АВТОМАТИЧЕСКОЕ ВАКУУМНОЕ ПЕРЕЛИВНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1997 года по МПК B01D29/60 B01D37/04 

Изобретение относится к устройствам для перелива и фильтрации электролитов и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, в том числе, в производствах, связанных с применением агрессивных, взрыво- и пожароопасных жидкостей.

Известно вакуумное переливное устройство, работающее в автоматическом, циклическом режиме и предназначенное для перелива кислот и других агрессивных жидкостей путем засасывания их под вакуумом из открытой емкости и слива самотеком в любую другую открытую емкость, например, гальваническую ванну. Устройство содержит эжектор, связанный вакуумной магистралью с герметичной емкостью, всасывающий патрубок с обратным клапаном, сливной патрубок, соединенный с герметичной емкостью через другой обратный клапан, поплавковый клапан, выполненный с грузами и установленный на штоке с двумя упорами в герметичной емкости, на верхней крышке герметичной емкости установлен отсасывающий патрубок, на котором соосно с ним помещена свободно скользящая втулка с верхним наружным радиальным буртиком, нижняя часть которого взаимодействует с выполненным на верхней крышке герметичной емкости соосно с отсасывающим патрубком седлом, между внутренними отверстиями которого и наружным диаметром втулки выполнен кольцевой зазор, отсасывающий патрубок в своей верхней части выполнен с наружным П-образным фланцем с радиальными отверстиями.

Несмотря на то, что данное устройство в настоящее время хорошо зарекомендовал себя на производствах автоВАЗа, ГАЗа, АЗЛК, ЗИЛа и ряда других предприятий, в процессе его эксплуатации выявлен ряд недостатков.

Одним из недостатков этого устройства является необходимость использования его для перелива только чистых электролитов и других жидкостей. В случае же перелива загрязненных жидкостей на всасывающую линию необходимо устанавливать специальный фильтрующий элемент, без которого работа автомата невозможна из-за быстрого загрязнения сливного клапана, что влечет за собой разборку автомата и его очистку от механических загрязнений.

Другой недостаток данного устройства заключается в возможности просачивания атмосферного воздуха внутрь герметичной емкости через клапан со скользящей цилиндрической насадкой верхнего дренажного узла, что существенно сказывается на его производительности.

Наконец, к недостаткам известного устройства следует отнести неоправданно большой расход металла или винипласта, которые используются в качестве грузов на поплавке.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение производительности и надежности работы устройства за счет повышения эффективности очистки переливаемой жидкости от механических примесей, а также новой конструкции поплавка и верхнего дренажного узла, снижение материалоемкости путем использования поплавка без груза.

Поставленная цель достигается тем, что в описываемом вакуумном устройстве, содержащем эжектор, связанный вакуумной магистралью с герметичной емкостью, всасывающий и сливной патрубки с обратными клапанами, поплавок с клапаном, верхний дренажный узел, включающий отсасывающий патрубок и клапан, герметичная емкость оборудована фильтрующим элементом, выполненным в виде цилиндра с отверстиями диаметром 10 мм по его образующей и образующим поплавковую камеру, поплавок выполнен в виде пустотелого цилиндра, состоящего из двух половинок с прорезью в верхней части и снабжен самоустанавливающимися клапанами в его верхней части, снизу и сверху поплавка установлены горизонтальные фартуки, ограничивающие горизонтальные колебания поплавка, в верхнем дренажном узле установлен упор и самоустанавливающийся клапан с седлом со сквозными проходными отверстиями для дренажного воздуха, клапан снабжен снизу управляющими штоками, проходящими свободно через проходные отверстия седла.

На чертеже представлена принципиальная схема автомата фильтрации.

Устройство содержит герметичную емкость 3, выполненную в виде цилиндра, верхний фланец 2, на котором жестко закреплены эжектор 1, связанный с емкостью с помощью вакуумной магистрали 21, корпус клапана двойного действия 9 с упором 17, самоустанавливающийся клапан 10 с седлом 23 со сквозными проходными отверстиями для дренажного воздуха. Клапан 10 имеет снизу управляющие штоки 22, проходящие свободно сквозь проходные отверстия седла 23. На нижнем фланце 4 установлены всасывающий 24 и сливной 20 патрубки, соединенные с емкостью через впускной 14 и выпускной 13 обратные клапаны, при этом выпускной клапан 13 снабжен гидрозатвором. Внутри герметичной емкости 3 установлен фильтрующий элемент 5, 6, который представляет собой цилиндр с отверстиями диаметром 10 мм по его образующей и поплавок, образующие между собой поплавковую камеру 18. Поплавок выполнен в виде пустотелого цилиндра, состоит из двух половинок 7 и 8 с прорезью 19 в верхней части и снабжен самоустанавливающимися клапанами 11 и 12 с центрирующими кольцами 25. В верхней и нижней части поплавка установлены фартуки 15 и 16, выполняющие роль ограничителя горизонтальных колебаний поплавка.

Устройство работает следующим образом.

При подаче активной среды в эжектор 1, последний через вакуумную магистраль 21 и клапан двойного действия 9 откачивает воздух из герметичной емкости 3. После достижения в ней необходимого вакуума клапан 12 открывается, а клапан 13 закрывается. Жидкость под действием атмосферного давления через всасывающий патрубок 24 и обратный клапан 14 поступает в наружную полость емкости 3 и, проходя через фильтрующую ткань 6 и отверстия в корпусе 5 фильтрующего элемента, поступает в поплавковую камеру 18. Происходит заполнение поплавковой камеры и внутренней части поплавка 8 через открытый нижний клапан 12 до уровня прорезей 19 поплавка 7. После того, как уровень жидкости в наружной полости емкости 3 и поплавковой камере 18 сравняется на отметке прорезей 19, поступление жидкости происходит только в поплавковую камеру. При этом, за счет подъемной силы, образующейся в верхней части поплавковой камеры над прорезями 19, поплавок 7, 8 передвигается вверх. Благодаря свободному вертикальному перемещению клапана 11 в верхней части поплавка 7, всасывающий поток поднимает и прижимает клапан 11 к нижнему срезу корпуса 9. Одновременно клапан 11 перемещает вверх штоки клапана 10, отрывая его от седла корпуса 9 и поднимая до упора 17. При этом, отсос воздуха из поплавковой камеры прекращается и последняя через сквозные проходные отверстия концентрически расположенного седла 23 открытого клапана 10 сообщается с атмосферным воздухом. Вакуум исчезает и жидкость под собственным весом из поплавковой камеры через обратный клапан 13 сливается самотеком через патрубок 20 в приемную емкость. Клапан 12 под весом жидкости перемещается в нижнее положение и закрывается, препятствуя тем самым сливу жидкости только из поплавковой камеры через клапан 13. По достижению определенного уровня жидкости в поплавковой камере, поплавок под весом оставшейся в нем жидкости открывает за нижние клинообразные выступы клапан 11 от верхнего всасывающего среза корпуса 9.

Система приходит в исходное состояние, и процесс повторяется.

После окончания работы отключается подача активной среды в эжектор 1 и вся оставшаяся жидкость в наружной емкости, поплавковой камере и внутри поплавка (в нижнем положении поплавка клапан 12 отрыт) сливается наружу.

Таким образом, предлагаемое устройство выгодно отличается от известного, т. к. может одновременно совмещать операции перелива и фильтрации, нацело исключая при этом попадание механических примесей внутрь поплавковой камеры, что делает его работу более надежной и расширяет его функциональные возможности.

Кроме того, новая конструкция поплавка и верхнего дренажного узла позволяет, с одной стороны, исключить использование грузов на поплавке, роль которых в изобретении выполняет перекачиваемая жидкость, а с другой стороны предотвратить попадание атмосферного воздуха в герметичную емкость и повысить, тем самым, всасывающее усилие устройства.

Использование: в различных областях народного хозяйства, в том числе, в производствах, связанных с применением агрессивных, взрыво- и пожароопасных жидкостей. Сущность: автоматическое вакуумное переливное устройство содержит эжектор 1, связанный вакуумной магистралью 21 с герметичной емкостью 3 и закрепленный на верхнем фланце 2, корпус клапана двойного действия 9 с упором 17, самоустанавливающийся клапан 10 с седлом 23 со сквозными проходными отверстиями для дренажного воздуха. Клапан 10 снабжен снизу управляющими штоками 22, проходящими свободно сквозь проходные отверстия седла 23. На нижнем фланце 4 установлены всасывающий 24 и сливной 20 патрубки, соединенные с емкостью 3 через впускной 14 и выпускной 13 клапаны. Внутри герметичной емкости 3 установлен фильтрующий элемент 5, 6, выполненный в виде цилиндра с отверстиями диаметром 10 мм по его образующей, и поплавок, образующие между собой поплавковую камеру 18. В поплавковой камере размещен поплавок, выполненный в виде пустотелого цилиндра и состоящий из двух половинок 7 и 8 с прорезью 19 в верхней части и самоустанавливающимися клапанами 11 и 12 с центрирующими кольцами 25. В верхней и нижней части поплавка установлены горизонтальные фартуки 15 и 16, выполняющие роль ограничителя горизонтальных колебаний поплавка. 1 ил.

Автоматическое вакуумное переливное устройство, содержащее эжектор, связанный вакуумной магистралью с герметичной емкостью, всасывающий и сливной патрубки с обратными клапанами, размещенный внутри герметичной емкости поплавок с клапаном, верхний дренажный узел, содержащий отсасывающий патрубок и клапан, отличающееся тем, что герметичная емкость снабжена фильтрующим элементом, образующим с поплавком поплавковую камеру, фильтрующий элемент выполнен в виде цилиндра с отверстиями диаметром 10 мм по его образующей, поплавок выполнен в виде состоящего из двух половинок пустотелого цилиндра с прорезью в верхней части и снабжен самоустанавливающимися клапанами и горизонтальными фартуками в верхней и нижней его частях, ограничивающими горизонтальные колебания поплавка, при этом верхний дренажный узел снабжен упором и самоустанавливающимся клапаном с седлом со сквозными проходными отверстиями для дренажного воздуха, а клапан снабжен снизу управляющими штоками, проходящими свободно через проходные отверстия седла.