчатого заборного устройства. В одном иллюстративном варианте осуществления секции 1004a, 1004b, 1004c, 1004d внутреннего преобразователя потока и центральный преобразователь 1016 потока могут иметь перфорированную трубу 1018 преобразователя потока и внутреннюю трубу 1020 преобразователя потока. Внутренний преобразователь 1004 потока может дополнительно содержать один или более преобразователей 1020a и 1020b сходящегося потока, соединяющих стенки 1020 коллектора и часть 1004 входной трубы. Благодаря свойству увеличения габаритов заборного устройства 1000 для текучей среды, может быть реализовано практически бесконечное количество вариантов расположения и соединения решетчатых частей 1002 и преобразователя 1004 внутреннего потока на месте использования. В некоторых вариантах габариты существующих заборных устройств 1000 для текучей среды могут быть уменьшены или увеличены на месте использования при изменении потребности в текучей среде.In accordance with an alternative embodiment shown in FIG. 10, the
Как показано и описано со ссылкой на предшествующие варианты осуществления, предусмотрены различные конструкции заборного устройства для текучей среды, в которых один или более решетчатых элементов изготовлены так, что они имеют по существу круглое или круговое поперечное сечение между закрывающими элементами/концевыми пластинами. Альтернативно, могут существовать места размещения, например, местоположения, имеющие маленькие глубины, такие как реки, где преимущественно иметь некруговое поперечное сечение для уменьшения общей высоты или даже ширины решетчатого заборного устройства. Например, решетчатое заборное устройство 1100, как показано на фиг.11A-11D, может содержать конструкцию 1102 уменьшенной высоты, имеющую некруговое поперечное сечение 1104, показанное здесь в виде по существу овального поперечного сечения 1106, для двух решетчатых частей 1107a, 1107b и центральной Т-образной части 1107c. Каждая из решетчатых частей 1107a, 1107b и центральная Т-образная часть 1107c имеют здесь некруговое поперечное сечение 1104 с высотой 1109a решетчатой части меньшей, чем ширина 1109b решетчатой части. Хотя это не показано, следует понимать, что могут существовать преимущества при размещении, когда некруговое поперечное сечение является по существу обратным по сравнению с показанным на фиг.11A-11D, когда высота 1109a решетчатой части больше, чем ширина 1109b решетчатой части. В других вариантах осуществления преимущественно иметь другие геометрические конфигурации некругового поперечного сечения 1104, включающие в себя, например, квадраты, прямоугольники, треугольники, пятиугольники, шестиугольники и тому подобное. Как показано, каждая решетчатая часть 1107a, 1107b может включать в себя соответствующие наружные решетчатые элементы 1108a, 1108b и может включать в себя соответствующий закрывающий элемент или концевую пластину 1110a, 1110b, которые имеют овальные периметры 1112a, 1112b, по существу совпадающие с овальным поперечным сечением 1106. Центральная Т-образная часть 1107c может включать в себя центральный наружный решетчатый элемент 1114, а также коллектор 1116 для подачи отфильтрованной текучей среды к месту использования. Наружные решетчатые элементы 1108a, 1108b и центральный наружный решетчатый элемент 1114 могут содержать решетки с клиновидной проволокой или решетки «Vee-Wire®», которые выбирают для обеспечения требуемых характеристик фильтрации, а также требуемых характеристик потока, включающих в себя, например, расход потока и скорость потока. Коллектор 1116 может дополнительно содержать выходной коллектор 1117, который может быть соединен по текучей среде с внутренним преобразователем 1118 потока. Для адаптации к овальному поперечному сечению 1106 внутренний преобразователь 1118 потока может содержать центральный коллектор 1120 и множество боковых коллекторов 1122, выполненных с возможностью обеспечения требуемых характеристик потока внутри решетчатого заборного устройства 1100 и учитывающих некруговую природу овального поперечного сечения 1106. Один или более из центральных коллекторов 1120 и боковых коллекторов 1122 могут содержать перфорации или щели 1124 для изменения характеристик потока в коллекторе 1114. Таким же образом решетки с клиновидной проволокой могут быть расположены вдоль решетчатых элементов 1108a, 1108b, концевых пластин 1110a, 1110b и/или центральной Т-образной секции 1116 для обеспечения требуемого расхода потока и других характеристик потока.As shown and described with reference to the preceding embodiments, various fluid intake device designs are provided in which one or more grid elements are fabricated to have a substantially circular or circular cross-section between the closure members/end plates. Alternatively, there may be locations, such as shallow depth locations such as rivers, where it is advantageous to have a non-circular cross-section to reduce the overall height or even width of the lattice intake device. For example, the
В дополнение к многообразным конфигурациям решетчатых заборных устройств, описанных выше, преимущественным является изменение технологии изготовления самих отдельных решетчатых частей. Например, на фиг.12A показан обычный решетчатый фильтр 1200 предшествующего уровня техники. Как правило, непрерывную V-образную проволоку 1202 непрерывно наматывают и приваривают к одному или более опорных элементов 1204. Обычно между смежными углами 1208 намотанной и приваренной V-образной проволоки 1202 образуют проволочный зазор 1205. Величина 1206 проволочного зазора 1205 обычно равна размеру частиц, отфильтровываемых или «удаляемых» из текучей среды, которая проходит через решетчатый фильтр 1200, то есть равна тонкости отсева.In addition to the various configurations of lattice intake devices described above, it is advantageous to change the manufacturing technology of the individual lattice parts themselves. For example, FIG. 12A shows a conventional prior
В раскрываемых решетчатых заборных устройствах настоящего изобретения может быть использован не только обычный решетчатый фильтр 1200, но также может быть использован улучшенный решетчатый фильтр 1250, как показано на фиг.12B. В решетчатом фильтре 1250 так же используют один или более опорных элементов 1204, но при этом используют две V-образные проволоки различных размеров, первую V-образную проволоку 1251 и вторую V-образную проволоку 1252. Первая V-образная проволока 1251 может иметь высоту 1251a первой проволоки и ширину 1251b первой проволоки, в то время как вторая V-образная проволока 1252 имеет высоту 1252a второй проволоки и ширину 1252b второй проволоки. Как показано, высота 1251a первой проволоки и ширина 1251b первой проволоки могут быть больше, чем высота 1252a второй проволоки и ширина 1252b второй проволоки, чтобы первая площадь 1251c поперечного сечения (первой V-образной проволоки 1251) была больше, чем вторая площадь 1252c поперечного сечения (второй V-образной проволоки 1252). Как показано, первая площадь 1251c поперечного сечения больше, чем вторая площадь 1252c поперечного сечения, так что первый проволочный зазор 1254 определяется между смежными витками первой V-образной проволоки 1251, в то время как второй проволочный зазор 1256 определяется между второй V-образной проволокой 1252 и первой V-образной проволокой 1251 с любой стороны от второй V-образной проволоки 1252. Как показано, первый проволочный зазор 1254 может иметь величину 1258 первого зазора, которая по существу больше, чем величина 1260 второго проволочного зазора 1256. Второй проволочный зазор 1256 может по существу соответствовать тонкости отсева улучшенного решетчатого фильтра 1250, в то время как первый проволочный зазор 1254 определяет первоначальный фильтр грубой очистки, который может уменьшать эффективную скорость на верхней поверхности для уменьшения попадания животного мира и/или мусора во второй проволочный зазор 1256. Например, первый проволочный зазор 1254 может иметь такой размер, при котором скорость текучей среды через первый проволочный зазор 1254 равна или меньше примерно 0,5 фут/сек (1,5 м/сек), чтобы водные организмы, такие как, например, рыбы, могли избегать попадания на наружную часть улучшенного решетчатого фильтра 1250. К тому же, когда вторая V-образная проволока 1252 меньше, чем V-образная проволока 1202 обычного решетчатого фильтра 1200, количество вторых проволочных зазоров 1256, определяемых в имеющейся площади поверхности улучшенного решетчатого фильтра 1250, будет больше, чем количество проволочных зазоров 1206 в такой же площади поверхности обычного решетчатого фильтра 1200. Посредством обеспечения большего количества вторых проволочных зазоров 1256, решетчатый фильтр 1250 обеспечивает больше доступной площади фильтрации, чем обычный решетчатый фильтр 1200, для увеличения общей пропускной способности любого решетчатого заборного устройства, использующего улучшенный решетчатый фильтр 1250, при сохранении уменьшенной скорости текучей среды на наружной поверхности улучшенного решетчатого фильтра 1250. В зависимости от требуемых характеристик потока, одна или более из высоты 1251a первой проволоки, ширины 1251b первой проволоки, высоты 1252a второй проволоки и высоты 1252b второй проволоки могут быть отрегулированы для селективного изменения либо первого проволочного зазора 1254, либо второго проволочного зазора 1256, либо обоих зазоров для обеспечения требуемых скоростей текучей среды либо через первый проволочный зазор 1254, либо через второй проволочный зазор 1256, либо через оба зазора.In the deployable mesh intake devices of the present invention, not only can a
В другом альтернативном варианте осуществления различные решетчатые заборные устройства, имеющие как конфигурации предшествующего уровня техники, так и новые конфигурации, раскрываемые в настоящем документе, могут дополнительно включать в себя систему удаления для ограничения прикрепления и/или открепления биологических загрязнений и другого мусора с решетчатого фильтра. Например, система 1300 удаления может содержать генератор 1302 для непрерывного или выборочного создания вибрации в решетке для предотвращения прикрепления загрязнений к решетке и/или удаления загрязнений с решетки, как показано на фиг.13A. Генератор 1302 может содержать устройство, выполненное с возможностью генерирования ультразвуковых или низкочастотных вибраций. Как правило, решетчатое заборное устройство 1304 может содержать центральную часть 1306, функционально соединенную с одной или более решетчатых частей 1308. Генератор 1302 может быть функционально прикреплен к центральной части 1306 с обеспечением передачи вибраций, создаваемых генератором 1302, через центральную часть 1306 и к решетчатому фильтру 1309 по наружной части каждой решетчатой части 1308. Как показано на фиг.13A, генератор 1302 функционально соединен с дистанционным источником 1310 электроэнергии, например, с электросетью или с генератором, установленным на берегу/на барже/на буровой установке. Альтернативно, генератор 1302 может приводиться в действие посредством турбины или пропеллерным устройством 1312 для преобразования потока отфильтрованной текучей среды, проходящей через центральную часть 1306, в энергию вращения, которая непосредственно может приводить в действие генератор 1302, или для выработки энергии для накопления в аккумуляторном источнике питания, который является единым целым с генератором 1302, или расположен вблизи рядом с генератором 1302, как показано на фиг.13B.In another alternative embodiment, various screen intake devices, having both prior art configurations and new configurations disclosed herein, may further include a removal system to limit the attachment and/or detachment of biological contaminants and other debris from the screen filter. For example, the
В варианте системы 1300 удаления решетчатое заборное устройство 1350 может содержать проточную генерирующую систему 1352 для непрерывного генерирования вибрации при отсутствии каких-либо движущихся или приводимых в действие узлов, как показано на фиг.13C и 13D. Как показано, решетчатое заборное устройство 1350 может содержать две решетчатые части 1354a, 1354b, которые функционально соединены с центральной Т-образной частью 1356. Решетчатое заборное устройство 1350 может дополнительно содержать систему 1358 внутреннего преобразователя потока для обеспечения необходимых характеристик потока, проходящего через решетчатые части 1354a, 1354b. Система 1358 внутреннего преобразователя потока может дополнительно содержать один или более проточных генераторов 1360, которые расположены между системой 1358 внутреннего преобразователя потока и решетчатыми частями 1354a, 1354b. Как лучше видно на фиг.13D, каждый проточный генератор 1360 может содержать по существу трубчатое тело 1362, имеющее входное отверстие 1364, канал 1366 для текучей среды и выходное отверстие 1368. Выходное отверстие 1368 может иметь соединительный элемент 1370, который прикреплен к отверстию 1372 в системе 1358 внутреннего преобразователя потока 1358 так, что канал 1366 для текучей среды функционально соединен с внутренней проточной частью 1374 системы 1358 внутреннего преобразователя потока. По мере поступления текучей среды в систему 1358 внутреннего преобразователя потока и через внутреннюю проточную часть 1374, создается всасывание на выходном отверстии 1368, так что текучая среда втягивается во впускное отверстие 1364 и через канал 1366 для текучей среды. Входное отверстие 1368 и/или канал 1366 для текучей среды могут быть выполнены так, чтобы поток текучей среды через проточный генератор 1360 генерировал резистентный паттерн (resistance pattern) или «свист», который вызывает вибрации, которые в конечном итоге передаются к решетчатым частям 1364a, 1364b через физическое соединение системы 1358 внутреннего преобразователя потока с центральной Т-образной частью 1356. Этот резистентный паттерн или "свист" является по существу непрерывным по мере прохождения текучей среды во внутреннюю часть проточной части 1374. Таким образом, никакого наружного или аккумуляционного источника энергии не требуется для работы, и не существует подвижных частей или механических узлов, требующих обслуживания. Таким образом, проточная колебательная система 1352 работает для ограничения прикрепления и/или накопления мусора или биологических загрязнений непрерывным и экономичным образом.In an embodiment of the
Различные решетчатые заборные устройства, как предшествующего уровня техники, так и новых конфигураций, раскрываемых в настоящем документе, могут дополнительно включать в себя системы очистки для удаления накопленного мусора и биологических загрязнений. Из предшествующего уровня техники, показанного на фиг.14А, хорошо известно использование внутренней системы 1400 подачи воздушных импульсов внутри решетчатого заборного устройства 1402, предназначенной для подачи импульсов сжатого воздуха 1403 во внутреннюю часть 1404 решетчатого заборного устройства 1402. Как правило, внутренняя система 1400 подачи сжатого воздуха содержит трубу 1406 для подачи воздушных импульсов, расположенную рядом с нижней частью 1408 решетчатой части 1410. Как правило, труба 1406 для подачи воздушных импульсов находится в сообщении по текучей среде с дистанционным воздушным компрессором, таким как, например, компрессор, расположенный на берегу, на барже или на буровой установке. Труба 1406 для подачи воздушных импульсов может быть прикреплена к коллектору для подачи воздушных импульсов, расположенному внутри центральной части решетчатого заборного устройства. Когда решетчатое заборное устройство содержит многочисленные решетчатые части 1410, труба 1406 для подачи воздушных импульсов может быть расположена внутри каждой решетчатой части 1410, и каждая труба 1406 для подачи воздушных импульсов 1406 может быть функционально соединена с коллектором для подачи воздушных импульсов. В общем, импульсы сжатого воздуха могут подаваться через трубу 1406 для подачи воздушных импульсов, в результате чего импульс сжатого воздуха начинает вытеснять воду рядом с нижней частью 1408 и, в последствие, расширяется для заполнения и вытеснения воды через решетчатую часть 1410 для вытеснения загрязнений с поверхности решетчатой части 1410.Various grate intake devices, both prior art and newer configurations disclosed herein, may further include cleaning systems to remove accumulated debris and biological contaminants. It is well known from the prior art shown in FIG. 14A to use an internal
В улучшенной системе 1420 подачи воздушных импульсов настоящего изобретения множество труб для подачи воздушных импульсов могут быть расположены во множестве местоположений, в дополнение к нижней части 1408, как показано на фиг.14B-14D. Например, труба 1422a для подачи воздушных импульсов может быть расположена рядом с нижней частью 1408, трубы 1422b, 1422c для подачи воздушных импульсов могут быть расположены рядом с противоположными сторонами 1424a, 1424b решетчатой части 1410, и труба 1422d для подачи воздушных импульсов может быть расположена рядом с верхней частью 1426 решетчатой части 1410. Хотя показано, что улучшенная система 1420 подачи воздушных импульсов имеет четыре трубы 1422a, 1422b, 1422c, 1422d для подачи воздушных импульсов, следует понимать, что изменяемые параметры, включающие в себя, например, размер решетчатого заборного устройства и количество фильтруемой текучей среды, могут приводить к конструкциям, использующим либо меньшее количество труб для подачи воздушных импульсов, при этом требуется не менее двух, либо большее чем четыре трубы для подачи воздушных импульсов. Трубы 1422a, 1422b, 1422c, 1422d для подачи воздушных импульсов могут быть функционально соединены с коллектором для подачи воздушных импульсов, расположенным внутри центральной части 1428 решетчатого заборного устройства 1402. В случае, когда решетчатое заборное устройство 1402 содержит как первую, так и вторую решетчатую часть 1430a, 1430b, каждая из решетчатых частей 1430a, 1430b может включать в себя одинаковое расположение труб 1422a, 14222b, 1422c, 14222d для подачи воздушных импульсов. В некоторых вариантах осуществления импульсы сжатого воздуха 1403 могут одновременно подаваться через каждую трубу 1422a, 1422b, 1422c, 1422d для подачи воздушных импульсов, как показано на фиг.14B. Как правило, импульсы сжатого воздуха подаются через сопла 1425a, щели 1425 или подобные отверстия, расположенные по длине каждой из труб 1422a, 1422b, 1422c, 1422d для подачи воздушных импульсов. Альтернативно, импульсы сжатого воздуха могут подаваться последовательно в радиальном направлении через трубы 1422a, 1422b, 1422c, 1422d для подачи сжатого воздуха, как показано на фиг.14C. При другом альтернативном расположении импульсы сжатого воздуха могут последовательно подаваться по длине 1432 решетчатого заборного устройства, определяемой между первым концом 1434 и вторым концом 1436 решетчатого заборного устройства 1438, как видно на фиг.4D. Хотя решетчатое заборное устройство 1438 на фиг.14D содержит первую и вторую решетчатые части 1443a, 1443b, соединенные с центральной Т-образной частью 1442, такой же принцип может быть применен к подаче импульсов сжатого воздуха по длине решетчатого заборного устройства, в котором используется только одна решетчатая часть. Конкретная компоновка и последовательность подачи импульсов сжатого воздуха, как правило, зависят от монтажа и могут зависеть от условий монтажа и от типа и количества накопления твердых частиц и биологических загрязнений.In the improved
Другой вариант решетчатого заборного устройства 1500 настоящего изобретения показан на фиг.15A и 15B. Как показано, решетчатое заборное устройство 1500 включает в себя центральную Т-образную часть 1502 и решетчатую часть 1504. Хотя показана только одна решетчатая часть 1504, следует понимать, что дополнительные решетчатые части могут быть функционально соединены с центральной Т-образной частью 1502 на основе требований к потоку текучей среды. Решетчатое заборное устройство 1500 включает в себя внутренний преобразователь 1506 потока и интегрированную систему 1508 самоочистки. Как правило, внутренний преобразователь 1506 потока выполнен с возможностью обеспечения требуемых параметров потока, проходящего через решетчатый фильтр 1510 либо на центральной Т-образной части 1502, либо на решетчатой части 1504, или на обеих из центральной Т-образной части 1502 и решетчатой части 1504. Как видно на фиг.15A, интегрированная система 1508 самоочистки может содержать входной ковш 1511, который может быть функционально соединен с каналом 1512 преобразователя потока, который расположен внутри центральной Т-образной части 1502. Одна или более входных труб 1514 для очистки могут быть соединены по текучей среде с входным ковшом 1511, так что часть текучей среды, протекающей между входным ковшом 1511 и центральной Т-образной частью 1502, направляется во входные трубы 1514 для очистки. Входные трубы 1514 для очистки соединены по текучей среде с одной или более труб 1516 для очистки, которые расположены в осевом направлении и в радиальном направлении вдоль длины, определяемой либо центральной Т-образной частью 1502, либо решетчатой частью 1504, или как центральной Т-образной частью 1502, так и решетчатой частью 1504. Как показано, одна или более труб 1516 для очистки могут быть расположены внутри решетчатого заборного устройства 1500 и рядом с внутренней поверхностью решетчатого фильтра 1510. Альтернативно, одна или более труб 1516 для очистки могут быть расположены снаружи решетчатого заборного устройства 1500 и рядом с наружной поверхностью решетчатого фильтра 1510. Каждая труба 1516 для очистки, как правило, включает в себя множество разнесенных отверстий 1518, щелей или перфораций. В некоторых примерах сопло 1520 может быть функционально расположено внутри каждого отверстия 1518, как показано на фиг.15A. Поток текучей среды направлен во входные трубы 1514 для очистки, в трубы 1516 для очистки и из отверстий 1518/сопел 1520. Поток текучей среды из отверстий 1518/сопел 1520 может быть направлен на решетчатый фильтр 1510 или вдоль решетчатого фильтра 1510 для удаления и/или предотвращения прикрепления каких-либо загрязнений. К тому же, интегрированная система 1508 самоочистки является пассивной системой, не требующей наружного источника электроэнергии и движущихся частей, которые могут требовать постоянного обслуживания. В версии интегрированной системы 1508 самоочистки, как показано на фиг.15B, входной ковш 1511 может быть расположен внутри внутреннего преобразователя 1506 потока в местоположении, расположенном внутри решетчатой части 1504, в отличие от центральной Т-образной части 1502.Another embodiment of the
В данном документе описаны различные варианты осуществления систем, устройств и способов. Эти варианты осуществления приведены только в качестве примера и не предназначены для ограничения объема заявленных изобретений. Кроме того, следует понимать, что различные особенности описанных вариантов осуществления могут быть скомбинированы для создания многочисленных дополнительных вариантов осуществления. Кроме того, хотя различные материалы, размеры, формы, конфигурации и местоположения и так далее были описаны для использования с раскрытыми вариантами осуществления, другие материалы, размеры, формы, конфигурации и местоположения, помимо раскрытых, могут быть использованы без выхода за пределы объема заявленных изобретений.Various embodiments of systems, devices, and methods are described herein. These embodiments are provided by way of example only and are not intended to limit the scope of the claimed inventions. In addition, it should be understood that various features of the described embodiments can be combined to create numerous additional embodiments. In addition, although various materials, sizes, shapes, configurations and locations, and the like have been described for use with the disclosed embodiments, other materials, sizes, shapes, configurations and locations other than those disclosed may be used without departing from the scope of the claimed inventions. .
Для специалистов в данной области техники очевидно, что предмет изобретения может содержать меньше отличительных признаков, чем проиллюстрировано в любом отдельном варианте осуществления, описанном выше. Варианты осуществления, описанные в данном документе, не предназначены для исчерпывающего представления способов, посредством которых могут быть объединены различные отличительные признаки предмета изобретения. Соответственно, варианты осуществления не являются взаимно исключающими комбинациями отличительных признаков; точнее, различные варианты осуществления могут содержать комбинацию различных отдельных отличительных признаков, выбираемых из различных отдельных вариантов осуществления, что очевидно для специалистов в данной области техники. Кроме того, элементы, описанные в отношении одного варианта осуществления, могут быть внедрены в других вариантах осуществления, даже если они не описаны в таких вариантах осуществления, если не упомянуто иное.It will be apparent to those skilled in the art that the subject matter of the invention may contain fewer features than are illustrated in any particular embodiment described above. The embodiments described herein are not intended to be an exhaustive representation of the manner in which the various features of the subject matter may be combined. Accordingly, the embodiments are not mutually exclusive combinations of features; More precisely, various embodiments may contain a combination of various individual features selected from various individual embodiments, as will be apparent to those skilled in the art. Moreover, elements described with respect to one embodiment may be implemented in other embodiments even if not described in such embodiments, unless otherwise noted.
Хотя зависимый пункт формулы изобретения может относиться к конкретной комбинации с одним или более других пунктов формулы изобретения, другие варианты осуществления также могут включать в себя комбинацию зависимого пункта с предметом каждого зависимого пункта формулы изобретения с предметом каждого другого зависимого пункта формулы изобретения или комбинацию одного или более отличительных признаков с другими зависимыми или независимыми пунктами формулы изобретения. Такие комбинации предлагаются в настоящем документе, если не указано, что конкретная комбинация не предназначена.Although a dependent claim may refer to a specific combination with one or more other claims, other embodiments may also include a combination of a dependent claim with the subject matter of each dependent claim with the subject matter of each other dependent claim, or a combination of one or more distinctive features with other dependent or independent claims. Such combinations are suggested herein unless indicated that a particular combination is not intended.
Любое включение посредством ссылки вышеупомянутых документов ограничено так, что не включается никакой предмет изобретения, который противоречит явному раскрытию в настоящем документе. Любое включение по ссылке вышеупомянутых документов дополнительно ограничено так, что никакие пункты формулы изобретения, включенные в документы, не включены в настоящий документ посредством ссылки. Любое включение по ссылке вышеупомянутых документов дополнительно ограничено так, что любые определения, приводимые в документах, не включены в настоящий документ по ссылке, если они явно не включены в настоящий документ.Any incorporation by reference of the foregoing documents is limited so that no subject matter of the invention is included that is inconsistent with the express disclosure herein. Any incorporation by reference of the foregoing documents is further limited such that no claims incorporated in the documents are hereby incorporated by reference. Any incorporation by reference of the foregoing documents is further limited such that any definitions set forth in the documents are not incorporated herein by reference unless expressly incorporated herein.
Для целей толкования формулы изобретения прямо подразумевается, что положения 35 U.S.C. § 112(f) не могут использоваться, если конкретные термины «средство для» или «этап для» не указаны в формуле изобретения.For purposes of interpretation of the claims, it is expressly implied that the provisions of 35 U.S.C. § 112(f) may not be used unless the specific terms “means for” or “step for” are specified in the claims.
Claims (35)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62/656,706 | 2018-04-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020136935A RU2020136935A (en) | 2022-05-12 |
RU2808754C2 true RU2808754C2 (en) | 2023-12-04 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2674376A (en) * | 1950-11-13 | 1954-04-06 | Standard Oil Co | Filtering or screening apparatus |
US4578186A (en) * | 1984-09-04 | 1986-03-25 | Morin Thomas M | Swimming pool filter system |
US5545318A (en) * | 1994-11-01 | 1996-08-13 | Emerson Electric Co. | Clog resistant water valve inlet screen with ribs |
US7575677B1 (en) * | 2006-05-23 | 2009-08-18 | William Roy Barnes | Environmentally friendly water extraction device |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2674376A (en) * | 1950-11-13 | 1954-04-06 | Standard Oil Co | Filtering or screening apparatus |
US4578186A (en) * | 1984-09-04 | 1986-03-25 | Morin Thomas M | Swimming pool filter system |
US5545318A (en) * | 1994-11-01 | 1996-08-13 | Emerson Electric Co. | Clog resistant water valve inlet screen with ribs |
US7575677B1 (en) * | 2006-05-23 | 2009-08-18 | William Roy Barnes | Environmentally friendly water extraction device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2505643C2 (en) | Water intake with trash screen for shallow water (versions) and method of its fabrication | |
US20230103787A1 (en) | Advanced passive wedge wire screen intake | |
EP1818089B1 (en) | Helical internal support structure for intake screens | |
AU2017216536B2 (en) | Intake Screen Assembly | |
US8075700B2 (en) | Method of cleaning a filter | |
US9108127B2 (en) | Directed hydroburst system for cleaning flat screens | |
JP5712285B2 (en) | Multiple-mode debris trap and method for separating debris using the same | |
RU2808754C2 (en) | Improved passive grid pickup device with wedge wire | |
US20080296213A1 (en) | Pollutant purification appratus | |
US8641892B2 (en) | Barrel-type fish/particle screen with adjustable flow distribution and debris removal | |
US20130001148A1 (en) | Filter assembly | |
WO2020206437A1 (en) | Filter screen having honeycomb support structure | |
US20040206679A1 (en) | Strainer assembly | |
EP2452734B1 (en) | Dirt separation device for thermal fluids | |
KR101036017B1 (en) | Apparatus for filtering oceanic lifes | |
RU68344U1 (en) | ADJUSTABLE FILTER WITH ADJUSTABLE HOLE | |
RU214778U1 (en) | Water intake filter | |
CN117940199A (en) | Screen intake | |
WO2014036122A1 (en) | Filter assembly | |
NZ523794A (en) | Undershot overflow filter |