Устройство для очистки жидкости от механических примесей Советский патент 1990 года по МПК B01D37/04 

Изобретение относится к устройствам очистки жидкостей от механических примесей и может быть использовано на водозаборных сооружениях и дождевальных машинах,

Целью изобретения является повышение производительности устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для очистки жидко- сгм еханических примесей.

Устройство содержит корпус 1 с впускным и выпускным патрубками, цилиндрическим фильтрующим элементом 2 и поршневым гидроприводом 3, диафрагмен- ный гидропривод 4, клапан-переключатель 5. Цилиндрический фильтрующий элемент 2 и гидропривод 3 расположены вдоль осевой корпуса 1: который снабжен усеченны м конусным дном 6 с отверстием 7 для отвода фильтрата. Отверстие 7 снизу перекрыто мембранным запорным блоком 8. Над отверстием 7 соосно установлена перепускная перемычка 9 с отверстием в центре (диаметр перемычки 9 меньше диаметра фильтрующего элемента 2, в результате вода с фильтратом проходят в основном через кольцевую щель между ними при выгрузке последнего). Подмембранная полость устройства гидравлически сообщена (движение жидкости показано стрелками) с внутренней полостью фильтрующего элемента 2 или атмосферой через закрепленный на мембране 10 подпружиненный перепускной клапан в виде взаимосвязанных верхнего 11 к нижнего 12 запорных элементов,

Площадь мембраны 10 существенно больше площади перекрываемого отверстия 7 конусного дна 6. Внутри фильтрующего элемента 2 на штоке 13 гидропривода 3 размещен узел очистки, выполненный в виде кольцевого скребка 14 и подвижно ус- танчтвленных на нем подпружиненных элементов с накопителем 15 для фильтрата (центральное отверстие служит для прохода штока 13 через перемычку 9),Скребок 14 в нижнем своем положении взаимодействует через шток 13 с верхним запорным элементом 11 перепускного клапана. Поршень 16 гидропрвода 3 подпружинен и его надпор- шневая полость через клапан-переключатель 5 гидравлически сообщена с напорным трубопроводом или периодически с атмосферой. Корпус диафрагменного гидропривода 4 закреплен шарнирно и периодически азаимосвйзан с регулируемым упором 17 на штоке 13 -гидропривода 3 в его верхнем по- ложениь и с неподвижным упором 18 в нижнем положении, а через свой подпружи- менный шток 19 - с поводком 20 клапана-переключателя 5. Шток 19 снабжен пружиной 21, гидропривод4-диафрагмой22, поводок 20 - пружиной 23, гидропривод 4 - шарниром 24.

5Устройство для очистки жидкости работает следующим образом,

В исходном положении, когда фильтрующий элемент 2 чист, поршень 16 гидропривода 3 и кольцевой скребок 14 с

0 накопителем 15, а т акже шток 19 гидропривода 4 расположены в верхнем положении. Впускном патрубок входа загрязненной жидкости с; чзан с подмембранной полостью диафрагменного гидропривода 4,

5 выпускной патрубок выхода очищенной жидкости - с его надмембранной полостью. Так как напор воды на входе в устройство очистки выше, чем на выходе из него, то шток 19 диафрггменного гидропривода 4

0 стремится занять верхнее г:олож.зние, однако усилие регулйруэ ой пружины 21 противодействует этому 1л шток 19 находится в нижнем положении, не взаимодействуя при этом с поводком 20 клапана-переключателя

5 5, Таким образом, надпоршневая полость гидропривода 3 через клапан-переключатель 5 сообщена с атмосферой, т.е. устройство очистки работает в пассивном режиме. При этом вода из внутренней полости, обра0 зованной фильтрующим элементом 2, поступает, проходя через кольцевую шель, центральное отверстие в перепускной перемычке 9 и перепускной клапан (верхний запорный элемент 11 приподнят усилием

5 пружины), в подмембранную полость запорного блока 8, Под действием давления воды мембрана 10 запорного блока 8 поджимается к впускному отверстию 7, тем самым перекрывая его.

0Во время работы жидкость по впускному патрубку попадает в корпус 1 устройства, проходит через фильтрующий элемент 2 и очищенная подается через-выпускной пэт- рубок по назначению. Одновременно

5 жидкость с входа устройства поступает в поддиафрагменную полость диафрагменного гидропривода 4, а с его выхода - в надди- афрагменную полость. Таким образом, в начальный момент работы устройства, ког0 да фильтрующий элемент 2 еще на засорен, диафрагма 22 гидропривода 4 и связанный с ней шток 19 занимают нижнее свое положение (пружина 21 на штоке 19 компенсирует разность давлений, возникающую за счет

5 потери напора на пропуск жидкости через устройство очистки).

По мере работы механические примеси накапливаются на фильтрующем элементе 2, соответственно, растет перепад давления на входе и выходе из устройства и происходит разбалансировка сил - давление под и над диафрагмой 22 гидропривода 4, что влечет за собой перемещение вверх связанного с ней штока 19. При достижении заранее заданного перепада давления, соответствующего допустимой степени засорения фильтрующего элемента 2, шток 19, воздействуя на подпружиненный поводок 20 клапана-переключателя 5, отклоняет его на определенный угол.

При переходе через мертвую точку за счет накопленной энергии ч пружине 23 происходит мгновенное переключение кла- пана-переключлтеля 5 и жидкость из напорного трубопровода начинает поступать в надпоршневую полость гидропривода 3. Поршень 16 через шток 13 воздействует на скребок 14с накопителем 15 для фильтрата. Скребок 14, перемещаясь вниз, счищает накопившийся фильтрат с фильтрующего элемента 2, который собирается в накопителе 15. При перемеш.епии штока 13 вниз перемещается вниз и упор 17, что приводит к пер емещению (под действием силы тяжести) и корпуса диафрагменного гидропривода 4 путем поворота его вокруг шарнира 24 до взаимодействия с неподвижным упором 18.

На подходе скребка 14 к своему нижнему положению шток 13 начинает взаимодействовать с взаимосвязанными запорными элементами 11 и 12 перепускного клапана, что приводит к их переключению, т.е. запорный элемент 11 перекрывает доступ воде в подмембранную полость запорного блока 8 и одновременно запорный элемент 12 открывает перепускное отверстие, связывающее подмембранную полость с атмосферой. Через образованное перепускное отверстие вода из-под мембранной полости вытекает в атмосферу, при этом мембрана 10 с закрепленным на ней перепускным клапаном начинает перемещаться вниз (под действием силы, развиваемой гидроприводом 3 и прилагаемой к мембране 10 штока 13), открывая выпускное отверстие 7 конусного дна 6, через которое фильтрат через кольцевую щель под действием тока воды транспортируется из накопителя 15 к выпускному отверстию 7 и вместе с промывной водой удаляется. Наличие перепускной перемычки 9 препятствует подъему фильтрата при его удалении.

При достижении скребком 14 крайнего положения упор 25, закрепленный на штоке 13 поршня 16, взаимодействуете поводком 20 клапана-переключателя 5, что приводит к его переключению. При этом прерывается гидравлическая связь напорный трубопровод - надпоршневая полость и одновременно с этим открывается гидравлическая связь надпоршневая полость - атмосфера. Под действием знергии пружины поршень 16 и связанные с ним через шток 13 скребок 5 14 и накопитель 15 начинает перемещаться вверх, вытесняя при этом воду из полости гидропривода 3 через клапан-переключатель 5 в атмосферу. При перемещении штока 13 вверх он прекращает взаимодей- 10 ствовать с запорными элементами 11 и 12 перепускного клапана. Вследствие этого под действием пружины происходит обратное пеоеключение перепускного клапана, т.е. посредством запорных элементов It и 15 12 восстанавливается гидравлическая связь между внутренней полостью устройства очистки и подмембранной полостью запорного блока 8. а ее связь с атмосферой прекращается. Подмембранная полость 20 заполняется водой, что приводит к перемещению диафрагмы вверх и перекрытию выпускного отверстия 7. При этом скребок 14 и накопитель 15 фильтрата продолжают перемещаться вверх. При подходе поршня 16 25 к верхнему положению упор 17, закрепленный на Штоке 13, начинает взаимодействовать с корпусом ди.афрагменного гидропривода 4 и перемещает его вверх путем проворачивания вокруг шарнира 24, 0При достижении своего верхнего положения движение поршня 16 прекращается, а диафрагменный гидропривод 4 занимает свое первоначальное положение. Таким образом, цикл активного режима работы 5 устройства очистки закончен. Если за период- цикла активного режима работы фильтрующий элемент 2 полностью очищается от фильтрата, то перепад давления на входе и выходе устройства очистки уменьшается, 0 т.е. достигает первоначальной величины. При этом разность давлений в над-и под- мембранной полостях диафрагменного привода 4, соответственно, также уменьшается, а это приводит к тому, что шток 19 переме- 5 щается вниз, т.е. не взаимодействует с поводком 20 клапана-распределителя 5. Таким образом, устройство очистки работает в пассивном режиме.

Если за один цикл фильтрующий эле- 0 мент 2 не очищается полностью, то перепад давления остается выше допустимого, соответственно., и величина перепада в над-и поддиафрагменной полостях гидропривода 4 выше допустимой, поэтому шток 19 нахо- 5 дится не в своем нижнем положении, а в одном из промежуточных положений и взаимодействует с поводком 20 клапана-переключателя 5. При этом устройство очистки начинает работать в активном режиме. т,е. цикл очистки фильтрующего элемента 2 повторяется знозь. Активный режим работы устройтсвз очистки продолжается до тех пор, пока перепад давлений на входе и выходе устройства очистки не достигнет требуемой величины, т.е. пока фильтрующий элемент не очистится.

При этом расход жидкости на удаление фильтрата минимальный, так как он имеет место только в последний момент взаимодействия штока 13 с запорным блоком 8. затрачивается непосредственно только на его выброс.

Формула изобретения Устройство для очистки жидкости от механических примесей, содержащее цилинд- рический фильтрующий элемент с корпусом и впускным V) выпускным патрубками, узлом очистки и исполнительный механизм, о т- личающееся тем, что, с целью повышения производительности устройства, узел очистки выполнен в виде кольцевого скребка и подвижно установленных на нем подпружиненных элементов с накопителем для фильтрата, исполнительный механизм выполнен в виде поршневого гидропривода с

подпружиненным штоком, клапана-переключателя и диафрагменного гидропривода, со штоком, поршневой гидропривод расположен соосно с корпусом фильтрующего элемента, снабженном усеченным конусным дном с отверстием, мембранным запорным блоком с запорным элементом и перепускной перемычкой с отверстием, со- осной с корпусом и расположенной над мембранным запорным блоком, шток поршневого гидропривода снабжен регулируемым упором, связан с кольцевым скребком и выполнен с возможностью взаимодействия в нижнем своем положении с запорным элементом, надпоршневая полость поршневого гидропривода гидравлически связана с клапаном-переключателем, диаф- рагменный гидропривод закреплен шарнир- но с возможностью его взаимодействия с регулируемым упором, шток диафрагменного гидропривода механически связан с клапаном-переключателем, а его поддиафраг- менная и наддиафрагменная полости гид-, равлически соединены с впускным и выпускным патрубками, соответственно.

Изобретение относится к устройствам очистки жидкости от механических примесей, может быть использовано на оросительных системах, водозаборных сооружениях и дождевальных машинах и повысить производительность устройства. Устройство содержит корпус 1 с фильтрующим элементом 2 и гидроприводом 3, диафрагменный гидропривод 4 с подпружиненным штоком 19 и пружиной 21, мембранный запорный блок 8, перепускную перемычку 9, мембрану 10, перепускной клапан с запорными элементами 11 и 12, шток 13 гидропривода 3, кольцевой скребок 14 с накопителем 15, регулируемый упор 17 и неподвижный упор 18. 1 ил.